CN217872818U - 一种用于隧道建设及病害整治的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种用于隧道建设及病害整治的装置，装置设有用于固定在隧道内壁上支撑加强筋/拱架，波浪形板状结构的模板通过紧固装置固定于支撑加强筋/拱架上，所述波浪形板由连续起伏的波峰和波谷构成，所述波峰两端设有填充模板与支撑加强筋/拱架之间孔隙的填充密封胶垫。本实用新型装置承载力更强，不易变形，安装拆卸方便，效率高，成本低，有效改善了有的模板承载力差，易变性，安装困难，施工难度大，难以推广应用的缺点；使其不仅可以应用于隧道病害整治和加固工程，还能应用于新建隧道工程中二次衬砌的建造，大大节省施工时间、施工成本；保证隧道服役时间，降低后期维修成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道工程修补加固技术领域。
背景技术
中国地域辽阔，地质环境复杂，受建设时期设计、施工、监测、技术水平等条件的限制，修建的隧道经常出现衬砌厚度不足、衬砌背后空洞或混凝土强度不足等缺陷。这些隧道运营期间在列车荷载、围岩压力等因素的综合作用下，极易引发衬砌开裂、渗漏、掉块，衬砌变形侵限，排水系统冻害等各种病害。这些病害恶化了隧道服役性能，降低了隧道结构的安全性和稳定性，严重威胁隧道行车安全。
传统整治隧道病害通常采用高压或锚固灌注法、注胶粘合法、凿除引排法、套衬处理、“聚合物改性水泥基修补砂浆+挂网修补+玻璃纤维布”综合处理措施、凿除表层混凝土重新施作二次衬砌的方法进行整治。以上方法不同程度存在施工技术难、工序繁杂、整治不彻底等问题，导致修复后隧道运营时间不长又出现二次病害，给隧道安全运营造成较大隐患。
近年来逐步开始采用波纹钢板背后注浆的方式对隧道衬砌来进行结构的整体加固，但该施工方法存在波纹板背后注浆不密实、脱空等问题，且隧道原有衬砌采用普通硅酸盐水泥，而波纹板背后注浆采用硫铝酸盐水泥基材料，因两种材料本身材质不同无法粘接，因此很难形成有效的组合受力结构。而且该施工方案施工成本极高，施工难度大，进度慢，给铁路运维带来了较大的经济压力。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是实现一种方便实施、承载力强，低成本的隧道工程用装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种用于隧道建设及病害整治的装置，装置设有用于固定在隧道内壁上支撑加强筋/拱架，波浪形板状结构的模板通过紧固装置固定于支撑加强筋/拱架上，所述波浪形板由连续起伏的波峰和波谷构成，所述波峰两端设有填充模板与支撑加强筋/拱架之间孔隙的填充密封胶垫。
所述模板上每间隔设定距离设有灌注修复层材料的注浆口和溢浆口。
所述支撑加强筋/拱架为两条拱形的结构，并排固定在隧道的内壁，多块所述模板沿着支撑加强筋/拱架固定，所述支撑加强筋/拱架上设有用于固定模板的固定结构。
所述支撑加强筋/拱架以隧道截面尺寸弯出相应弧度，所述支撑加强筋/拱架固定于隧道原衬砌上。
所述波浪形模板波峰/波谷的截面为凹凸的等腰梯形或圆弧形。
所述密封胶垫粘结于模板波峰位置，密封胶垫尺寸与波峰尺寸相同。
所述模板整体为方形板或长方形板，所述模板为钢制模板、铝合金模板、纤维增强复合材料模板、竹胶模板中的一种。
相邻模板之间、模板与支撑加强筋/拱架之间以及支撑加强筋/拱架与隧道原衬砌之间的间隙填充有密封胶。
装置安装完成后，通过注浆口灌注高力学性能、高耐久性能的灌浆材料，灌浆材料硬化后粘附在既有的混凝土二次衬砌上形成完整、崭新的衬砌结构，
本实用新型装置承载力更强，受模板内灌注材料压力后不易变形，安装拆卸方便，效率高，成本低，有效改善了有的模板承载力差，易变性，安装困难，施工难度大，难以推广应用的缺点，使其不仅可以应用于隧道病害整治和加固工程，还能应用于新建隧道，大大节省施工时间、施工成本，保证隧道服役时间，降低后期维修成本。
该技术采用高力学性能、高耐久性能的高性能特种混凝土粘附在既有的混凝土二次衬砌上形成完整、崭新的衬砌结构，该结构与既有衬砌紧密贴合形成可共同受力的组合衬砌结构，能够显著改善衬砌结构的受力特性，提高围岩稳定性。使得施工工序简单，成本较低，对各种隧道病害的整治具有较强的适用性。
在此病害整治及加固新技术中除了高性能混凝土，灌注模板和支撑加强筋/拱架也起着至关重要的作用，普通模板承载力差，在混凝土自重以及灌注压力下易变性，与支撑加强筋/拱架连接不够紧密，易脱落，进而造成施工故障，施工时间延长，本专利采用波浪形结构大大加强了模板的承载力，不易变形，与支撑加强筋/拱架连接更加紧密，保证施工安全和施工质量。
附图说明
下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为模板截面图；
图2为模板俯视图；
上述图中的标记均为：1、模板；2、密封胶垫；3、预留安装孔；4、注浆口；5、支撑加强筋/拱架。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
隧道维修加固装置用于辅助修复隧道内壁，其安装固定于沿隧道截面布设的两根支撑加强筋/拱架5上，支撑加强筋/拱架5整体为弧形，可选用槽钢多段焊接而且，或者用单根槽钢弯曲构成，支撑加强筋/拱架5相向侧设有相向延伸的用于嵌入到修复层材料内的加固连接件，加固连接件可以选用锚栓，也可能为钢筋等材料；支撑加强筋/拱架5可以通过锚杆固定在隧道原衬砌。
支撑加强筋/拱架5上预留与模板1上安装孔距离相等的固定结构，固定结构可以是预留孔、螺栓等结构，例如采用预留孔形式，可以在预留孔的背面焊接螺母或安装内膨胀螺母，以增加与模板1的咬合度；两根并排设置的支撑加强筋/拱架5之间依次固定有多块模板1，模板1两侧通过预留安装孔3采用锚栓等紧固装置固定在支撑加强筋/拱架5的预预留孔上，模板1可以选用钢制模板1、铝合金模板1，纤维增强复合材料模板1中的一种。
模板1与支撑加强筋/拱架5之间，以及支撑加强筋/拱架5与隧道及涵洞内壁接缝均采用高强密封胶进行密封，以形成封闭区域。密封区域内用于填充修补内壁的修复层材料，修复层材料可以选用活性粉末混凝土。
模板1沿长度方向设有梯形状波峰和波谷，以增加模板1的承载力，波峰位置边缘处粘结有紧密贴合的密封胶垫2，将模板1波谷方向贴合于支撑加强筋/拱架5，依次安装紧固装置固定于已预留安装孔3的支撑加强筋/拱架5上，模板1依次安装于支撑加强筋/拱架5上，每间隔一定距离设有灌注修复层材料的注浆口4和溢浆口，模板1波谷位置贴合与于支撑加强筋/拱架5，波峰内侧安装的密封胶垫2贴合与支撑加强筋/拱架5，模板1上预留孔和支撑加强筋/拱架5上的预留孔一一对应并安装紧固装置。支撑加强筋/拱架5预留安装孔3，安装孔背侧可焊接或安装螺母、膨胀螺母等紧固装置，此外，支撑加强筋/拱架5预留安装孔3的间隔距离与模板1上安装孔间隔距离相等。
整个隧道及涵洞加固辅具的使用方法如下：
(1)原隧道衬砌结构基面处理，开裂处锚固铺网，脱落处锚固铺网密封胶填充，基面拉毛处理；
(2)根据需要可在原衬砌结构上布锚固结构，锚固结构可选锚杆、锚钉、锚栓中的一种。
(3)安装支撑加强筋/拱架5，支撑加强筋/拱架5根据隧道截面尺寸预制完成，加强筋间隔距离与模板1长度相同，支撑加强筋/拱架5上可根据需要在垂直方向布设若干锚栓，以增强与活性粉末混凝土的相互作用，支撑加强筋/拱架5在活性粉末混凝土凝固后不拆除，作为加固修复材料的一部分，仅拆除支撑加强筋/拱架5上的安装模板1。
(4)安装模板1，模板1内侧均匀涂抹脱模剂并按照需求合理设计注浆口4和溢浆口，预留安装孔3与支撑加强筋/拱架5上的预留安装口对齐后采用锚钉等紧固装置将模板1固定于支撑加强筋/拱架5上。
(5)涂密封胶，模板1与加强筋之间，模板1与模板1之前的缝隙处涂布密封胶。
(6)灌注活性粉末混凝土，待步骤(5)涂布的密封胶凝结固化后，将混凝土从注浆口压力灌入，直至溢浆口流出为止，灌注时应不断震动或敲击模板1，保证活性粉末混凝土填充密实；
(7)拆模，待灌浆料硬化且抗压强度达到20-30MPa后，即可进行拆模处理，拆除固定于支撑加强筋/拱架5上的安装模板1。
利用隧道维修加固装置的施工方法中，采用改进后的模板1及配套支撑加强筋/拱架5等装置，承载能力更强，避免了灌注的活性粉末混凝土自重及灌注时的压力造成模板1变形甚至脱落的现象产生，施工更加便捷、安全可靠，灌注后活性粉末混凝土作为隧道及涵洞加固的主要材料和承载结构，具有高强度，高抗渗性，高防腐性以及良好的抗冲击性、抗震性和抗裂性、与围岩贴合性好等性能而且此技术施工方便，成本低，拼装式模板1可以重复利用，有效改善了波纹板加固技术成本高昂，施工难度大，难以推广应用的缺点。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：装置设有用于固定在隧道内壁上支撑加强筋/拱架，波浪形板状结构的模板通过紧固装置固定于支撑加强筋/拱架上，所述波浪形板由连续起伏的波峰和波谷构成，所述波峰两端设有填充模板与支撑加强筋/拱架之间孔隙的填充密封胶垫。
2.根据权利要求1所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：所述模板上每间隔设定距离设有灌注修复层材料的注浆口和溢浆口。
3.根据权利要求1或2所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：所述支撑加强筋/拱架为两条拱形的结构，并排固定在隧道的内壁，多块所述模板沿着支撑加强筋/拱架固定，所述支撑加强筋/拱架上设有用于固定模板的固定结构。
4.根据权利要求3所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：所述支撑加强筋/拱架以隧道截面尺寸弯出相应弧度，所述支撑加强筋/拱架固定于隧道原衬砌上。
5.根据权利要求1或4所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：所述波浪形模板波峰/波谷的截面为凹凸的等腰梯形或圆弧形。
6.根据权利要求5所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：所述密封胶垫粘结于模板波峰位置，密封胶垫尺寸与波峰尺寸相同。
7.根据权利要求6所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：所述模板整体为方形板或长方形板，所述模板为钢制模板、铝合金模板、纤维增强复合材料模板、竹胶模板中的一种。
8.根据权利要求1或7所述的用于隧道建设及病害整治的装置，其特征在于：相邻模板之间、模板与支撑加强筋/拱架之间以及支撑加强筋/拱架与隧道原衬砌之间的间隙填充有密封胶。
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