CN113217015B - 一种用于盾构隧道的加固结构及加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盾构隧道技术领域，且公开了一种用于盾构隧道的加固结构，包括隧道本体，所述隧道本体内壁的左右两侧均固定安装有软性隔板，所述软性隔板靠近隧道本体圆心处一侧的表面固定安装有注浆板，所述隧道本体内壁的左右两侧均固定安装有卡固组件，一种用于盾构隧道的加固结构及加固方法，将软性隔板和注浆板按顺序安装在隧道本体内壁的表面后进行注浆和凝固，挡板与注浆板贴合，推杆的右侧进入负压管的内壁中，负压管的内壁的气体被压缩，而后通过导向管对连接杆作用力，轴承通过其内壁活动连接的滚珠旋转带动表面导杆移动，随后导杆带动内杆向磁板处移动并相吸固定，固定在推杆内壁的内杆可牢牢将推杆固定。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道技术领域，具体为一种用于盾构隧道的加固结构及加固方法。
技术背景
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。
而一般的盾构隧道在开凿完成后，往往会存在以下两种缺陷：
1、由于盾构隧道是位于地表中的，故而会时刻受挤压的力，若不采用有效的防护措施则会加快隧道的使用寿命，同时会有可能出现坍塌的事故，若是隧道坍塌，不仅会造成大量的财产损失，还有可能出现人员伤亡的情况发生；
2、如果遇到小型地震、强台风等情况时，一般的盾构隧道无法承受振动的力，极有可能出现坍塌的情况，若不采用加固机构，则会出现整个隧道完全坍塌的情况，使得隧道内部不会存有安全的空间；
根据上述提出的问题我们提供了一种用于盾构隧道的加固结构，通过注浆的方式进行稳定支撑，同时通过挡板和推杆配合使用，使其与隧道本体紧密贴合，从而达到有效加固的目的。
发明内容
为实现上述稳定加固隧道的目的，本发明提供如下技术方案：一种用于盾构隧道的加固结构，包括隧道本体、定位组件、卡固组件，所述隧道本体内壁的左右两侧均固定安装有软性隔板，所述软性隔板靠近隧道本体圆心处一侧的表面固定安装有注浆板，所述隧道本体的底部内壁固定安装有轨道，所述隧道本体内壁的顶部固定安装有定位组件，所述隧道本体内壁的左右两侧均固定安装有卡固组件；
所述定位组件包括有安装柱，所述安装柱内壁的底部活动连接有卡杆，所述卡杆的底端表面固定安装有横向板，所述横向板的左侧固定安装有扭簧，所述扭簧的顶端表面固定安装有转杆，所述转杆的顶部内壁固定安装有压缩垫，所述转杆的顶部内壁且位于压缩垫的上方转动连接有滚轮；
所述卡固组件包括有防护箱，所述防护箱的内壁活动连接有推杆，所述推杆的左侧表面固定安装有挡板，所述推杆的右侧表面滑动连接有负压管，所述负压管右侧内壁的顶部和顶部均固定安装有导向管，所述导向管的内壁滑动连接有连接杆，所述连接杆的左侧表面固定安装有轴承，所述轴承的左侧表面固定安装有导杆，所述导杆的左侧表面固定安装有内杆，所述内杆远离推杆水平中心线的一侧固定安装有束线轮，所述内杆靠近推杆水平中心线的一侧固定安装有磁板。
作为优选的，所述推杆的直径与负压管内壁开设的孔洞相适配，所述推杆与磁板的连接处贯穿有相适配的圆形孔洞，且磁板与推杆固定连接，相适配的孔洞便于推杆有效的固定在负压管内壁的孔洞中，同时不会掺杂其它东西。
作为优选的，所述导向管的内壁滑动连接有活塞杆，且活塞杆远离负压管水平中心线的一侧与连接杆固定安装，安装的活塞杆不会将负压管内部的气体泄漏，具有紧密密封的作用。
作为优选的，所述转杆的数量为四个，四个所述转杆的形状和大小均相等，且相对于横向板的垂直中心线对称分布，四个形状和大小均相等的转杆分为两组，且分别对应横向板表面左右两侧的正面和背面。
作为优选的，所述卡杆底部表面的左右两侧均固定安装有弧形杆，且弧形杆的顶端和底端均固定安装有圆形垫，所述卡杆顶部的左右两侧均固定安装有圆形杆，且安装柱与卡杆的连接处开设有与其相适配的孔洞，安装的弧形杆能够使卡杆与横向板连接更加稳定。
作为优选的，所述软性隔板和注浆板均为空心状，所述推杆贯穿注浆板和软性隔板进入防护箱，且与注浆板的连接处为空心状，空心状的软性隔板和注浆板便于安装柔性液体和方便注浆。
作为优选的，所述挡板为弧形，且挡板的形状与隧道本体相同，所述导杆通过圆形杆与内杆的表面进行固定。
作为优选的，所述束线轮通过钢丝绳与内杆进行固定，且钢丝绳通过卷簧缠绕在束线轮的内壁，所述轴承的背面与矩形块固定，且矩形块与防护箱固定连接，钢丝绳可以跟随内杆移动而移动，使束线轮始终与内杆有效固定。
一种用于盾构隧道的加固方法，步骤如下：
S1：当盾构设备开凿完成隧道后，在隧道本体内壁的左右两侧安装软性隔板和注浆板，安装完毕后对注浆板左右两侧的开孔进行注浆工作；
S2：在S1的基础上注浆完毕后，进行自动凝固，起到辅助加固的作用，随后对卡杆施加作用力，使其在安装柱的内壁转动，同时因转杆的垂直距离无法与隧道本体的内壁接触，故而需要通过扭簧旋转来完成有效接触工作，通过扭簧回弹的作用力来实现注浆板的辅助加固工作；
S3：在S2的基础上在安装同时，挡板与注浆板贴合，推杆的右侧进入负压管的内壁中，负压管的内壁的气体被压缩，而后通过导向管对连接杆作用力，使得其通过轴承旋转；
S4：在S3的基础上轴承的表面旋转带动导杆移动，随后导杆带动内杆69向磁板处移动并相吸固定，同时束线轮内部的钢丝绳被拉伸；
S5：在S4的基础上固定在推杆内壁的内杆可牢牢将推杆固定，且始终保持受力状况，有效的增强注浆板与隧道本体之间的连接；
S6：在S5的基础上安装的软性隔板能够适应隧道内的热胀冷缩情况，连接稳定的同时，具有轻微形变的作用，可以有效的延长整个加固结构的使用寿命。
本发明的有益效果是：一种用于盾构隧道的加固结构及加固方法，将软性隔板和注浆板按顺序安装在隧道本体内壁的表面后进行注浆和凝固，随后通过扭簧旋转来完成有效接触工作，通过扭簧回弹的作用力来实现注浆板顶部与隧道本体的辅助加固工作，同时挡板与注浆板贴合，推杆的右侧进入负压管的内壁中，负压管的内壁的气体被压缩，而后通过导向管对连接杆作用力，轴承通过其内壁活动连接的滚珠旋转带动表面导杆移动，随后导杆带动内杆向磁板处移动并相吸固定，固定在推杆内壁的内杆可牢牢将推杆固定，有效的增强注浆板与隧道本体之间的连接。
附图说明
图1为本发明中整体剖视图；
图2为本发明中定位组件立体示意图；
图3为本发明中图2中局部结构放大示意图；
图4为本发明中卡固组件放大剖示图；
图5为本发明中防护箱结构立体示意图；
图6为本发明图5中局部放大立体图。
图中：1、隧道本体；2、软性隔板；3、注浆板；4、轨道；5、定位组件；51、安装柱；52、卡杆；53、横向板；54、扭簧；55、转杆；56、压缩垫；57、滚轮；6、卡固组件；61、防护箱；62、推杆；63、挡板；64、负压管；65、导向管；66、连接杆；67、轴承；68、导杆；69、内杆；610、束线轮；611、磁板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种用于盾构隧道的加固结构，包括隧道本体1、定位组件5、卡固组件6，隧道本体1内壁的左右两侧均固定安装有软性隔板2，软性隔板2和注浆板3均为空心状，推杆62贯穿注浆板3和软性隔板2进入防护箱61，且与注浆板3的连接处为空心状，空心状的软性隔板2和注浆板3便于安装柔性液体和方便注浆，且贯穿的推杆62更加稳定，注浆板3内壁的推杆62为空心状起到稳定连接的同时不会影响注浆板3进行注浆工作，软性隔板2靠近隧道本体1圆心处一侧的表面固定安装有注浆板3，隧道本体1的底部内壁固定安装有轨道4，隧道本体1内壁的顶部固定安装有定位组件5，隧道本体1内壁的左右两侧均固定安装有卡固组件6；
请参阅图2、图3，定位组件5包括有安装柱51，安装柱51内壁的底部活动连接有卡杆52，卡杆52底部表面的左右两侧均固定安装有弧形杆，且弧形杆的顶端和底端均固定安装有圆形垫，卡杆52顶部的左右两侧均固定安装有圆形杆，且安装柱51与卡杆52的连接处开设有与其相适配的孔洞，安装的弧形杆能够使卡杆52与横向板53连接更加稳定，且圆形垫的接触面积大于弧形杆本身的接触面积，起到连接会更加牢靠，开安装的圆形杆方便固定工作，同时起到旋转后移动的目的，且开始的孔洞可以将安装柱51与卡杆52稳定连接，卡杆52的底端表面固定安装有横向板53，横向板53的左侧固定安装有扭簧54，扭簧54的顶端表面固定安装有转杆55，转杆55的数量为四个，四个转杆55的形状和大小均相等，且相对于横向板53的垂直中心线对称分布，四个形状和大小均相等的转杆55分为两组，且分别对应横向板53表面左右两侧的正面和背面，转杆55的顶部内壁固定安装有压缩垫56，转杆55的顶部内壁且位于压缩垫56的上方转动连接有滚轮57；
请参阅图4、图5、图6，卡固组件6包括有防护箱61，防护箱61的内壁活动连接有推杆62，推杆62的直径与负压管64内壁开设的孔洞相适配，推杆62与磁板611的连接处贯穿有相适配的圆形孔洞，且磁板611与推杆62固定连接，相适配的孔洞便于推杆62有效的固定在负压管64内壁的孔洞中，同时不会掺杂其它东西，与推杆62内壁固定连接的磁板611，具有稳定支撑的作用，可以与内杆69表面的梯形铁座相吸固定，推杆62的左侧表面固定安装有挡板63，挡板63为弧形，且挡板63的形状与隧道本体1相同，导杆68通过圆形杆与内杆69的表面进行固定，弧形挡板63与隧道本体1相同可以贴合更加稳定，能够增大挡板63与隧道本体1的接触面积，安装的圆形杆起到导向的作用，具备稳定连接的作用，导杆68为可拉伸的材质，当导杆68改变距离后，不会影响轴承67与内杆69有效固定，推杆62的右侧表面滑动连接有负压管64，负压管64右侧内壁的顶部和顶部均固定安装有导向管65，导向管65的内壁滑动连接有连接杆66，连接杆66的左侧表面固定安装有轴承67，轴承67的左侧表面固定安装有导杆68，导杆68的左侧表面固定安装有内杆69，内杆69远离推杆62水平中心线的一侧固定安装有束线轮610，内杆69靠近推杆62水平中心线的一侧固定安装有磁板611。
根据图6中导向管65的内壁滑动连接有活塞杆，且活塞杆远离负压管64水平中心线的一侧与连接杆66固定安装，安装的活塞杆不会将负压管64内部的气体泄漏，具有紧密密封的作用，同时与连接杆66固定的活塞杆可以受力后带动连接杆66旋转。
根据图6中束线轮610通过钢丝绳与内杆69进行固定，且钢丝绳通过卷簧缠绕在束线轮610的内壁，轴承67的背面与矩形块固定，且矩形块与防护箱61固定连接，钢丝绳可以跟随内杆69移动而移动，使束线轮610始终与内杆69有效固定，且束线轮610内壁安装的卷簧使得钢丝绳始终保持张紧状态，安装的矩形块起到固定轴承67的作用，同时不会影响轴承67旋转。
一种用于盾构隧道的加固方法，步骤如下：
S1：当盾构设备开凿完成隧道后，在隧道本体1内壁的左右两侧安装软性隔板2和注浆板3，安装完毕后对注浆板3左右两侧的开孔进行注浆工作；
S2：在S1的基础上注浆完毕后，进行自动凝固，起到辅助加固的作用，随后对卡杆52施加作用力，使其在安装柱51的内壁转动，同时因转杆55的垂直距离无法与隧道本体1的内壁接触，故而需要通过扭簧54旋转来完成有效接触工作，通过扭簧54回弹的作用力来实现注浆板3的辅助加固工作；
S3：在S2的基础上在安装同时，挡板63与注浆板3贴合，推杆62的右侧进入负压管64的内壁中，负压管64的内壁的气体被压缩，而后通过导向管65对连接杆66作用力，使得其通过轴承67旋转；
S4：在S3的基础上轴承67的表面旋转带动导杆68移动，随后导杆68带动内杆69向磁板611处移动并相吸固定，同时束线轮610内部的钢丝绳被拉伸；
S5：在S4的基础上固定在推杆62内壁的内杆69可牢牢将推杆62固定，且始终保持受力状况，有效的增强注浆板3与隧道本体1之间的连接；
S6：在S5的基础上安装的软性隔板2能够适应隧道内的热胀冷缩情况，连接稳定的同时，具有轻微形变的作用，可以有效的延长整个加固结构的使用寿命。
综上所述，一种用于盾构隧道的加固结构及加固方法，将软性隔板2和注浆板3按顺序安装在隧道本体1内壁的表面后进行注浆和凝固，随后通过扭簧54旋转来完成有效接触工作，通过扭簧54回弹的作用力来实现注浆板3顶部与隧道本体1的辅助加固工作，同时挡板63与注浆板3贴合，推杆62的右侧进入负压管64的内壁中，负压管64的内壁的气体被压缩，而后通过导向管65对连接杆66作用力，轴承67通过其内壁活动连接的滚珠旋转带动表面导杆68移动，随后导杆68带动内杆69向磁板611处移动并相吸固定，固定在推杆62内壁的内杆69可牢牢将推杆62固定，有效的增强注浆板3与隧道本体1之间的连接。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于盾构隧道的加固结构，包括隧道本体(1)、定位组件(5)、卡固组件(6)，其特征在于：所述隧道本体(1)内壁的左右两侧均固定安装有软性隔板(2)，所述软性隔板(2)靠近隧道本体(1)圆心处一侧的表面固定安装有注浆板(3)，所述隧道本体(1)的底部内壁固定安装有轨道(4)，所述隧道本体(1)内壁的顶部固定安装有定位组件(5)，所述隧道本体(1)内壁的左右两侧均固定安装有卡固组件(6)；
所述定位组件(5)包括有安装柱(51)，所述安装柱(51)内壁的底部活动连接有卡杆(52)，所述卡杆(52)的底端表面固定安装有横向板(53)，所述横向板(53)的左侧固定安装有扭簧(54)，所述扭簧(54)的顶端表面固定安装有转杆(55)，所述转杆(55)的顶部内壁固定安装有压缩垫(56)，所述转杆(55)的顶部内壁且位于压缩垫(56)的上方转动连接有滚轮(57)；
所述卡固组件(6)包括有防护箱(61)，所述防护箱(61)的内壁活动连接有推杆(62)，所述推杆(62)的左侧表面固定安装有挡板(63)，所述推杆(62)的右侧表面滑动连接有负压管(64)，所述负压管(64)右侧内壁的顶部和顶部均固定安装有导向管(65)，所述导向管(65)的内壁滑动连接有连接杆(66)，所述连接杆(66)的左侧表面固定安装有轴承(67)，所述轴承(67)的左侧表面固定安装有导杆(68)，所述导杆(68)的左侧表面固定安装有内杆(69)，所述内杆(69)远离推杆(62)水平中心线的一侧固定安装有束线轮(610)，所述内杆(69)靠近推杆(62)水平中心线的一侧固定安装有磁板(611)。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述推杆(62)的直径与负压管(64)内壁开设的孔洞相适配，所述推杆(62)与磁板(611)的连接处贯穿有相适配的圆形孔洞，且磁板(611)与推杆(62)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述导向管(65)的内壁滑动连接有活塞杆，且活塞杆远离负压管(64)水平中心线的一侧与连接杆(66)固定安装。
4.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述转杆(55)的数量为四个，四个所述转杆(55)的形状和大小均相等，且相对于横向板(53)的垂直中心线对称分布。
5.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述卡杆(52)底部表面的左右两侧均固定安装有弧形杆，且弧形杆的顶端和底端均固定安装有圆形垫，所述卡杆(52)顶部的左右两侧均固定安装有圆形杆，且安装柱(51)与卡杆(52)的连接处开设有与其相适配的孔洞。
6.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述软性隔板(2)和注浆板(3)均为空心状，所述推杆(62)贯穿注浆板(3)和软性隔板(2)进入防护箱(61)，且与注浆板(3)的连接处为空心状。
7.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述挡板(63)为弧形，且挡板(63)的形状与隧道本体(1)相同，所述导杆(68)通过圆形杆与内杆(69)的表面进行固定。
8.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固结构，其特征在于：所述束线轮(610)通过钢丝绳与内杆(69)进行固定，且钢丝绳通过卷簧缠绕在束线轮(610)的内壁，所述轴承(67)的背面与矩形块固定，且矩形块与防护箱(61)固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道的加固方法，其特征在于，步骤如下：
S1：当盾构设备开凿完成隧道后，在隧道本体(1)内壁的左右两侧安装软性隔板(2)和注浆板(3)，安装完毕后对注浆板(3)左右两侧的开孔进行注浆工作；
S2：在S1的基础上注浆完毕后，进行自动凝固，起到辅助加固的作用，随后对卡杆(52)施加作用力，使其在安装柱(51)的内壁转动，同时因转杆(55)的垂直距离无法与隧道本体(1)的内壁接触，故而需要通过扭簧(54)旋转来完成有效接触工作，通过扭簧(54)回弹的作用力来实现注浆板(3)的辅助加固工作；
S3：在S2的基础上在安装同时，挡板(63)与注浆板(3)贴合，推杆(62)的右侧进入负压管(64)的内壁中，负压管(64)的内壁的气体被压缩，而后通过导向管(65)对连接杆(66)作用力，使得其通过轴承(67)旋转；
S4：在S3的基础上轴承(67)的表面旋转带动导杆(68)移动，随后导杆(68)带动内杆(69)向磁板(611)处移动并相吸固定，同时束线轮(610)内部的钢丝绳被拉伸；
S5：在S4的基础上固定在推杆(62)内壁的内杆(69)可牢牢将推杆(62)固定，且始终保持受力状况，有效的增强注浆板(3)与隧道本体(1)之间的连接；
S6：在S5的基础上安装的软性隔板(2)能够适应隧道内的热胀冷缩情况，连接稳定的同时，具有轻微形变的作用，可以有效的延长整个加固结构的使用寿命。
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