CN216342177U - 一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构。隧道加固结构包括原隧道二次衬砌、装配式套拱，第二预制板的两端通过第三连接机构分别与第一预制板的第二连接机构连接，第一预制板、第二预制板连接构成拱形铺设于原隧道二次衬砌上，且第二连接机构、第三连接机构与原隧道衬砌之间留有间隙，间隙与出浆口连通，在第二连接机构和第三连接机构的空腔中、预留缝中、以及间隙中均灌注有混凝土；在隧道的底部两侧分别设有插孔，第一连接机构插设于插孔中，在插孔中灌注有混凝土。装配式套拱预先在工厂完成制作，构件表面平整，只需要将装配式套拱进行组装、连接点固结等操作完成对隧道的加固，不需要支模，节省施工时间。

Description

一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构

技术领域

本实用新型属于隧道加固制技术领域，更具体地，涉及一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构。

背景技术

随着隧道运营时间的不断增加，隧道病害和缺陷也更加显著，越来越多的新技术也运用在隧道病害防治中。在已建成的隧道中，不同程度上都存在着类似的病害。隧道在运营过程中常见的结构病害有：衬砌裂损、衬砌厚度不够、隧道漏水、隧道冻害、腐蚀等。其中，隧道最为常见的病害是衬砌裂损和渗漏水。对于隧道病害，必须及时进行有效的处治，否则隧道结构将会进一步损坏，甚至可能造成隧道结构破坏，最终导致我国巨大的经济损失以及不良的社会影响。目前，对于隧道病害的防治主要有维护和加固两种措施。隧道结构工程中常用的加固措施包括：增大截面法、粘钢法、置换法、植筋法、粘碳纤维板(布)等，加固方法的选取必须依照结构承载特征、结构形式、可拆换性及允许空间等多种因素决定。套拱加固属于增大截面法的一种，是目前隧道病害防治加固中最广泛采用的方法。套拱加固，一方面可以很大程度上解决衬砌裂损的问题，有效提高衬砌结构整体承载力；另一方面可以改善隧道排水系统，将渗漏水的问题彻底处治。

套拱加固衬砌结构的形式有两种：素混凝土加固和钢筋混凝土加固。目前隧道套拱加固多采用现浇法施工，施工工序多且复杂、工期较长，不利于隧道的正常运营。在套拱加固衬砌结构过程中，需要使用到大量的模板和支架，拆模过程中还可能出现蜂窝、麻面、表面露筋等情况，严重影响了衬砌的整体承载能力和耐久性，安全系数可能会不满足要求，具有一定的风险。混凝土的凝结过程中也会产生大量的水化热，导致混凝土内部或表面出现裂缝，也会影响整体承载能力不符合其设计值，存在安全隐患。为满足隧道衬砌结构的安全系数，设计者通常会采用增大套拱的厚度或者是增加钢筋的数量来增强整体的承载能力，提高到所需要的安全系数，会严重造成材料的浪费，经济性价比低

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构，安装方式简单快速，稳固性强，确保了施工质量，提高了安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于隧道加固的装配式套拱，包括第一预制板和第二预制板，所述的第一预制板的一端设有第一连接机构，另一端设有第二连接机构；所述的第二预制板的两端均设有第三连接机构；所述的第二连接机构与第三连接机构可拆卸连接；在所述的第一连接机构、第二连接机构内均设有用于注浆的空腔，且当第二连接机构与第三连接机构连接时，所述的第二连接机构的空腔与第三连接机构的空腔相互连通；在所述的第二连接机构或第三连接机构上设有与空腔连通的注浆口；所述的第一连接机构包括钢筋，钢筋的一端插入第一预制板内，与第一预制板固定连接，另一端伸出第一预制板外。第一预制板、第二预制板在安装之前已经制作完成，可以根据需要的形状、尺寸进行加工；在施工时，只需要将第一预制板、第二预制板进行组装，完成现场组装后，往注浆口中灌注混凝土，实现第二连接机构与第三连接机构的固结，另外，在安装时，第二连接机构和第三连接机构与原隧道二次衬砌之间还留有间隙，混凝土从注浆口进入到间隙中，从而实现第一预制板、第二预制板与原隧道二次衬砌之间的固结；其中，在安装时，第一连接机构是插入到隧道两侧的墙体、或路面中的，通过灌注混凝土实现第一连接机构的固结；装配式套拱完成装配后，通过各个连接点注浆，将连接点变为固结，使套拱受力更合理。

在其中一个实施例中，所述的第二连接机构与第三连接机构铰接。

在其中一个实施例中，所述的第二连接机构与第三连接机构之间设有预留逢，且所述的预留缝与注浆口连通。

在其中一个实施例中，所述的第一预制板、第二预制板均由UHPC材料制成。UHPU材料具有超高强度，由UHPC材料制成的套拱厚度比普通混凝土材料制成的套拱厚度要薄得多。由UHPC材料制成的套拱孔隙率低，有着超强的抗冻融循环能力和抗渗能力。

在其中一个实施例中，在所述的第二连接机构和第三连接机构上均设有与空腔连通的出浆口。

在其中一个实施例中，所述的出浆口设有多个，多个出浆口沿着第一预制板和第二预制板的长度方向间隔分布。

本实用新型还提供一种隧道加固结构，包括原隧道二次衬砌，以及以上所述的装配式套拱，所述的装配式套拱包括两块第一预制板、至少一块第二预制板，第二预制板的两端通过第三连接机构分别与第一预制板的第二连接机构连接，所述的第一预制板、第二预制板连接构成拱形铺设于原隧道二次衬砌上，且第二连接机构、第三连接机构与原隧道衬砌之间留有间隙，所述的间隙与出浆口连通，在所述的第二连接机构和第三连接机构的空腔中、预留缝中、以及间隙中均灌注有混凝土；在隧道的底部两侧分别设有插孔，所述的第一连接机构插设于插孔中，在所述的插孔中灌注有混凝土。装配式套拱厚度薄、钢筋少，相对传统式套拱重量上要轻得多，装配式套拱构件在工厂预制而成，可直接运至隧道内进行架设、拼装以及连接点固结完成对隧道的加固，不需要支模、混凝土浇筑等施工工序，大大节省施工时间。装配式套拱采用预先制造的方式进行套拱构件生产，所以其套拱构件不受环境因素的影响，具有精准的尺寸，构件表面平整等优点，同时也不会因季节变换而影响施工质量。装配式套拱等均在工厂完成，减少了现场支模、混凝土浇筑等环节，从而保证现场施工零污染。

在其中一个实施例中，所述的装配式套拱设有多组，相邻两个装配式套拱之间通过凹凸榫槽拼接；且相邻两组装配式套拱的第一预制板、第二预制板的长度不同。相邻两组装配式套拱的第一预制板、第二预制板的长度不同，这样在拼接时形成错缝拼接，即相邻两个装配式套拱之间纵缝相互错开，可保证装配式套拱具有良好的整体性；且能够保证环接缝刚度分布均匀，能够提高装配式套拱的刚度；另外，相邻两个装配式套拱之间的环接缝采用凹凸榫槽拼接，使每一段装配式套拱连接形成整体，保证受力均匀且不容易产生滑移现象。

在其中一个实施例中，在所述的装配式套拱与原隧道二次衬砌之间铺设有土工布。

在其中一个实施例中，在所述的土工布与装配式套拱之间还铺设有防水板。

与现有技术相比，有益效果是：本实用新型提供的一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构，装配式套拱采用预先在工厂完成制作，隧道现场施工时，只需要将装配式套拱进行组装、连接点固结等操作完成对隧道的加固，不需要支模、混凝土浇筑等施工工序，大大节省施工时间；装配式套拱采用预先制造的方式进行生产，不受环境因素的影响，具有精准的尺寸，构件表面平整等优点，同时也不会因季节变换而影响施工质量。

附图说明

图1是本实用新型隧道加固结构示意图。

图2是图1中A的局部放大示意图。

图3是图1中B的局部放大示意图。

图4是本实用新型隧道加固结构示意图。

图5是本实用新型相邻两组装配式套拱连接示意图。

附图标记：1、第一预制板；2、第二预制板；3、第一连接机构；4、第二连接机构；5、第三连接机构；6、注浆口；7、预留逢；8、间隙；9、插孔；10、原隧道二次衬砌；11、装配式套拱。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图3所示，一种用于隧道加固的装配式套拱，包括第一预制板1 和第二预制板2，第一预制板1的一端设有第一连接机构3，另一端设有第二连接机构4；第二预制板2的两端均设有第三连接机构5；第二连接机构4与第三连接机构5可拆卸连接；在第一连接机构3、第二连接机构4内均设有用于注浆的空腔，且当第二连接机构4与第三连接机构5连接时，第二连接机构4的空腔与第三连接机构5的空腔相互连通；在第二连接机构4或第三连接机构5上设有与空腔连通的注浆口6；第一连接机构3包括钢筋，钢筋的一端插入第一预制板1内，与第一预制板1固定连接，另一端伸出第一预制板1外。第一预制板1、第二预制板2在安装之前已经制作完成，可以根据需要的形状、尺寸进行加工；在施工时，只需要将第一预制板1、第二预制板2进行组装，完成现场组装后，往注浆口6中灌注混凝土，实现第二连接机构4与第三连接机构5的固结，另外，在安装时，第二连接机构4和第三连接机构5与原隧道二次衬砌10之间还留有间隙8，混凝土从注浆口6进入到间隙8中，从而实现第一预制板1、第二预制板2与原隧道二次衬砌10之间的固结；其中，在安装时，第一连接机构3是插入到隧道两侧的墙体、或路面中的，通过灌注混凝土实现第一连接机构3的固结；装配式套拱完成装配后，通过各个连接点注浆，将连接点变为固结，使套拱受力更合理。

在其中一个实施例中，第二连接机构4与第三连接机构5铰接。

在一些实施例中，第二连接机构4与第三连接机构5之间设有预留缝7，且预留缝7与注浆口6连通。

在其中一个实施例中，第一预制板1、第二预制板2均由UHPC材料制成。 UHPU材料具有超高强度，由UHPC材料制成的套拱厚度比普通混凝土材料制成的套拱厚度要薄得多。由UHPC材料制成的套拱孔隙率低，有着超强的抗冻融循环能力和抗渗能力。

在一些实施例中，在第二连接机构4和第三连接机构5上均设有与空腔连通的出浆口。

在其中一个实施例中，出浆口设有多个，多个出浆口沿着第一预制板1和第二预制板2的长度方向间隔分布。

在其中一个实施例中，还提供一种隧道加固结构，包括原隧道二次衬砌10，以及以上装配式套拱11，装配式套拱11包括两块第一预制板1、至少一块第二预制板2，第二预制板2的两端通过第三连接机构5分别与第一预制板1的第二连接机构4连接，第一预制板1、第二预制板2连接构成拱形铺设于原隧道二次衬砌10上，且第二连接机构4、第三连接机构5与原隧道衬砌之间留有间隙8，间隙8与出浆口连通，在第二连接机构4和第三连接机构5的空腔中、预留缝7 中、以及间隙8中均灌注有混凝土；在隧道的底部两侧分别设有插孔9，第一连接机构3插设于插孔9中，在插孔9中灌注有混凝土。装配式套拱11厚度薄、钢筋少，相对传统式套拱重量上要轻得多，装配式套拱11构件在工厂预制而成，可直接运至隧道内进行架设、拼装以及连接点固结完成对隧道的加固，不需要支模、混凝土浇筑等施工工序，大大节省施工时间。装配式套拱11采用预先制造的方式进行套拱构件生产，所以其套拱构件不受环境因素的影响，具有精准的尺寸，构件表面平整等优点，同时也不会因季节变换而影响施工质量。装配式套拱11在工厂完成，减少了现场支模、混凝土浇筑等环节，从而保证现场施工零污染。

在其中一个实施例中，如图4和图5所示，装配式套拱11设有多组，相邻两个装配式套拱11之间通过凹凸榫槽拼接；且相邻两组装配式套拱11的第一预制板1、第二预制板2的长度不同。相邻两组装配式套拱11的第一预制板1、第二预制板2的长度不同，这样在拼接时形成错缝拼接，即相邻两个装配式套拱 11之间纵缝相互错开，可保证装配式套拱11具有良好的整体性；且能够保证环接缝刚度分布均匀，能够提高装配式套拱11的刚度；另外，相邻两个装配式套拱11之间的环接缝采用凹凸榫槽拼接，使每一段装配式套拱11连接形成整体，保证受力均匀且不容易产生滑移现象。

在另一个实施例中，在装配式套拱11与原隧道二次衬砌10之间铺设有土工布。

在其中一个实施例中，在土工布与装配式套拱11之间还铺设有防水板。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，包括第一预制板(1)和第二预制板(2)，所述的第一预制板(1)的一端设有第一连接机构(3)，另一端设有第二连接机构(4)；所述的第二预制板(2)的两端均设有第三连接机构(5)；所述的第二连接机构(4)与第三连接机构(5)可拆卸连接；在所述的第一连接机构(3)、第二连接机构(4)内均设有用于注浆的空腔，且当第二连接机构(4)与第三连接机构(5)连接时，所述的第二连接机构(4)的空腔与第三连接机构(5)的空腔相互连通；在所述的第二连接机构(4)或第三连接机构(5)上设有与空腔连通的注浆口(6)；所述的第一连接机构(3)包括钢筋，钢筋的一端插入第一预制板(1)内，与第一预制板(1)固定连接，另一端伸出第一预制板(1)外。

2.根据权利要求1所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的第二连接机构(4)与第三连接机构(5)铰接。

3.根据权利要求2所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的第二连接机构(4)与第三连接机构(5)之间设有预留缝(7)，且所述的预留缝(7)与注浆口(6)连通。

4.根据权利要求1所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的第一预制板(1)、第二预制板(2)均由UHPC材料制成。

5.根据权利要求3所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，在所述的第二连接机构(4)和第三连接机构(5)上均设有与空腔连通的出浆口。

6.根据权利要求5所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的出浆口设有多个，多个出浆口沿着第一预制板(1)和第二预制板(2)的长度方向间隔分布。

7.一种隧道加固结构，包括原隧道二次衬砌(10)，其特征在于，还包括权利要求1至6任一项所述的装配式套拱(11)，所述的装配式套拱(11)包括两块第一预制板(1)、至少一块第二预制板(2)，第二预制板(2)的两端通过第三连接机构(5)分别与第一预制板(1)的第二连接机构(4)连接，所述的第一预制板(1)、第二预制板(2)连接构成拱形铺设于原隧道二次衬砌(10)上，且第二连接机构(4)、第三连接机构(5)与原隧道衬砌之间留有间隙(8)，所述的间隙(8)与出浆口连通，在所述的第二连接机构(4)和第三连接机构(5)的空腔中、预留缝(7)中、以及间隙(8)中均灌注有混凝土；在隧道的底部两侧分别设有插孔(9)，所述的第一连接机构(3)插设于插孔(9)中，在所述的插孔(9)中灌注有混凝土。

8.根据权利要求7所述的隧道加固结构，其特征在于，所述的装配式套拱(11)设有多组，相邻两个装配式套拱(11)之间通过凹凸榫槽拼接；且相邻两组装配式套拱(11)的第一预制板(1)、第二预制板(2)的长度不同。

9.根据权利要求7所述的隧道加固结构，其特征在于，在所述的装配式套拱(11)与原隧道二次衬砌(10)之间铺设有土工布。

10.根据权利要求9所述的隧道加固结构，其特征在于，在所述的土工布与装配式套拱(11)之间还铺设有防水板。

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