CN111963213B - 隧道波纹钢板加固装置和加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道波纹钢板加固装置和加固方法，其中，所述隧道波纹钢板加固装置包括防护固定架和波纹钢板；在两个防护固定架之间形成的槽道安装波纹钢板，并且将波纹钢板的波纹延长方向的两端固定在防护固定架上。本发明通过防护固定架的设置，能够预先防护加固衬砌，解决在波纹钢板施工完成前衬砌可能出现的掉落等安全问题，其次防护固定架安装完成后，能够在多个工作面进行并行施工，解决了传统的波纹钢板安装方法必须串行施工的问题，施工速度多倍增长，缩短了工期，降低了施工过程中隧道衬砌事故的风险；再次，防护固定架进一步的加强了衬砌的安全性并提升抗水压及不平衡压力的能力。
Description
技术领域
本发明涉及隧道波纹钢板加固装置和加固方法，属于隧道加固施工技术领域。
背景技术
我国是一个多山国家，所以隧道量也十分巨大。2017年底中国铁路投入运营的铁路隧道14547座，总长达到15326千米。截止到2018年底，中国公路隧道17738处，总长达到17236千米。随着隧道运营时间的不断增长，隧道衬砌的内部质量隐患，在各种外界环境因素相互作用下，逐渐的显现出来造成了隧道的衬砌结构缺陷，而隧道的结构缺陷直接导致隧道衬砌结构承载能力降低，从而导致结构形变，隧道衬砌甚至会发生断裂、塌落等灾难性后果，危及运营安全。
隧道结构缺陷的类型主要有衬砌厚度缺陷、混凝土质量缺陷、衬砌背后空洞或回填不密实、隧底缺陷、钢筋及钢架缺陷等。研究发现，隧道结构缺陷直接导致隧道衬砌结构承载能力降低，从而导致结构形变，隧道衬砌甚至会发生断裂、塌落等灾难性后果，危及运营安全。
一般处理隧道结构缺陷的方法包括：锚杆补强、纤维布补强、锚喷网补强、钢带补强、纤维板补强、钢板补强法、钢拱架加固法、波纹钢板套衬加固法等。
其中波纹钢板套衬加固法最先开始在公路或者涵洞上使用，近些年逐渐在铁路运营隧道加固中应用，例如专利CN201510284182《用于对洞体的病害面进行整治的方法》中波纹钢板的搭接连接法，专利CN207161120U《一种便于从内侧连接的波纹钢板结构》中波纹钢板的法兰连接法，但是这些方法在实际应用中存在较多问题：
1.对有严重缺陷且直接影响到运营安全的隧道，现场安装了临时的钢拱架，但现行的波纹钢板套衬加固法需先拆除加固钢拱架然后再安装波纹钢板，在此过程中存在衬砌再次脱落的安全风险，且在波纹钢板未注浆及完全锚固前此风险一直存在，长达一月甚至数月，无法解决施工期间隧道衬砌的安全问题。
2.传统的波纹板安装方法，在完全施工完成前，是通过拱脚的支撑以及衬砌的连接完成固定，但是此时衬砌由于厚度不足或者开裂，很有可能在施工过程中，因为列车风压的变化，在波纹板的作用下，加速衬砌的破坏，造成安全风险。
3.由于运营铁路施工时间短，每天施工时间为60-120分钟，现行的波纹钢板安装方法由两侧向上安装，一块一块利用自身的搭接完成整环成环工作，施工速度非常慢。由于环环之间搭接的需要，不能同时多个工作面施工。
4.由于隧道衬砌在实际施工过程中，其内壁面的曲线和理论的相差较多，并且隧道存在坡度以及弯度，在现行的安装方法，由环向方向由两侧向拱顶安装，纵向方向由一段向另一段安装，而每一环之间必须紧密相连，导致后一环必须适应前一环的安装，最后所有的误差累计在一起，且基本上累计在拱顶部位，导致最后一环的安装位置不符合要求，波纹钢板甚至完全侵入到列车运行空间或者与接触网距离过小。这也是目前的方法难以克服的技术难题，造成波纹钢板应用时存在较大的难题。
发明内容
本发明目的是提供一种隧道波纹钢板加固方法，其解决了上述技术问题中的至少一个。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种隧道波纹钢板加固装置，其包括防护加固架和波纹钢板；
所述防护加固架沿隧道的长度方向设置为多个，所述防护加固架贴在隧道衬砌的内壁面，间隙小于等于15cm；
在两个防护加固架之间形成的槽道安装波纹钢板，并且将波纹钢板的波纹延长方向的两端固定在防护加固架上；
其中，所述防护加固架为T型防护加固架，H型防护加固架，或者T型防护加固架和H型防护加固架组合设置。
可选的，所述防护加固架沿环向位置分为多段，各段之间通过法兰连接或者插接，并且所述防护加固架的下端通过拱脚结构固定于所述隧道的内壁面，在拱脚结构部位连接牺牲阳极的材料。
可选的，所述T型防护加固架包括第一支撑板和固定于所述第一支撑板的第一肋板；所述H型防护加固架包括两个平行设置的第二支撑板以及固定于所述两个第二支撑板之间的第二肋板；所述波纹钢板固定于所述第一肋板、第二肋板或者固定于隧道衬砌。
本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种隧道波纹钢板加固方法，其包括：
安装防护加固架：所述防护加固架贴在隧道衬砌的内壁面，并且所述防护加固架的下端通过拱脚结构固定于所述隧道的内壁面；其中，所述防护加固架的结构为T型防护加固架或者H型防护加固架；
在防护加固架之间安装波纹钢板：对于防护加固架之间形成的槽道安装波纹钢板，并且将波纹钢板的波纹延长方向的两端固定在防护加固架上。
可选的，所述防护加固架和波纹钢板采用粉末涂料进行表面加工；所述波纹钢板中含有注浆型波纹钢板，在所述注浆型波纹钢板表面焊接有带有注浆孔的法兰。
可选的，当波纹钢板的安装顺序为从低处到高处时，先安装边墙处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装拱顶处对应的波纹钢板，并且对应于边墙处的波纹钢板在安装前将拱脚结构和波纹钢板端部连接；当波纹钢板的安装顺序为从高处到低处时，先安装拱顶处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装边墙处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装后将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。
可选的，当防护加固架为T型防护加固架时：
测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板送至安装位置，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用钉形锚栓或者锚杆进行固定，所述钉形锚栓或者锚杆上设置有套母用于对于波纹钢板的紧固。所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板送至滑道，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，两块相邻的波纹钢板之间的对接接头粘贴密封胶条，并使得两块相邻的波纹钢板之间的连接孔对正，螺栓穿过两块波纹钢板的连接孔，将两块相邻的波纹钢板沿隧道的周向固定在一起；新安装的所述波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢。
可选的，当防护加固架为H型防护加固架时，在H型防护加固架的最低处设置有可以插入波纹钢板的缺口：
测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板通过H型防护加固架的最低处设置的缺口插入，通过固定在拱顶型钢表面的加固肋上的提升工具将其提升到拱顶，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用化学锚栓对其固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板通过H型防护加固架的最低处设置的缺口插入，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，对接接头粘贴密封胶条，将该波纹钢板与与其相邻的波纹钢板的安装孔对正，螺栓穿过这两个相邻的波纹钢板，将两个相邻的波纹钢板的周向固定在一起；并且新安装的波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢。
可选的，当防护加固架为H型防护加固架，并且H型防护加固架上开设有多个可以插入波纹钢板的缺口时：
测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板通过H型防护加固架的缺口插入，送至安装位置，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用钉形锚栓或者锚杆进行固定，所述钉形锚栓或者锚杆上设置有套母用于对于波纹钢板的紧固，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板通过H型防护加固架的缺口插入，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，对接接头粘贴密封胶条，将该波纹钢板与与其相邻的波纹钢板的安装孔对正，螺栓穿过这两个相邻的波纹钢板，将两个相邻的波纹钢板的周向固定在一起；并且新安装的波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢。
可选的，当防护加固架包括T型防护加固架和H型防护加固架时，此时T 型防护加固架和H型防护加固架交替放置：
测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板送至安装位置，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用锚栓或者锚杆进行固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板送至滑道，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，两块相邻的波纹钢板之间的对接接头粘贴密封胶条，并使得两块相邻的波纹钢板之间的连接孔对正，螺栓穿过两块波纹钢板的连接孔，将两块相邻的波纹钢板沿隧道的周向固定在一起；新安装的所述波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢。
可选的，在波纹钢板安装完成后在边墙、拱腰、拱顶三个位置的波纹钢板上的注浆孔进行注浆；所述注浆所采用的注浆材料为水泥基材料、轻质类材料或发泡材料。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的隧道波纹钢板加固方法，通过防护加固架的设置，能够在波纹钢板安装前及施工过程中加固衬砌，施工完成后与波纹钢板形成完成的加固结构，提升衬砌的整体受力能力，解决了施工过程中的安全问题；
(2)波纹钢板施工过程中，完全通过防护加固架受力，不增加病害衬砌的受力，解决了过程中对衬砌的扰动和负荷增加；
(3)能够同时在多个工作面进行施工，施工速度快；解决无法大规模多作业面施工的问题。
(4)解决了波纹钢板的安装精度问题，每一块波纹板的精度取决于提前完全独立安装及测试的防护加固架，波纹钢板之间相互之间不影响；解决了现行波纹板安装技术中易侵限问题。
(5)在注浆时能够保持压力注浆，提高注浆材料与波纹板、衬砌之间的整体性，提升隧道的防水性能；
(6)静电粉末涂料波纹钢板环保，性能好，并且具有良好的绝缘性；
(7)牺牲阳极保护能够有效的避免波纹钢板和钢拱架结构的腐蚀，增加其耐久性。
附图说明
图1为本发明的防护加固架的安装位置的结构示意图；
图2-4为本发明的隧道波纹钢板加固装置的结构示意图；
图5为本发明的隧道波纹钢板加固装置的立体图；
图6为本发明的H型防护加固架和T型防护加固架的结构示意图；
图7为本发明的H型防护加固架的结构示意图；
图8为本发明的防护加固架段之间的连接结构示意图；
图9为本发明的防护加固架段之间的另一连接结构示意图；
图中标记示意为：1-隧道衬砌；2-防护加固架；21-第一支撑板；22-第一肋板；25-第二支撑板；26-第二肋板；3-波纹钢板；31-平板部；4-加固连接肋； 5-缺口；6-连接件；7-U型槽；8-钉形锚杆；81-套母。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种隧道波纹钢板加固装置，其包括防护加固架2和波纹钢板3；
在使用时，所述防护加固架2贴在隧道衬砌1的内壁面，所述防护加固架2与隧道衬砌的内壁面之间的间隙小于等于15cm，并且所述防护加固架2的下端通过拱脚结构固定于所述隧道的内壁面。
优选地，所述防护加固架2为T型防护加固架，H型防护加固架，或者T 型防护加固架和H型防护加固架组合设置，所述T型防护加固架或者H型防护加固架采用碳钢Q235或Q345材质，或者其他高强度材料，例如高强度铝合金、碳纤维材料等。
参考图1，所述T型防护加固架或者H型防护加固架贴在隧道衬砌1的内壁面，形成半圆形分布。
本实施例中，所述防护加固架2沿隧道的长度方向设置为多个，间隔距离 50cm-300cm；更优选地，所述防护加固架2之间平行设置，和/或所述防护加固架2之间等间距设置，和/或所述防护加固架2设置在缺陷较为严重的位置。
其中，所述防护加固架2全部为T型防护加固架，或者全部H型防护加固架，或者T型防护加固架和H型防护加固架交替设置。
所述防护加固架2沿环向被分为多段，各段之间通过法兰连接、连接件连接或者插入式连接，以方便将该防护加固架2运输至安装现场，并且在安装现场进行组装。
参考图8，所述连接件6上开设有两个通孔，并且两个相邻的防护加固架段的相邻的端部均开设有通孔，由此通过螺钉将连接件6分别固定于两个相邻的防护加固架段上，从而实现两个相邻的防护加固架段之间的连接。
参考图9，在两个相邻的防护加固架段中的一个上形成有U型槽7，将所述另一个防护加固架段的部分插入于所述U型槽内，从而实现两个相邻的防护加固架段之间的连接。
更优选地，在两个相邻的防护加固架2之间可以设置有至少一个加固肋4，加固肋4的材质与T型防护加固架和H型防护加固架的相同，当所述加固肋4 为多个时，多个加固肋4之间可以平行或者交叉设置；此时，所述加固肋4的一端连接于一个防护加固架2，另一端连接于另一个防护加固架2。其中，所述加固肋4为钢筋或者钢板。
在防护加固架2之间安装波纹钢板3：对于防护加固架2之间形成的槽道安装波纹钢板3，并且将波纹钢板3的波纹延长方向的两端固定在防护加固架2 上。
本实施例中，所述波纹钢板3的波高50-110mm(不含板厚)，波宽50-300mm，板厚3-10mm冷轧波纹钢板，板材材质Q235或者Q345，波纹钢板3表面采用热浸锌防腐工艺，涂层厚度不小于84μm。
本实施例中，所述波纹钢板3之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。
本实施例中，优选地，所述防护加固架2和波纹钢板3采用粉末涂料进行表面加工；所述波纹钢板3中含有注浆型波纹钢板，在所述注浆型波纹钢板表面焊接有带有注浆孔的法兰。
也就是说，所述带注浆孔的法兰安装在波纹钢板的外侧面(波纹钢板朝向衬砌一侧)。可以通过法兰向内穿入注浆管，分别对衬砌与波纹钢板的空隙以及衬砌与防水板间的空洞进行分层注浆。
本实施例中，T型防护加固架包括第一支撑板21和固定于所述第一支撑板 21的第一肋板22；所述H型防护加固架包括两个平行设置的第二支撑板25以及固定于所述两个第二支撑板25之间的第二肋板26；所述波纹钢板3固定于所述第一肋板22、第二肋板26或者固定于隧道衬砌1。
当波纹钢板3固定于所述第一肋板22或第二肋板26时，可以通过螺钉进行固定；当所述波纹钢板3固定于所述隧道衬砌1时，螺钉穿过所述波纹钢板 3和第一支撑板21或第二支撑板25，将所述波纹钢板3和防护加固架2一起固定在所述隧道衬砌1上。
而且，当所述波纹钢板3固定于所述第一肋板22和第二肋板26时，所述波纹钢板3与所述第一肋板22和第二肋板26连接的一端形成有平板部31，所述平板部31平行于所述第一肋板22和/或第二肋板26设置。
同时，在所述第一支撑板或者第二支撑板上开设有缺口5，以通过所述缺口输送所述波纹钢板3。并且在固定所述波纹钢板时，例如将所述波纹钢板固定在防护加固架2上时，可以通过钉形锚杆和套设于所述钉形锚杆上的套母实现固定，以通过钉型螺栓防止螺母的掉落，方便了工人的施工。
本发明的隧道波纹钢板加固装置，通过防护加固架的设置，能够预先防护加固衬砌，解决在施工完成前衬砌可能出现的掉落等安全问题，其次防护加固架安装完成后，能够在多个工作面进行并行施工，解决了传统方法必须串行施工的问题，施工速度多倍增长。再次，再次，通过防护加固架的固定作用，在空腔注浆时能够维持较高压力注浆，解决注浆材料与衬砌内壁面、波纹钢板表面的粘合问题，提升的隧道的防水性能。最后通过增加牺牲阳极措施，解决了波纹钢板及连接机构的腐蚀问题和耐久性问题。
实施例2
本实施例提供了一种隧道波纹钢板加固方法，其可以利用实施例1中的隧道波纹钢板加固装置，包括：
S10、衬砌混凝土内壁面处理
采用电动或者气动凿毛机对衬砌混凝土内壁面进行凿毛处理，将松动的混凝土以及内壁面的浮灰清理干净，用于增加后期注浆的粘接强度。
S20、安装防护加固架
本实施例中，所述防护加固架为T型防护加固架或者H型防护加固架，所述T型防护加固架或者H型防护加固架采用碳钢Q235或Q345材质，或者其他高强度材料，例如高强度铝合金、碳纤维材料等。
参考图1，所述T型防护加固架或者H型防护加固架贴在隧道衬砌的内壁面，形成半圆形分布。
所述T型防护加固架或者H型防护加固架的下端通过拱脚结构固定于所述隧道的内壁面；本实施例中，所述拱脚结构可以通过CN110778342A(铁路隧道的波纹钢板内衬拱脚结构及其优化设计方法)中所公开的技术实现，在此不再一一赘述。
本实施例中，所述防护加固架沿隧道的长度方向设置为多个，间隔距离 50cm-300cm；更优选地，所述防护加固架之间平行设置，和/或所述防护加固架之间等间距设置，和/或所述防护加固架设置在缺陷较为严重的位置。
其中，所述防护加固架全部为T型防护加固架，或者全部H型防护加固架，或者T型防护加固架和H型防护加固架交替设置。
所述防护加固架沿环向被分为多段，各段之间通过法兰连接、连接件连接或者插入式连接；安装时由边墙到拱腰到拱顶的顺序进行安装，通过U型卡临时固定在衬砌混凝土内壁面，全环安装完成后，先确定拱顶环的位置以及与衬砌的间距；通过拱脚部分调整装置调整防护加固架的高低；调整完毕后进行临时固定；全部防护加固架安装完毕后，一起进行永久固定。
在施工时，按照所有作业面每个天窗安装完成量，进场时间间隔及进场数量，计算储存量；并将相应数量的防护加固架进行编号，例如R1，R2，R3……；在隧道上对防护加固架的安装位置进行编号，例如B1，B2，B3……，并使得相应编号的防护加固架位于相应编号的隧道位置处，例如编号R1的防护加固架放置在编号B1的隧道位置处，以方便施工。
当然，所述防护加固架也可以采用3D打印技术直接在现场打印完成。
也就是说，在安装防护架时，当通过尺寸测量确定安装位置后，可以在纵向(隧道的长度方向)不同工作面上同时进行防护加固架的安装。
更优选地，在两个相邻的防护加固架之间可以设置有至少一个加固肋，加固肋的材质与T型防护加固架和H型防护加固架的相同，当所述加固肋为多个时，多个加固肋之间可以平行或者交叉设置；此时，所述加固肋的一端连接于一个防护加固架，另一端连接于另一个防护加固架。其中，所述加固肋为钢筋或者钢板。
S30、在防护加固架之间安装波纹钢板
本实施例中，在安装波纹钢板时，可以在纵向不同的防护加固架之间同时安装，从而能够提高作业效率。
优选地，所述波纹钢板的波高50-110mm(不含板厚)，波宽50-300mm，板厚3-10mm冷轧波纹钢板，板材材质Q235或者Q345，波纹钢板表面采用热浸锌防腐工艺，涂层厚度不小于84μm。
脚手架架片按照搭设布置图中的尺寸和位置准确定位，第一层搭设前架片底脚安装顶托，用于水平高度调整，跨越轨道位置，架片与轨道间用宽15cm 木板隔挡，二层以上脚手架拼装过程及3排脚手架搭设完成，连成整体后，避免集中荷载，每付脚手架上作业人员不得超过3人。脚手架顶部作业平台四周利用斜撑作为防护围挡，脚手架搭设完成后由现场安全员、现场施工负责人对施工平台的稳定性和安全性进行验收，确保无误。
脚手架平台搭设完成后，滑道由拱脚开始分节拼装，滑道拼装成环后，落在脚手架平台上，与脚手架平台接触点采用铁丝绑扎、固定牢固，通过脚手架平台作为滑道外部支撑，确保滑道的稳定性。
当波纹钢板的安装顺序为从低处到高处时，先安装边墙处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装拱顶处对应的波纹钢板，并且对应于边墙处的波纹钢板在安装前将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。
当波纹钢板的安装顺序为从高处到低处时，先安装拱顶处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装边墙处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装后将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封，此时，可以解决波纹钢板可能存在尺寸偏差造成波纹钢板在拱顶不能与衬砌混凝土密贴的问题。
在安装波纹钢板时，对于防护加固架之间形成的槽道同时安装波纹钢板，但是根据防护加固架的不同，分成不同的安装方法：
当防护加固架为T型防护加固架时：安装顺序从低处到高处，即先安装边墙处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装拱顶处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装前将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。
具体地，测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板送至安装位置(边墙位置)，第一块波纹钢板安装在底座上，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用锚栓或者锚杆进行固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；紧锢化学锚栓、锁脚锚杆螺母以及螺栓，实现第一块波纹钢板的固定。
将其他波纹钢板送至滑道，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，两块相邻的波纹钢板之间的对接接头粘贴密封胶条，并使得两块相邻的波纹钢板之间的连接孔对正，螺栓穿过两块波纹钢板的连接孔，将两块相邻的波纹钢板沿隧道的周向固定在一起。新安装的所述波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，检查纵向、环向接头部位，确保无翘边、标高符合要求后(精调板片)，使用定扭扳手(显数据扭力扳手)对所有连接螺栓进行紧锢。
当防护加固架为H型防护加固架时，在H型防护加固架的最低处设置有可以插入波纹钢板的缺口。安装顺序从高处到低处，即先安装拱顶处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装边墙处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装后将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。
具体地，测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板通过H型防护加固架的最低处设置的缺口插入，通过固定在拱顶型钢表面的加固肋上的提升工具将其提升到拱顶，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用化学锚栓对其固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；紧锢化学锚栓、锁脚锚杆螺母以及螺栓，实现第一块波纹钢板的固定。
将其他波纹钢板通过H型防护加固架的最低处设置的缺口插入，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，对接接头粘贴密封胶条，将该波纹钢板与与其相邻的波纹钢板的安装孔对正，螺栓穿过这两个相邻的波纹钢板，将两个相邻的波纹钢板的周向固定在一起；并且新安装的波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，检查纵向、环向接头部位，确保无翘边、标高符合要求后(精调板片)，使用定扭扳手(显数据扭力扳手)对所有连接螺栓进行紧锢。
当防护加固架为H型防护加固架，并且H型防护加固架上开设有多个可以插入波纹钢板的缺口时，安装顺序从低处到高处，即先安装边墙处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装拱顶处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装前将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。
具体地，测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板通过H型防护加固架的缺口插入，送至安装位置(边墙位置)，第一块波纹钢板安装在底座上，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用锚栓或者锚杆进行固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；紧锢化学锚栓、锁脚锚杆螺母以及螺栓，实现第一块波纹钢板的固定。
将其他波纹钢板通过H型防护加固架的缺口插入，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，对接接头粘贴密封胶条，将该波纹钢板与与其相邻的波纹钢板的安装孔对正，螺栓穿过这两个相邻的波纹钢板，将两个相邻的波纹钢板的周向固定在一起；并且新安装的波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，检查纵向、环向接头部位，确保无翘边、标高符合要求后(精调板片)，使用定扭扳手(显数据扭力扳手)对所有连接螺栓进行紧锢。
当防护加固架包括T型防护加固架和H型防护加固架时，此时T型防护加固架和H型防护加固架交替放置：安装顺序从低处到高处，即先安装边墙处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装拱顶处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装前将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封。本实施例中，所述拱脚结构连接牺牲阳极的材料，所述牺牲阳极的材料可以为锌块。
具体地，测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板送至安装位置(边墙位置)，第一块波纹钢板安装在底座上，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用锚栓或者锚杆进行固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；紧锢化学锚栓、锁脚锚杆螺母以及螺栓，实现第一块波纹钢板的固定。
将其他波纹钢板送至滑道，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，两块相邻的波纹钢板之间的对接接头粘贴密封胶条，并使得两块相邻的波纹钢板之间的连接孔对正，螺栓穿过两块波纹钢板的连接孔，将两块相邻的波纹钢板沿隧道的周向固定在一起。新安装的所述波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，检查纵向、环向接头部位，确保无翘边、标高符合要求后(精调板片)，使用定扭扳手(显数据扭力扳手)对所有连接螺栓进行紧锢。
本实施例中，所采用的波纹钢板采用粉末涂料进行表面加工，即外表面采用静电喷涂绝缘粉末涂料；所述波纹钢板中含有注浆型波纹钢板，所述注浆型波纹钢板为表面焊接有带有注浆孔的法兰的波纹钢板。可以在任意相邻防护加固架间同时进行波纹钢板的施工。
S40、二次防腐处理
对锚杆头、波纹钢板的搭接部分、施工中损坏镀锌层的部位等，进行二次防腐处理。
其中，对于外露的锚杆头涂刷环氧富锌漆2遍，然后涂刷绝缘漆1遍；对波纹钢板的搭接部分和施工中损坏镀锌层的部位直接喷涂环氧树脂涂层，涂层厚度不小于1.5mm。
S50、填充衬砌微膨胀材料
在波纹钢板安装完成后在边墙、拱腰、拱顶三个位置的波纹钢板上的注浆孔进行注浆。
所述注浆所采用的注浆材料可以为水泥基材料,注浆结合料成型后，性能满足：抗折强度不小于10Mpa，抗压强度不小于50Mpa，塑性膨胀率0.3％-2％，抗渗性不小于1.5Mpa。
并且在填充衬砌微膨胀材料时，对于泵头压力和出浆口压力进行同时控制，对于泵头压力的监控范围为0-4MPa，对于出浆口压力的监控范围为0-0.6MPa。
所述注浆所采用的注浆材料也可以为有机类保温类材料，如发泡聚氨酯。
并且同时对波纹钢板和防护加固架位移进行监控，对于波纹钢板的变形度监控范围为0-10mm，对于防护加固架的位移范围为0-5mm。
其中，S30中通过锁脚锚杆固定波纹钢板的具体方法为：
S301、孔位定位：按照所述波纹钢板上的孔的位置，将锚杆孔位置准确测量放线在隧道壁上，并标记，孔位误差不大于±5mm。
S302、钻孔：锚杆孔按上述布置好后，采用YT-28手持风钻钻孔，钻孔直径为Φ50mm，钻孔深度1.3m(因波纹钢板距衬砌表面有5cm砂浆层，加之锚杆双螺母，故锚杆体外露需20cm)，与水平面夹角15°斜向下。
S303、清孔：钻孔内若残存有积水及其它杂物，会影响灌浆质量和锚杆体插入，也影响锚杆锚固效果。因此，锚杆安装前，必须采用高压风清除孔内积水和岩粉、碎屑等杂物。
S304、灌浆：锚杆注浆采用锚杆注浆机进行灌注，注浆时将注浆管管口锯成45度坡口并插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，保证注浆饱满。
S305、锁脚锚杆安装：锚杆在钢筋加工厂加工成型，锚杆体应调直、无损伤，并除去油污、铁锈、杂质，表面应无裂纹；锚杆人工安插，注浆后立即安插锚杆并将孔口用水泥纸堵塞防止浆液倒流，然后打入木楔子固定锚杆。
S306、锚杆拉拔：锚杆拉拔前要对拉拔仪器进行标定，标定后方可进行拉拔作业。锚杆安插好，砂浆达到龄期后进行随机抽样检查，并做好拉拔记录，现场工务段、监理人员确认。
S307、锚杆防腐：外露锚杆头、锚垫板可涂刷环氧富锌漆2遍，然后涂刷绝缘漆1遍。待波纹钢板安装完成后，双螺母固定，并点焊。
其中，S30中通过化学锚杆固定波纹钢板具体为：
当将波纹钢板固定于所述衬砌时，先在衬砌上开设有安装孔；所述波纹钢板上开设有化学锚栓孔，化学锚栓穿过波纹钢板并插入安装孔内，以通过化学锚栓将波纹钢板固定在所述衬砌上；本实施例中，所述化学锚栓可以选择M20 的化学锚栓，化学锚栓设置间距1.5m×1.2m(环×纵)，锚固深度(安装孔深度)不小于200mm，且单根植筋拉拔力不小于5.0KN。
本发明的隧道波纹钢板加固方法，通过防护加固架的设置，能够加固衬砌，不会出现施工问题，并且能够同时对多个工作面进行施工，施工速度快；并且在注浆时能够保持低压注浆，提高修复后的隧道的防水性能。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种隧道波纹钢板加固方法，其特征在于，包括：
衬砌混凝土内壁面处理：采用电动或者气动凿毛机对衬砌混凝土内壁面进行凿毛处理，将松动的混凝土以及内壁面的浮灰清理干净；
安装防护加固架：所述防护加固架贴在隧道衬砌的内壁面，所述防护加固架与隧道衬砌的内壁面之间的间隙小于等于15cm，并且所述防护加固架的下端通过拱脚结构固定于所述隧道的内壁面；其中，所述防护加固架的结构为T型防护加固架、H型防护加固架或者T型防护加固架和H型防护加固架组合，所述防护加固架固定于隧道衬砌；所述防护加固架沿隧道的长度方向设置为多个，间隔距离50cm-300cm；所述防护加固架之间平行设置，所述防护加固架之间等间距设置；所述防护加固架沿环向被分为多段，在两个相邻的防护加固架段中的一个上形成有U型槽，将另一个防护加固架段的部分插入于所述型槽内，从而实现两个相邻的防护加固架段之间的连接；在两个相邻的防护加固架之间可以设置有至少一个加固肋，当所述加固肋为多个时，多个加固肋之间可以平行或者交叉设置；
在防护加固架之间安装波纹钢板：对于防护加固架之间形成的槽道安装波纹钢板，并且将波纹钢板的波纹延长方向的两端固定在防护加固架上；所述波纹钢板的波高50-110mm，波宽50-300mm，板厚3-10mm；
当波纹钢板的安装顺序为从低处到高处时，先安装边墙处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装拱顶处对应的波纹钢板，并且对应于边墙处的波纹钢板在安装前将拱脚结构和波纹钢板端部连接；当波纹钢板的安装顺序为从高处到低处时，先安装拱顶处对应的波纹钢板，再安装拱腰处对应的波纹钢板，最后安装边墙处对应的波纹钢板；对应于边墙处的波纹钢板在安装后将拱脚结构和波纹钢板端部连接；相邻的波纹钢板之间通过螺栓进行固定，搭接位置处粘贴橡胶条进行密封；
在两个相邻的防护加固架之间可以设置有至少一个加固肋，当所述加固肋为多个时，多个加固肋之间可以平行或者交叉设置；所述加固肋的一端连接于一个防护加固架，另一端连接于另一个防护加固架；
二次防腐处理：对锚杆头、波纹钢板的搭接部分以及施工中损坏镀锌层的部位，进行二次防腐处理；
填充衬砌微膨胀材料：在波纹钢板安装完成后在边墙、拱腰、拱顶三个位置的波纹钢板上的注浆孔进行注浆；所述注浆所采用的注浆材料为水泥基材料、轻质类材料或发泡材料；
当防护加固架为T型防护加固架时：测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板送至安装位置，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用钉形锚栓或者锚杆进行固定，所述钉形锚栓或者锚杆上设置有套母用于对于波纹钢板的紧固；所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板送至滑道，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，两块相邻的波纹钢板之间的对接接头粘贴密封胶条，并使得两块相邻的波纹钢板之间的连接孔对正，螺栓穿过两块波纹钢板的连接孔，将两块相邻的波纹钢板沿隧道的周向固定在一起；新安装的所述波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢；
当防护加固架为H型防护加固架时，在H型防护加固架的最低处设置有可以插入波纹钢板的缺口：测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板通过H型防护加固架的最低处设置的缺口插入，通过固定在拱顶型钢表面的加固肋上的提升工具将其提升到拱顶，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用化学锚栓对其固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板通过H型防护加固架的最低处设置的缺口插入，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，对接接头粘贴密封胶条，将该波纹钢板与与其相邻的波纹钢板的安装孔对正，螺栓穿过这两个相邻的波纹钢板，将两个相邻的波纹钢板的周向固定在一起；并且新安装的波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢；
当防护加固架为H型防护加固架，并且H型防护加固架上开设有多个可以插入波纹钢板的缺口时：测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板通过H型防护加固架的缺口插入，送至安装位置，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用钉形锚栓或者锚杆进行固定，所述钉形锚栓或者锚杆上设置有套母用于对于波纹钢板的紧固，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板通过H型防护加固架的缺口插入，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，对接接头粘贴密封胶条，将该波纹钢板与与其相邻的波纹钢板的安装孔对正，螺栓穿过这两个相邻的波纹钢板，将两个相邻的波纹钢板的周向固定在一起；并且新安装的波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢；
其特征在于，当防护加固架包括T型防护加固架和H型防护加固架时，此时T型防护加固架和H型防护加固架交替放置：测量人员提前在衬砌内壁面整环进行标记，并且工作人员将第一块波纹钢板送至安装位置，当定位准确后，将波纹钢板推至与衬砌贴紧的位置，然后采用锚栓或者锚杆进行固定，所述波纹钢板沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上；实现第一块波纹钢板的固定；将其他波纹钢板送至滑道，通过人工或机械提升波纹钢板至安装部位，两块相邻的波纹钢板之间的对接接头粘贴密封胶条，并使得两块相邻的波纹钢板之间的连接孔对正，螺栓穿过两块波纹钢板的连接孔，将两块相邻的波纹钢板沿隧道的周向固定在一起；新安装的所述波纹钢板的沿隧道长度方向的两端均通过螺栓连接在防护加固架上，待整环波纹钢板通过以上方式提升、拼接成环后，使用定扭扳手对所有连接螺栓进行紧锢。
2.根据权利要求1所述的隧道波纹钢板加固方法，其特征在于，所述防护加固架和波纹钢板采用粉末涂料进行表面加工；所述波纹钢板中含有注浆型波纹钢板，在所述注浆型波纹钢板表面焊接有带有注浆孔的法兰。
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