CN216950400U - 一种隧道加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道加固结构，用于设置在隧道内支撑隧道壁面，所述隧道加固结构包括：多个波纹板，每个波纹板的长度方向均沿第一方向设置，每个波纹板的宽度方向均沿第二方向设置，每个波纹板沿第二方向形成凹凸表面；其中，每个波纹板包括本体部和沿所述长度方向的边缘设置的弯折部，在所述第二方向上相邻的两个波纹板的弯折部卡扣固定；在所述第一方向上相邻的两个波纹板通过连接件固定连接。

Description

一种隧道加固结构

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，更具体地，涉及一种隧道加固结构。

背景技术

在山岭隧道开挖衬砌过程中，为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，需要采用支护结构，对隧道的内壁进行衬砌加固与支挡，相关的支护结构常采用钢筋混凝土的形式来承受隧道径向的围岩载荷，但钢筋混凝土结构存在应力集中，易出现开裂风险的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种隧道加固结构，以解决如何提高隧道内支护稳定性和可靠性的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种隧道加固结构，用于设置在隧道内支撑隧道壁面，所述隧道加固结构包括：

多个波纹板，每个波纹板的长度方向均沿第一方向设置，每个波纹板的宽度方向均沿第二方向设置，每个波纹板沿第二方向形成凹凸表面；

其中，每个波纹板包括本体部和沿所述长度方向的边缘设置的弯折部，在所述第二方向上相邻的两个波纹板的弯折部卡扣固定；在所述第一方向上相邻的两个波纹板通过连接件固定连接。

一些实施例中，每个波纹板的所述弯折部和所述本体部平滑连接成弧面，所述弯折部的自由端抵接于相邻波纹板的所述弧面。

一些实施例中，卡扣固定的相邻所述弯折部均设有同轴心的通孔，第一螺栓穿设所述通孔以固定连接相邻所述弯折部。

一些实施例中，还包括：

第一垫圈，设置在所述第一螺栓与所述弯折部之间。

一些实施例中，在所述第一方向相邻的波纹板之间通过多个所述连接件固定，所述多个连接件在所述第二方向上间隔设置。

一些实施例中，在第一方向相邻的两个波纹板部分重叠；所述连接件包括：

第二螺栓，穿过在所述第一方向相邻两个波纹板重叠的部分，以实现两个波纹板的固定。

一些实施例中，所述连接件还包括：

第二垫圈，设置在所述第二螺栓与所述波纹板之间，所述第二垫圈靠近所述波纹板的一侧设置为弧面，所述弧面与所述波纹板的外表面贴合。

一些实施例中，所述连接件还包括：

第三垫圈，设置在所述第二垫圈与所述第二螺栓之间，其中，所述第二垫圈远离所述波纹板的一侧为平面，所述第三垫圈与所述第二垫圈远离所述波纹板的一侧贴合。

一些实施例中，多个所述波纹板沿第一方向拼接为拱形结构。

一些实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

本实用新型实施例提出了一种隧道加固结构，该隧道加护结构包括多个波纹板，每个波纹板的长度方向均沿第一方向设置，每个波纹板的宽度方向均沿第二方向设置，每个波纹板沿第二方向形成凹凸表面，其中，波纹板包括本体部和弯折部，弯折部沿长度方向设置，且在第二方向相邻的波纹板的弯折部卡扣固定，在第一方向上相邻的波纹板通过连接件固定连接。本实用新型实施例通过将相邻的波纹板在第二方向上采用弯折部卡扣连接的方式，能够提高波纹板在第二方向上连接的稳定性，将波纹板在第一方向上采用连接件连接的方式，使得在第一方向上的波纹板之间可以相互贴合，提高整个隧道加固结构的结构稳定性；并且波纹板结构受拉不易开裂，可减弱应力集中现象，提高隧道加固的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的隧道加固结构的俯视图；

图2为本实用新型实施例的波纹板在第一方向的连接示意图；

图3为本实用新型实施例的波纹板在第二方向的连接示意图；

图4为本实用新型实施例的隧道加固结构的主视图。

附图标记说明：

1、波纹板；11、本体部；12、弯折部；121、弧面；122、自由端；123、通孔；124、第一螺栓；125、第一垫圈；a、长边；b、短边；2、连接件；21、第二螺栓；22、第二垫圈；23、第三垫圈。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\...”仅仅是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位，“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向，可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。“多个”表示大于或等于两个。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种隧道加固结构，该隧道加固结构用于设置在隧道内支撑隧道壁面，本实用新型实施例中的隧道加固结构包括多个波纹板1。波纹板1是将一定厚度的板材沿宽度方向压成波纹状，然后再采用冷弯等方法绕长度方向加工成相应弧度，再经过防腐及防锈等工艺处理后制成。在本实用新型实施例中，每个波纹板1的长度方向均沿第一方向(图1所示左右方向)设置，每个波纹板1的宽度方向均沿第二方向(图1所述上下方向)设置，每个波纹板1沿第二方向的形成波纹状的凹凸表面，该凹凸表面可参考图2所示的结构。如图3所示，每个波纹板1包括本体部11和沿长度方向的边缘设置的弯折部12，弯折部12是相对本体部11的边缘原本的延伸方向相对弯曲的结构，弯折部12沿着本体部11的长度方向的边缘设置，那么，弯折部12本身也是沿着本体部11的长度方向设置的，只是在本体部11的宽度方向上，弯折部12相对于该宽度方向发生了弯曲。如图3所示，在第二方向(图1所述上下方向)上相邻的两个波纹板1的弯折部12卡扣固定，其中，波纹板1设置有多个，多个波纹板1拼接成隧道的支护结构，相邻波纹板1的长边a与长边a连接，相邻波纹板的短边b与短边b连接，故相邻波纹板的长边a之间均设有弯折部12，相邻波纹板之间的弯折部12可相互卡扣，以实现相邻波纹板1的固定。在第一方向(图1所示左右方向)上相邻的两个波纹板1通过连接件2固定连接，也就是说，相邻波纹板1的短边b之间通过连接件2固定。

本实用新型实施例提出了一种隧道加固结构，该隧道加护结构包括多个波纹板，每个波纹板的长度方向均沿第一方向设置，每个波纹板的宽度方向均沿第二方向设置，每个波纹板沿第二方向形成凹凸表面，其中，波纹板包括本体部和弯折部，弯折部沿长度方向设置，且在第二方向相邻的波纹板的弯折部卡扣固定，在第一方向上相邻的波纹板通过连接件固定连接。本实用新型实施例通过将相邻的波纹板在第二方向上采用弯折部卡扣连接的方式，能够提高波纹板在第二方向上连接的稳定性，将波纹板在第一方向上采用连接件连接的方式，使得在第一方向上的波纹板之间可以相互贴合，提高整个隧道加固结构的结构稳定性；并且波纹板结构受拉不易开裂，可减弱应力集中现象，提高隧道加固的可靠性。

本实用新型实施例中的波纹板采用钢材制成，波纹板相比于传统混凝土支护而言，具有更好的塑形，有利于释放围岩压力，同时对地层不均匀沉降具有更好的适应性；波纹板具有较高的抗拉强度，相比于传统砼支护重量更轻且体积更小，对器械、运输要求更小，且不易产生裂缝，从而能够减小应力集中与渗漏现象；波纹板可预先于工厂预制，在施工现场可直接预拼装即可使用，其施工速度相比于传统支护更快；除此之外，波纹板结构还具有较高的安全性，对施工人员友好及耐久性优良等优点。

在一些实施例中，如图3所示，每个波纹板1的弯折部12和本体部11平滑连接成弧面121，其中，平滑连接表示的是弯折部12和本体部11的边缘近似可看成曲率不同的光滑曲线，即弯折部12和本体部11的边缘均不出现曲率明显变化的凸凹拐点。弯折部12的自由端122抵接于相邻波纹板的弧面121。需要说明的是，弯折部12在延伸方向上具有相对的两端，弯折部12在延伸方向的一端与本体部11连接，弯折部12的另一端为自由端122，例如，第一个波纹板的自由端122与相邻的第二个波纹板的弧面121抵接表示的是，第一个波纹板的自由端122与相邻的第二个波纹板的弧面121抵靠接触，且该第二个波纹板的自由端122也同样与该第一个波纹板的弧面121抵靠接触，其中，第一个波纹板的自由端与第二个波纹板的弧面可以只有相互接触的位置关系，而不具有连接关系；第二个波纹板的自由端与第一个波纹板的弧面也可以只有相互接触的位置关系，而不具有连接关系。

本实用新型实施例通过将相邻两个波纹板的弯折部的弧面与弯折部的自由端相互抵靠接触，使得弯折部之间相互限位形成了卡扣固定关系，弯折部的加工方式简单，且有利于多个波纹板之间的相互拼装。

在一些实施例中，如图3所示，卡扣固定的相邻弯折部12均设有同轴心的通孔123，同轴心表示的是各个弯折部在相互卡扣固定的状态下，各个弯折部上的通孔均位于同一条轴线上。第一螺栓124穿设通孔123以固定连接相邻弯折部12。本实用新型实施例通过将卡扣固定的相邻弯折部的通孔同轴心设置，便于第一螺栓的安装和固定相邻的波纹板，有利于提高相邻波纹板的弯折部之间连接的稳固性。

在一些实施例中，如图3所示，隧道加固结构还包括第一垫圈125。第一垫圈125设置在第一螺栓124与弯折部12之间。需要说明的是，第一垫圈125用于起到防松作用，以下对第一垫圈125的防松原理进行说明，在第一螺栓124与弯折部12连接的过程中，由于第一螺栓124和弯折部12均为金属结构，故两者在接触的过程中所产生的摩擦力较小，故通过在第一螺栓124与弯折部12之间增加第一垫圈125的方式，通过第一垫圈125的张力来提高第一螺栓124与弯折部12之间的接触摩擦，从而提高第一螺栓124与弯折部12之间的防松效果。

在一些实施例中，结合图1和图2所示，在第一方向(图1所示左右方向)相邻的波纹板1之间通过多个连接件2固定，多个连接件2在第二方向(图2所示左右方向)上间隔设置。需要说明的是，如图2所示，多个波纹板1在第二方向上连接形成凹凸表面交替的波纹状，图2为多个波纹板1在第二方向连成一体的示意图，并未将每个波纹板1的边界示意出。可以理解，如果将第一方向上相邻的两个波纹板定义为第一波纹板和第二波纹板，那么在将第一波纹板和第二波纹板连接的过程中，可以先将两个波纹板的表面的部分贴合，例如，第一波纹板的凸面与第二波纹板的凸面配合，第一波纹板的凹面与第二波纹板的凹面配合，即形成两个相邻波纹板的部分重叠，然后再在重叠区域设置连接件，连接第一波纹板和第二波纹板，通过将第一波纹板的凹凸表面与第二波纹板的凹凸表面贴合设置，有利于提高连接件连接的稳固性。

在一些实施例中，结合图1所示，在第一方向(图1所示左右方向)相邻的两个波纹板1部分重叠；部分重叠表示的是波纹板在第一方向上的端部与相邻波纹板在一方向上的端部可搭接。如图2所示，连接件2包括第二螺栓21。第二螺栓21穿过在第一方向相邻两个波纹板1重叠的部分，从而实现两个波纹板1的在第一方向上的固定。

在一些实施例中，如图2所示，连接件2还包括第二垫圈22。第二垫圈22设置在第二螺栓21与波纹板1之间，第二垫圈22靠近波纹板1的一侧(图2所示下侧)设置为弧面，其中，该弧面可以是凹面也可以是凸面，该弧面的设置形式可以与所在的波纹板1的外表面结构有关，在波纹板1的表面结构为凸面的时候，该第二垫圈22靠近波纹板1的一侧可设置为凹面；在波纹板1的表面结构设置为凹面的时候，该第二垫圈22靠近波纹板1的一侧可设置为凸面。本实用新型实施例通过将第二垫圈22靠近波纹板1的一侧设置为弧面，使得弧面与波纹板的外表面贴合，有利于提高第二垫圈与波纹板的接触面积，从而提高第二螺栓与波纹板连接的紧密度。

在一些实施例中，如图2所示，连接件2还包括第三垫圈23。第三垫圈23设置在第二垫圈22与第二螺栓21之间，其中，第二垫圈22远离波纹板1的一侧(图2所示上侧)为平面，第三垫圈23与第二垫圈22远离波纹板的一侧贴合。需要说明的是，第三垫圈23用于起到防松作用，以下对第三垫圈23的防松原理进行说明，在第二螺栓21与波纹板1连接的过程中，由于第二螺栓21和第二垫圈22均为金属结构，故两者在接触的过程中所产生的摩擦力较小，故通过在第二螺栓21与第二垫圈22之间增加第三垫圈23的方式，通过第三垫圈23的张力来提高第二螺栓21与第二垫圈22之间的接触摩擦，从而提高第二螺栓21与第二垫圈22之间的防松效果，进而提高第二螺栓21与波纹板1之间的连接的稳固程度。

在一些实施例中，如图4所示，多个波纹板1沿第一方向拼接为拱形结构，其中，第一方向为波纹板1的长度方向。本实用新型实施例采用多个波纹板拼接形成隧道加固结构，波纹板在暗挖隧道的应用中，主要替代传统支护中的初期支护部分，进而作为受力主体进行承力。波纹板本身主要由钢材压制加工而成，多个波纹板拼接形成的隧道加固结构的环向形状为隧道轮廓曲线，纵向则呈波纹状，相比于铍铜平板结构而言，波纹板的结构具有更大的刚度，不易变形超限。隧道支护以承受径向围岩载荷为主，多属于压弯构件，而钢材料本身既可抗拉也可抗压，故波纹板的抗弯承载能力较强；其次，波纹板的结构背后安装时通过吹砂及注浆等方式保证其与围岩的紧密贴合与良好的传力效果，使整个波纹板的受力更加均匀；同时，波纹板受拉时不会像钢筋混凝图支护一样开裂，可减弱应力集中现象；最后，钢材料本身变形适应能力强于混凝土，波纹板可容许围岩产生一定的变形，提高围岩的自稳能力。

在一些实施例中，如图1所示，第一方向(图1所示左右方向)与第二方向(图1所示上下方向)垂直，也就是说，波纹板1的长度和宽度方向基本垂直，需要说明的是，基本垂直表示的是波纹板1的长边a的延伸方向与波纹板的短边b的延伸方向并不是严格的90度的情况，可以认为两个方向的夹角大于80度即属于基本垂直，从而可以涵盖到加工和安装误差的情形。本实用新型实施例通过将第一方向与第二方向基本垂直，使得波纹板的形状基本固定，便于加工和制造。

本实用新型实施例的可操作性强，施工方便快捷，可以很好的满足运营铁路隧道病害整治需求；其次，本实用新型实施例的安装工效高，防护效果好。通过多个波纹板之间连接结构的改进优化，在机械化程度低的情况下，能充分发挥人工+机械施工优势，满足运营高铁天窗短、空间狭小、要求高的特点；最后，波纹板钢材本身变形适应能力强于混凝土，且通过板后注浆与原有二衬紧密结合，隧道结构病害得到有效防护，围岩自稳能力得到显著改善。

以下对本实用新型实施例的隧道加固结构的安装进行说明：

(1)根据隧道病害位置，测量隧道断面，根据测量数据加工制定波纹板。

(2)准备工作：提前做好接触网、通信线缆、轨道基础等准备工作，测定波纹板安装位置，并设置好限位装置。

(3)波纹板吊装：根据天窗时间，合理组织施工。先搭设施工平台，安装吊装设备。再按顺序吊装波纹板(图4中箭头的方向可用于表示波纹板1吊装的顺序)，通过螺栓完成连接，通过化学锚栓加强固定。最后增设防护设施确保波纹板安全牢固。

(4)板后注浆：完成波纹板端头封堵，然后采用注浆设备进行注浆，注浆孔采用板材预留孔洞，拱顶部位要预留补浆孔，确保注浆饱满。

(5)基础浇筑：完成注浆后，进行锁脚锚杆安装，并浇筑混凝土基础，使得波纹板具有更好的稳定性，确保防护效果。

(6)线缆恢复：完成波纹板施工后，进行通信线缆及现场设施恢复，确保列车运行安全。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种隧道加固结构，用于设置在隧道内支撑隧道壁面，其特征在于，所述隧道加固结构包括：

多个波纹板，每个波纹板的长度方向均沿第一方向设置，每个波纹板的宽度方向均沿第二方向设置，每个波纹板沿第二方向形成凹凸表面；

其中，每个波纹板包括本体部和沿所述长度方向的边缘设置的弯折部，在所述第二方向上相邻的两个波纹板的弯折部卡扣固定；在所述第一方向上相邻的两个波纹板通过连接件固定连接。

2.根据权利要求1所述的隧道加固结构，其特征在于，每个波纹板的所述弯折部和所述本体部平滑连接成弧面，所述弯折部的自由端抵接于相邻波纹板的所述弧面。

3.根据权利要求2所述的隧道加固结构，其特征在于，卡扣固定的相邻所述弯折部均设有同轴心的通孔，第一螺栓穿设所述通孔以固定连接相邻所述弯折部。

4.根据权利要求3所述的隧道加固结构，其特征在于，还包括：

第一垫圈，设置在所述第一螺栓与所述弯折部之间。

5.根据权利要求1所述的隧道加固结构，其特征在于，在所述第一方向相邻的波纹板之间通过多个所述连接件固定，所述多个连接件在所述第二方向上间隔设置。

6.根据权利要求5所述的隧道加固结构，其特征在于，在第一方向相邻的两个波纹板部分重叠；所述连接件包括：

第二螺栓，穿过在所述第一方向相邻两个波纹板重叠的部分，以实现两个波纹板的固定。

7.根据权利要求6所述的隧道加固结构，其特征在于，所述连接件还包括：

第二垫圈，设置在所述第二螺栓与所述波纹板之间，所述第二垫圈靠近所述波纹板的一侧设置为弧面，所述弧面与所述波纹板的外表面贴合。

8.根据权利要求7所述的隧道加固结构，其特征在于，所述连接件还包括：

第三垫圈，设置在所述第二垫圈与所述第二螺栓之间，其中，所述第二垫圈远离所述波纹板的一侧为平面，所述第三垫圈与所述第二垫圈远离所述波纹板的一侧贴合。

9.根据权利要求1所述的隧道加固结构，其特征在于，多个所述波纹板沿第一方向拼接为拱形结构。

10.根据权利要求9所述的隧道加固结构，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

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