CN111648785A - 一种盾构隧道洞口加固结构 - Google Patents

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黄惟
张子仪
李志刚
赵涵滢
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蒙国往
邓政
许杰
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    • E21D15/14Telescopic props
    • E21D15/44Hydraulic, pneumatic, or hydraulic-pneumatic props

Abstract

本发明属于隧道加固技术领域,尤其是涉及一种盾构隧道洞口加固结构,包括加固结构本体,所述加固结构本体的内侧设有多组加固板,所述加固结构本体的外侧设有连接柱,所述加固板和连接柱配合设置,所述加固结构本体设有底座,所述底座固定连接有液压缸,所述液压缸连通设置有支撑座,所述支撑座的一端和底座固定连接,所述支撑座的另一端可拆卸连接有多组伸缩杆。本发明通过设置一种盾构隧道洞口加固结构,有效提高盾构隧道洞口的极限承载能力和刚度,使得工作人员能够在空间狭窄、允许加固时间短等苛刻条件下实现隧道的快速加固,提高隧道洞口的加固效率,缩短隧道洞口加固工作的施工工期,降低隧道加固的工程造价,适合范围进行推广。

Description

一种盾构隧道洞口加固结构
技术领域
本发明属于隧道加固技术领域,尤其是涉及一种盾构隧道洞口加固结构。
背景技术
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。随着盾构隧道的不断普及,盾构隧道的建设要求在不断的增加,同时盾构隧道在实际建设过程中存在的不足也急需去完善和处理。
现有技术中,盾构隧道结构是典型的拼装结构,采用高强螺栓将一块块的混凝土预制块进行纵横向连接,形成具有承载能力的结构体。然而由于地下条件复杂,地下水位等变化容易对盾构结构的外荷载造成影响,从而使得盾构隧道结构产生变形,考虑到材料、结构的老化等问题,盾构隧道洞口经常需要进行加固工作,保证隧道的正常施工,但是现有的加固结构稳固性较差,同时加固工作中需要耗费大量的人力物力,降低隧道洞口的加固效率,拖延隧道施工工期,提高隧道的工程造价。
为此,我们提出一种盾构隧道洞口加固结构来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供的一种操作方便加固效率高同时具有较强稳固性的盾构隧道洞口加固结构。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:
一种盾构隧道洞口加固结构,包括加固结构本体,所述加固结构本体的内侧设有多组加固板,所述加固结构本体的外侧设有连接柱,所述加固板和连接柱配合设置,所述加固结构本体设有底座,所述底座固定连接有液压缸,所述液压缸连通设置有支撑座,所述支撑座的一端和底座固定连接,所述支撑座的另一端可拆卸连接有多组伸缩杆,所述伸缩杆远离支撑座的一端和加固板配合连接。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述加固结构本体包括砂浆层、中空层、钢板层和纤维层,所述加固结构本体设有多组穿孔,所述穿孔和伸缩杆配合连接。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述加固板采用弧形结构,所述加固板均匀设置在加固结构本体靠近纤维层一端,相邻所述加固板之间设有压力传感器。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述连接柱通过安装板和砂浆层固定连接,所述安装板靠近砂浆层的一端设有凹槽,所述伸缩杆和凹槽配合连接。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述伸缩杆包括套筒和活动杆,所述活动杆的一端通过密封板和套筒滑动连接,所述活动杆的另一端通过穿孔和凹槽配合连接。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述活动杆远离支撑座的一端设有注胶进口,所述活动杆靠近连接柱的一端设有注胶出口,所述注胶出口和中空层连通设置。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述支撑座设有多组连接孔,所述套筒和连接孔螺纹连接,所述活动杆通过压板和加固板活动连接,所述压板和穿孔配合设置,所述压板采用弧形结构。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述支撑座固定连接有液压盘,所述液压盘和液压缸连通设置,所述液压盘设有多组密封槽,所述套筒通过橡胶垫和密封槽配合连接。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,所述套筒靠近液压盘的一端设有限位槽,所述支撑座设有限位螺栓,所述限位螺栓穿过支撑座和限位槽螺纹连接。
在上述的一种盾构隧道洞口加固结构中,其中一组所述伸缩杆固定连接有支座,所述支座对称设置在加固结构本体两侧,所述支座和加固结构本体的纤维层配合连接,所述支座设有防滑层。
与现有的技术相比,本一种盾构隧道洞口加固结构的优点在于:
1、本发明通过对盾构隧道洞口设置复合成型的加固结构,有效提高盾构隧道洞口的极限承载能力和刚度,使得工作人员能够在空间狭窄、允许加固时间短等苛刻条件下实现隧道的快速加固,提高隧道洞口的加固效率,缩短隧道洞口加固工作的施工工期,降低隧道加固的工程造价,适合范围进行推广。
2、本发明通过对盾构隧道洞口设置液压支撑座,使得多组伸缩杆可以同时对加固结构本体进行支撑工作,有效提高隧道洞口的加固效率,同时支撑座在液压支撑的过程中能够在一定程度上降低加固结构的位移程度,提高隧道洞口的加固效果,增加装置的实用性。
3、本发明通过对支撑座设置可拆卸连接的伸缩杆,有效便捷工作人员的安装操作,降低工作人员在隧道洞口加固过程中的劳动强度,提高施工效率,增加装置使用的便捷性。
4、本发明通过对伸缩杆设置注胶通道,使得伸缩杆在进行支撑工作中能够对加固结构本体的中空层灌注环氧树脂,配合砂浆层、钢板层和纤维层复合成型,有效提高加固结构的加固效率,增加加固结构的加固质量,提高装置的功能性。
附图说明
图1是本发明提供的一种盾构隧道洞口加固结构的外部结构示意图;
图2是本发明提供的一种盾构隧道洞口加固结构的内部结构示意图;
图3是图2中A处放大示意图;
图4是本发明提供的一种盾构隧道洞口加固结构中加固结构本体的结构示意图;
图5是本发明提供的一种盾构隧道洞口加固结构中液压盘的结构示意图;
图6是本发明提供的一种盾构隧道洞口加固结构中伸缩杆的结构示意图。
图中,1加固结构本体、11砂浆层、12中空层、13钢板层、14纤维层、15穿孔、2加固板、3连接柱、31安装板、32凹槽、4底座、5液压缸、6支撑座、61连接孔、62液压盘、621密封槽、622橡胶垫、63限位螺栓、7伸缩杆、71套筒、711限位槽、72活动杆、721注胶进口、722注胶出口、73密封板、74压板、8压力传感器、9支座。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
如图1-6所示,一种盾构隧道洞口加固结构,包括加固结构本体1,需要说明的是,加固结构本体1包括砂浆层11、中空层12、钢板层13和纤维层14,通过灌注环氧树脂复合成型,提高盾构隧道洞口的极限承载能力和刚度,使得工作人员能够在空间狭窄、允许加固时间短等苛刻条件下实现隧道的快速加固,提高隧道洞口的加固效率。
加固结构本体1的内侧设有多组加固板2,需要注意的是,加固板2采用弧形结构,加固板2均匀设置在加固结构本体1靠近纤维层14一端,相邻加固板2之间设有压力传感器8,压力传感器8采用PT124B-251\250型隧道专用压力传感器,用于监测加固结构本体1在支撑过程中加固板2的实时应力分布状况。
加固结构本体1的外侧设有连接柱3,加固板2和连接柱3配合设置,需要说明的是,连接柱3固定连接有安装板31,安装板31通过螺栓和砂浆层11固定连接,连接柱3在加固结构本体1进行连接安装前进行预埋固定,提高盾构隧道洞口的加固效果。
加固结构本体1设有底座4,底座4固定连接有液压缸5,液压缸5连通设置有支撑座6,需要注意的是,底座4通过螺栓和隧道洞口底面进行固定连接,保证支撑座6进行工作中的稳固性。
支撑座6的一端和底座4固定连接,支撑座6的另一端可拆卸连接有多组伸缩杆7,需要说明的是,伸缩杆7包括套筒71和活动杆72,活动杆72的靠近支撑座6的一端通过密封板73和套筒71滑动连接,支撑座6设有多组连接孔61,套筒71和连接孔61螺纹连接,便于工作人员对伸缩杆7的连接固定。
具体的支撑座6固定连接有液压盘62,液压盘62和液压缸5连通设置,液压盘62设有多组密封槽621,套筒71通过橡胶垫622和密封槽621配合连接,值得一提的是,提高套筒71和液压盘62间的密封性,液压缸5用于液压盘62内液压的供应工作,使得伸缩杆7在液压工作下进行支撑加固,支撑座6在液压支撑的过程中能够在一定程度上降低加固结构的位移程度,提高盾构隧道洞口加固过程中的稳固性,进而提高隧道洞口的加固效果。
更具体的,套筒71靠近液压盘62的一端设有限位槽711,支撑座6设有限位螺栓63,限位螺栓63穿过支撑座6和限位槽711螺纹连接,使得工作人员在将套筒71和连接孔61进行螺纹连接后再对套筒71进行限位固定,提高伸缩杆7和支撑座6之间连接的稳定性,可拆卸连接的伸缩杆7有效便捷工作人员的安装操作,降低工作人员在隧道洞口加固过程中的劳动强度,提高施工效率,增加装置使用的便捷性。
其中一组伸缩杆7固定连接有支座9,支座9对称设置在加固结构本体1两侧,支座9和加固结构本体1的纤维层14配合连接,支座9设有防滑层,使得伸缩杆7能够对加固结构本体1靠近底面的两侧进行支撑,提高装置对隧道洞口两侧的支撑效果。
伸缩杆7远离支撑座6的一端和加固板2配合连接。
具体的,安装板31靠近砂浆层11的一端设有凹槽32,加固结构本体1靠近加固板2的一端设有穿孔15,活动杆72的另一端通过穿孔15和凹槽32配合连接,使得伸缩杆7在进行支撑工作中通过穿孔15对凹槽32进行稳定支撑,提高盾构隧道洞口的加固效果。
更具体的,活动杆72远离支撑座6的一端设有注胶进口721,活动杆72靠近连接柱3的一端设有注胶出口722,注胶出口722和中空层12连通设置,使得伸缩杆7在进行支撑工作中可以对中空层12内灌注环氧树脂配合砂浆层11、中空层12、钢板层13和纤维层14复合成型,提高盾构隧道的加固效率,活动杆72通过压板74和加固板2活动连接,压板74和穿孔15配合设置,压板74采用弧形结构,能够在活动杆72进行支撑、灌注的过程中对中空层12进行封口工作,同时配合连接柱3对加固结构本体1的内外两侧进行支撑加固工作,提高装置加固过程中的稳定性。
现对本发明的操作原理做如下描述:
本发明使用时,当盾构隧道由于地下条件复杂,地下水位等变化容易对盾构结构的外荷载造成影响,从而使得盾构隧道结构产生变形,需要对盾构隧道洞口进行加固工作时,将底座4和盾构隧道洞口的底面进行安装固定,工作人员根据支撑座6的位置先将连接柱3预埋在盾构隧道洞口处,在加固结构本体1和连接柱3进行连接,通过螺栓将加固板2和加固结构本体1以及连接柱3的安装板进行固定,加固板2安装成后将压力传感器8分布在相邻加固板2之间位置,用于监测加固板2加固过程中的实时应力分布,完成加固结构本体1的初步准备工作。工作人员将伸缩杆7的套筒71和支撑座6的连接孔61进行螺纹连接,限位螺栓63穿过支撑座6和套筒71的限位槽711进行限位固定,此时套筒71的一端通过橡胶垫622和液压盘62的密封槽621密封连接,套筒71的另一端通过密封板73和活动杆72滑动连接,完成加固结构本体1支撑装置的安装工作。启动液压缸5,使得液压缸5内的液体充入液压盘62进而推动伸缩杆7的活动杆72和套筒71进行滑动伸出,活动杆72在不断伸出的过程中和加固结构本体1的穿孔15进行配合,直至活动杆72的顶部和安装板31的凹槽32进行支撑,此时活动杆72固定连接的压板74对穿孔15进行密封,压板74通过加固板2对加固结构本体1进行二次支撑工作,其中一组伸缩杆7通过支座9对加固结构本体1的两端进行支撑,完成加固结构的支撑工作。加固结构本体在稳定支撑后通过注胶进口721对中空层12内灌注环氧树脂配合砂浆层11、中空层12、钢板层13和纤维层14使得加固结构本体1复合成型,提高盾构隧道洞口的加固效率,加固过程中压力传感器8实时监测加固板2的应力分布状况,保证加固结构本体1的正常工作,完成加固工作后通过液压缸5使得伸缩杆7进行收回,便于工作人员后续的操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾构隧道洞口加固结构,包括加固结构本体(1),其特征在于,所述加固结构本体(1)的内侧设有多组加固板(2),所述加固结构本体(1)的外侧设有连接柱(3),所述加固板(2)和连接柱(3)配合设置,所述加固结构本体(1)设有底座(4),所述底座(4)固定连接有液压缸(5),所述液压缸(5)连通设置有支撑座(6),所述支撑座(6)的一端和底座(4)固定连接,所述支撑座(6)的另一端可拆卸连接有多组伸缩杆(7),所述伸缩杆(7)远离支撑座(6)的一端和加固板(2)配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述加固结构本体(1)包括砂浆层(11)、中空层(12)、钢板层(13)和纤维层(14),所述加固结构本体(1)设有多组穿孔(15),所述穿孔(15)和伸缩杆(7)配合连接。
3.根据权利要求2所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述加固板(2)采用弧形结构,所述加固板(2)均匀设置在加固结构本体(1)靠近纤维层(14)一端,相邻所述加固板(2)之间设有压力传感器(8)。
4.根据权利要求2所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述连接柱(3)通过安装板(31)和砂浆层(11)固定连接,所述安装板(31)靠近砂浆层(11)的一端设有凹槽(32),所述伸缩杆(7)和凹槽(32)配合连接。
5.根据权利要求4所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述伸缩杆(7)包括套筒(71)和活动杆(72),所述活动杆(72)的一端通过密封板(73)和套筒(71)滑动连接,所述活动杆(72)的另一端通过穿孔(15)和凹槽(32)配合连接。
6.根据权利要求5所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述活动杆(72)远离支撑座(6)的一端设有注胶进口(721),所述活动杆(72)靠近连接柱(3)的一端设有注胶出口(722),所述注胶出口(722)和中空层(12)连通设置。
7.根据权利要求5所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述支撑座(6)设有多组连接孔(61),所述套筒(71)和连接孔(61)螺纹连接,所述活动杆(72)通过压板(74)和加固板(2)活动连接,所述压板(74)和穿孔(15)配合设置,所述压板(74)采用弧形结构。
8.根据权利要求5所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述支撑座(6)固定连接有液压盘(62),所述液压盘(62)和液压缸(5)连通设置,所述液压盘(62)设有多组密封槽(621),所述套筒(71)通过橡胶垫(622)和密封槽(621)配合连接。
9.根据权利要求8所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,所述套筒(71)靠近液压盘(62)的一端设有限位槽(711),所述支撑座(6)设有限位螺栓(63),所述限位螺栓(63)穿过支撑座(6)和限位槽(711)螺纹连接。
10.根据权利要求2所述的一种盾构隧道洞口加固结构,其特征在于,其中一组所述伸缩杆(7)固定连接有支座(9),所述支座(9)对称设置在加固结构本体(1)两侧,所述支座(9)和加固结构本体(1)的纤维层(14)配合连接,所述支座(9)设有防滑层。
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