CN205243528U - 隧道底部沉降衬砌开裂加固结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种隧道沉降及衬砌裂缝处理技术，具体为一种隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，解决隧道底部沉降、防止衬砌裂缝进一步发展扩大的问题，包括沉降加固结构和衬砌裂缝加固结构，沉降加固结构包含从仰拱填充面垂直钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线对称分布的两排竖向注浆钢管桩Ⅰ以及间隔分布于隧道纵向中心线上的一排竖向注浆钢管桩Ⅱ，还包含从仰拱填充面斜向钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线对称分布的两排斜向注浆钢管桩；衬砌裂缝加固结构包括涂刷于裂缝表面的水泥基渗透型结晶防水涂料层及碳纤维加固层。能有效控制沉降，抑制隧道裂缝进一步发展，结构简单、设计合理、施工方便、加固效果好，从根本上解决了隧道底部沉降的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种隧道沉降及衬砌裂缝处理技术，具体为一种隧道底部沉降衬砌开裂加固结构。
背景技术
隧道在完成衬砌施工后，经常出现衬砌开裂，尤其出现长段落的纵向裂缝，因隧道底部沉降引起衬砌下部沉降过大，而衬砌上部因锚杆及钢架支护沉降量小，沉降量不同产生拉应力引起隧道沿纵向开裂，为避免衬砌开裂影响进一步扩大，引起隧道底部沉降，甚至对隧道的正常通车造成安全隐患，必须对隧道底部采取措施进行加固，但是到目前为止都是仅仅对衬砌开裂表面进行封堵、修补，无法从根本上解决隧道底部沉降的难题。
发明内容
本实用新型为了解决隧道底部沉降、防止衬砌裂缝进一步发展扩大的问题，提供一种隧道底部沉降衬砌开裂加固结构。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，包括沉降加固结构和衬砌裂缝加固结构，沉降加固结构包含从仰拱填充面垂直钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线间隔对称分布的两排竖向注浆钢管桩Ⅰ以及间隔分布于隧道纵向中心线上的一排竖向注浆钢管桩Ⅱ，竖向注浆钢管桩Ⅰ与竖向注浆钢管桩Ⅱ在横向方向上交错设置，还包含从仰拱填充面斜向钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线间隔对称分布的两排斜向注浆钢管桩，斜向注浆钢管桩与竖向注浆钢管桩Ⅱ在横向方向上位于同一直线上，竖向注浆钢管桩Ⅰ、竖向注浆钢管桩Ⅱ与斜向注浆钢管桩构成树根状结构。
所述的衬砌裂缝加固结构包括涂刷于裂缝表面的水泥基渗透型结晶防水涂料层，在水泥基渗透型结晶防水涂料层上方贴覆碳纤维加固层。
所述的斜向注浆钢管桩与隧道中心线的夹角α为30°，此斜向角度是申请人经过施工现场多次实践以及经验总结得到的，有效保证了加固效果。
所述的碳纤维加固层的铺设宽度不小于60cm，保证加固效果。
采用本实用新型的结构设计，隧道底部采用由竖向注浆钢管桩Ⅰ、竖向注浆钢管桩Ⅱ与斜向注浆钢管桩构成的树根状结构打设注浆钢管，并注水泥浆，将注浆钢管永久留在隧道底部加强隧道底部支护，在衬砌开裂处采用水泥基渗透型结晶防水涂料层及碳纤维加固层，达到美观防水的目的。
与现有技术相比，本实用新型比传统隧道底部注浆加固更能有效控制沉降，抑制隧道裂缝进一步发展，经施工现场定期观测，加固后隧道底部沉降已趋于稳定状态，在隧道未通车前及时消除安全隐患，结构简单、设计合理、施工方便、加固效果好，从根本上解决了隧道底部沉降的难题，尤其适用于隧道底部为溶蚀性碳酸灰岩即溶洞发育地段或各种遇水易崩塌围岩丧失基地承载力段落。
附图说明
图1为本实用新型沉降加固结构的横断面布置图；
图2为本实用新型沉降加固结构的平面布置图；
图3为本实用新型衬砌裂缝加固结构的示意图；
图4为图3中碳纤维加固层的结构示意图；
图中：1-仰拱填充面；2-竖向注浆钢管桩Ⅰ；3-竖向注浆钢管桩Ⅱ；4-斜向注浆钢管桩；5-裂缝；6-碳纤维加固层。
具体实施方式
隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，包括沉降加固结构和衬砌裂缝加固结构，如图1、2所示，沉降加固结构包含从仰拱填充面1垂直钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线间隔对称分布的两排竖向注浆钢管桩Ⅰ2以及间隔分布于隧道纵向中心线上的一排竖向注浆钢管桩Ⅱ3，竖向注浆钢管桩Ⅰ与竖向注浆钢管桩Ⅱ在横向方向上交错设置，还包含从仰拱填充面斜向钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线间隔对称分布的两排斜向注浆钢管桩4，斜向注浆钢管桩4与隧道中心线的夹角α为30°，斜向注浆钢管桩与竖向注浆钢管桩Ⅱ在横向方向上位于同一直线上，竖向注浆钢管桩Ⅰ、竖向注浆钢管桩Ⅱ与斜向注浆钢管桩构成树根状结构。
如图3所示，衬砌裂缝加固结构包括涂刷于裂缝5表面的水泥基渗透型结晶防水涂料层，在水泥基渗透型结晶防水涂料层上方贴覆碳纤维加固层6，如图4所示，碳纤维加固层6的铺设宽度不小于60cm。
具体施工时，可按照以下步骤：
步骤1、从仰拱填充面垂直钻孔打设竖向注浆钢管桩Ⅰ：钻孔采用φ108，孔长6m（仰拱填充面算起），注浆钢管采用φ89（t=5mm），长6m；浆液采用体积比为1：1的水泥浆，注浆压力达0.6~1.0MPa后持续15分钟即可（注浆钢管永久保留）。
步骤2、从仰拱填充面斜向钻孔打设竖向注浆钢管桩Ⅱ：每排2根，间距2.2m×2.2m，桩长4m，斜向30°布置，其他参数与竖向注浆钢管桩Ⅰ相同（注浆钢管永久保留）。
步骤3、裂缝处理
1、对于大于0.2mm的裂缝，采用以下方法加固修补：
（1）沿裂缝延伸方向每隔50cm采用针管式注浆法，对裂缝进行注浆回填，注浆材料选用水灰比为0.4的加固型TGRM水泥基特种灌浆料，推荐注浆压力为0.3MPa～0.5MPa。注浆前应用封堵胶对裂缝进行封堵，并采用堵漏修补剂进行修补。
（2）注浆完毕后，对衬砌表面进行清理，裂缝表面涂刷水泥基渗透型结晶防水涂料层，并贴碳纤维加固层。
（3）碳纤维加固层宽度不小于60cm。
2、对于小于等于0.2mm的裂缝，采用直接涂刷水泥基渗透型结晶防水涂料层。
Claims (4)
1.一种隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，包括沉降加固结构和衬砌裂缝加固结构，其特征是沉降加固结构包含从仰拱填充面（1）垂直钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线间隔对称分布的两排竖向注浆钢管桩Ⅰ（2）以及间隔分布于隧道纵向中心线上的一排竖向注浆钢管桩Ⅱ（3），竖向注浆钢管桩Ⅰ与竖向注浆钢管桩Ⅱ在横向方向上交错设置，还包含从仰拱填充面斜向钻孔打设、并且沿隧道纵向中心线间隔对称分布的两排斜向注浆钢管桩（4），斜向注浆钢管桩与竖向注浆钢管桩Ⅱ在横向方向上位于同一直线上，竖向注浆钢管桩Ⅰ、竖向注浆钢管桩Ⅱ与斜向注浆钢管桩构成树根状结构。
2.根据权利要求1所述的隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，其特征是衬砌裂缝加固结构包括涂刷于裂缝（5）表面的水泥基渗透型结晶防水涂料层，在水泥基渗透型结晶防水涂料层上方贴覆碳纤维加固层（6）。
3.根据权利要求1或2所述的隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，其特征是斜向注浆钢管桩（4）与隧道中心线的夹角α为30°。
4.根据权利要求2所述的隧道底部沉降衬砌开裂加固结构，其特征是碳纤维加固层（6）的铺设宽度不小于60cm。
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2015
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