用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及隧道結(jié)構(gòu)，提供了一種用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，包括襯砌，襯砌包括拱頂和兩側(cè)邊墻，在隧道對應(yīng)脫空段設(shè)置有環(huán)向鋼帶,環(huán)向鋼帶與襯砌橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻延伸至另一側(cè)邊墻，各環(huán)向鋼帶沿隧道縱向間隔設(shè)置并分別粘接固定于襯砌臨空面。在通過背后注漿填充脫空空洞后，通過環(huán)向鋼帶與襯砌結(jié)合構(gòu)成新的支護(hù)結(jié)構(gòu)，提供隧道結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備、承受后期圍巖壓力。對原結(jié)構(gòu)影響小，且對隧道凈空影響幾乎忽略，通過對環(huán)向鋼帶寬度、厚度以及陣列密度的選擇，對襯砌脫空整治效果好，且施工方便，工期短，成本低。適用于各種不同病害程度的隧道脫空整治。
【專利說明】用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及隧道結(jié)構(gòu)，尤其是一種用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道是一種修建在地下的工程結(jié)構(gòu)物，被廣泛地應(yīng)用于交通、礦山、水利及國防等領(lǐng)域。隧道建筑物總體上可分為主體建筑物和附屬建筑物兩大部分，其中主體建筑物包括洞身襯砌和洞門。襯砌是用于加固洞身保持隧道穩(wěn)定，防止圍巖也即洞身周圍地層發(fā)生風(fēng)化剝落或坍塌的結(jié)構(gòu)物；而洞門則是為了穩(wěn)定邊坡、引導(dǎo)地表水，用于加固隧道的出入口。
[0003]隧道的襯砌通常采用拱形結(jié)構(gòu)，由拱頂和邊墻組成；襯砌的結(jié)構(gòu)形式包括整體式襯砌、復(fù)合式襯砌。整體式襯砌采用就地整體模注現(xiàn)澆砼；而復(fù)合式襯砌,包括初期支護(hù)、二次襯砌及初期支護(hù)和二次襯砌之間的防水層，初期支護(hù)是限制圍巖在施工期間的變形，達(dá)到圍巖的暫時(shí)穩(wěn)定；二次襯砌則是提供結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備、承受后期圍巖壓力；而防水層具有防水效果，且可減少二次襯砌混凝土的收縮裂縫，提供緩沖降低形變壓力。
[0004]但受人為因素、技術(shù)因素、混凝土干縮、徐變等因素的影響，同時(shí)由于隧道處于天然介質(zhì)中，受長度、埋深、氣候、地貌條件、地下水狀態(tài)、巖石條件及地質(zhì)構(gòu)造等影響，在運(yùn)營中隧道常出現(xiàn)病害。在隧道的病害中，脫空是隧道工程常見的病害之一，包括拱頂脫空和邊墻脫空。就復(fù)合式襯砌而言，包括二次襯砌與防水層間脫空、防水層與初期支護(hù)間脫空以及初期支護(hù)與圍巖間脫空。
[0005]脫空的存在，會(huì)改變襯砌的受力結(jié)構(gòu)，減弱其支護(hù)強(qiáng)度；會(huì)促進(jìn)圍巖的松弛，使襯砌產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，損傷襯砌的功能；二次襯砌背部脫空，二次襯砌將無法在圍巖和初期支護(hù)變形的第一時(shí)間起到主動(dòng)限制變形的作用，只能在變形達(dá)到一定程度后被動(dòng)支承，因此直接影響隧道的安全性，造成巨大的安全隱患。
[0006]對于隧道襯砌拱頂脫空的病害，傳統(tǒng)的整治方案通常采用錨桿加固結(jié)合襯砌背后注漿的方式，但其整體性較差，往往經(jīng)過一段時(shí)間后襯砌又會(huì)出現(xiàn)新的病害，且錨桿穿透防水層，會(huì)造成新的襯砌滲漏水病害。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種對襯砌脫空整治效果好，且施工方便、成本低的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，包括襯砌，所述襯砌包括拱頂和兩側(cè)邊墻，在隧道對應(yīng)脫空段設(shè)置有環(huán)向鋼帶，所述環(huán)向鋼帶與襯砌橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻延伸至另一側(cè)邊墻，各環(huán)向鋼帶沿隧道縱向間隔設(shè)置并分別粘接固定于襯砌臨空面。
[0009]進(jìn)一步的，在各環(huán)向鋼帶和襯砌之間設(shè)置有錨固螺栓，所述錨固螺栓沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶的延伸方向布置并同襯砌鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。作為一種優(yōu)選，所述錨固螺栓采用化學(xué)螺栓。[0010]進(jìn)一步的，所述襯砌為整體式襯砌，在各環(huán)向鋼帶和對應(yīng)圍巖之間設(shè)置有錨桿，所述錨桿沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶的延伸方向布置并同襯砌鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
[0011]具體的，所述襯砌為包括初期支護(hù)和二次襯砌的復(fù)合式襯砌，所述環(huán)向鋼帶安裝于二次襯砌的臨空面，所述錨固螺栓設(shè)置在各環(huán)向鋼帶和二次襯砌之間。進(jìn)一步的，所述環(huán)向鋼帶分段設(shè)置，環(huán)向鋼帶的各段之間通過焊接固定連接或通過壓板經(jīng)錨固螺栓固定連接。進(jìn)一步的，設(shè)置有沿隧道縱向延伸的縱向鋼帶，各縱向鋼帶沿隧道環(huán)向間隔設(shè)置；所述縱向鋼帶位于所述環(huán)向鋼帶的臨空面，由縱向鋼帶和環(huán)向鋼帶構(gòu)成網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)；所述縱向鋼帶和環(huán)向鋼帶之間、縱向鋼帶和襯砌之間均粘接固定。進(jìn)一步的，在網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)和二次襯砌之間設(shè)置有錨固螺栓，所述錨固螺栓同二次襯砌鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:在通過背后注漿填充脫空空洞后，通過環(huán)向鋼帶與襯砌結(jié)合構(gòu)成新的支護(hù)結(jié)構(gòu)，提供隧道結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備、承受后期圍巖壓力。對原結(jié)構(gòu)影響小，且對隧道凈空影響幾乎忽略，通過對環(huán)向鋼帶寬度、厚度以及陣列密度的選擇，能有效適應(yīng)各種不同病害程度的整治，對襯砌脫空整治效果好，且施工方便，工期短，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實(shí)施例一的橫斷面示意圖；
[0014]圖2是實(shí)施例二的橫斷面示意圖；
[0015]圖3是實(shí)施例二的環(huán)向鋼帶、縱向鋼帶布置示意圖；
[0016]圖4是實(shí)施例二的環(huán)向鋼帶分段連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，包括襯砌10，所述襯砌10包括拱頂11和兩側(cè)邊墻12，在隧道對應(yīng)脫空段設(shè)置有環(huán)向鋼帶20，所述環(huán)向鋼帶20與襯砌10橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻12延伸至另一側(cè)邊墻12，各環(huán)向鋼帶20沿隧道縱向間隔設(shè)置并分別粘接固定于襯砌10臨空面。
[0018]本實(shí)用新型的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，環(huán)向鋼帶20與襯砌10粘接固定，能有效保證兩者結(jié)合面剪力的有效傳遞，使得環(huán)向鋼帶20與襯砌10構(gòu)成一個(gè)整體工作；且環(huán)向鋼帶20與襯砌10橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻12延伸至另一側(cè)邊墻12，能有效保證對襯砌10對應(yīng)橫斷面的整體加強(qiáng)；而環(huán)向鋼帶20沿隧道縱向陣列于隧道對應(yīng)脫空段，能有效保證對整段襯砌10的加強(qiáng)，也即在隧道對應(yīng)脫空段，通過環(huán)向鋼帶20與襯砌10結(jié)合構(gòu)成新的支護(hù)結(jié)構(gòu)，提供隧道結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備、承受后期圍巖壓力。
[0019]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，對原結(jié)構(gòu)影響小，且對隧道凈空影響幾乎忽略，通過對環(huán)向鋼帶20寬度、厚度以及陣列密度的選擇，能有效適應(yīng)各種不同病害程度的整治，對襯砌脫空整治效果好。
[0020]整治時(shí)，如圖1、圖2所示，首先向襯砌背后注漿，填充脫空空洞60，避免空隙繼續(xù)擴(kuò)大，避免形成滲水通道，并采用裂縫修補(bǔ)材料對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)；之后，通過結(jié)構(gòu)膠將環(huán)向鋼帶20與襯砌10粘接，將兩者合為一體，固化后即可以正常受力工作。因此，施工方便，工期短，成本低。
[0021]為了提高環(huán)向鋼帶20與襯砌10的結(jié)合強(qiáng)度，尤其是環(huán)向鋼帶20厚度較大時(shí)，上述粘接最好采用壓力注膠。進(jìn)一步的，為了方便壓力注膠的實(shí)施，同時(shí)進(jìn)一步提高環(huán)向鋼帶20與襯砌10的結(jié)合強(qiáng)度，在各環(huán)向鋼帶20和襯砌10之間設(shè)置有錨固螺栓40，所述錨固螺栓40沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶20的延伸方向布置并同襯砌10鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。為了避免膨脹應(yīng)力對襯砌10的影響，最好的，所述錨固螺栓40采用化學(xué)螺栓。所謂化學(xué)螺栓，即通過合成樹脂砂漿粘合螺栓和孔壁，使螺栓、錨固基礎(chǔ)與被錨固對象形成一個(gè)整體。
[0022]對于襯砌10為整體式襯砌，由于不存在防水層，也不會(huì)造成新的襯砌滲漏水病害，因此，為了進(jìn)一步提高整治效果，在各環(huán)向鋼帶20和對應(yīng)圍巖之間設(shè)置有錨桿50，所述錨桿50均沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶20的延伸方向布置并同襯砌10鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
[0023]而對于襯砌10為包括初期支護(hù)和二次襯砌13的復(fù)合式襯砌，所述環(huán)向鋼帶20安裝于二次襯砌13的臨空面，所述錨固螺栓40設(shè)置在各環(huán)向鋼帶20和二次襯砌13之間。由于襯砌10為復(fù)合式襯砌隧，為避免造成新的襯砌滲漏水病害，無法設(shè)置錨桿，因此對于脫空特別嚴(yán)重的，為了進(jìn)一步提高整治效果，設(shè)置有沿隧道縱向延伸的縱向鋼帶30，各縱向鋼帶30沿隧道環(huán)向間隔設(shè)置；所述縱向鋼帶30位于所述環(huán)向鋼帶20的臨空面，由縱向鋼帶30和環(huán)向鋼帶20構(gòu)成網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)；所述縱向鋼帶30和環(huán)向鋼帶20之間、縱向鋼帶30和襯砌10之間均粘接固定。當(dāng)然縱向鋼帶30也可用于整體式襯砌。同上所述，在網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)和二次襯砌13之間設(shè)置有錨固螺栓40，所述錨固螺栓40同二次襯砌13鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
[0024]為了方便加工及運(yùn)輸，所述環(huán)向鋼帶20分段設(shè)置，環(huán)向鋼帶20的各段之間通過通過壓板經(jīng)錨固螺栓40固定連接。當(dāng)然，環(huán)向鋼帶20的各段也可以焊接固定連接。
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0026]實(shí)施例一
[0027]某隧道，襯砌10為整體式襯砌。用于其脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括襯砌10和環(huán)向鋼帶20，環(huán)向鋼帶20設(shè)置于隧道對應(yīng)脫空段，環(huán)向鋼帶20與襯砌10橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻12延伸至另一側(cè)邊墻12，各環(huán)向鋼帶20沿隧道縱向間隔設(shè)置并分別粘接固定于襯砌10臨空面；在各環(huán)向鋼帶20和襯砌10之間設(shè)置有錨固螺栓40、在各環(huán)向鋼帶20和對應(yīng)圍巖之間設(shè)置有錨桿50，錨固螺栓40和錨桿50均沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶20的延伸方向布置并同襯砌10鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開，其中錨固螺栓40采用化學(xué)螺栓。
[0028]實(shí)施例二
[0029]某高速隧道，襯砌10為包括初期支護(hù)14和二次襯砌13的復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)14和二次襯砌13之間設(shè)置有防水層15，脫空空洞60位于拱頂位置二次襯砌13背后，襯砌10厚度變化比率大，對結(jié)構(gòu)受力影響大，嚴(yán)重影響二次襯砌13力學(xué)作用的發(fā)揮，應(yīng)對初期支護(hù)14掉塊的安全儲(chǔ)備嚴(yán)重不足，襯砌10本身的穩(wěn)定性不足，行車振動(dòng)有掉落的可能，襯砌10存在潛在的突發(fā)性坍塌可能性很大。
[0030]用于其脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，如圖2、圖3所示，包括襯砌10、環(huán)向鋼帶20和縱向鋼帶30，環(huán)向鋼帶20與襯砌10橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻12延伸至另一側(cè)邊墻12，縱向鋼帶30沿隧道縱向延伸；在隧道對應(yīng)脫空段，各環(huán)向鋼帶20沿隧道縱向間隔設(shè)置，各縱向鋼帶30沿隧道環(huán)向間隔設(shè)置，由縱向鋼帶30和環(huán)向鋼帶20構(gòu)成網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)；環(huán)向鋼帶20和二次襯砌10之間、縱向鋼帶30和二次襯砌10之間以及縱向鋼帶30和環(huán)向鋼帶20之間均壓力注膠粘接固定；在網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)和二次襯砌13之間設(shè)置有錨固螺栓40，所述錨固螺栓40同二次襯砌13鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開，且錨固螺栓40采用化學(xué)螺栓。
[0031]環(huán)向鋼帶20分為三段，分段位置分別位于兩側(cè)邊墻上部，如圖4所示，環(huán)向鋼帶20的各段之間通過壓板經(jīng)錨固螺栓40固定連接，壓板由縱向鋼帶30構(gòu)成。
【權(quán)利要求】
1.用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，包括襯砌(10)，所述襯砌(10)包括拱頂(11)和兩側(cè)邊墻(12)，其特征在于:在隧道對應(yīng)脫空段設(shè)置有環(huán)向鋼帶(20)，所述環(huán)向鋼帶(20)與襯砌(10)橫斷面形狀相適應(yīng)并由一側(cè)邊墻(12)延伸至另一側(cè)邊墻(12)，各環(huán)向鋼帶(20)沿隧道縱向間隔設(shè)置并分別粘接固定于襯砌(10)臨空面。
2.如權(quán)利要求1所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:在各環(huán)向鋼帶(20)和襯砌(10 )之間設(shè)置有錨固螺栓(40 )，所述錨固螺栓(40 )沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶(20 )的延伸方向布置并同襯砌(10)鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
3.如權(quán)利要求2所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述錨固螺栓(40)采用化學(xué)螺栓。
4.如權(quán)利要求2所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯砌(10)為整體式襯砌，在各環(huán)向鋼帶(20)和對應(yīng)圍巖之間設(shè)置有錨桿(50)，所述錨桿(50)沿對應(yīng)環(huán)向鋼帶(20)的延伸方向布置并同襯砌(10)鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
5.如權(quán)利要求2所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯砌(10)為包括初期支護(hù)和二次襯砌(13)的復(fù)合式襯砌，所述環(huán)向鋼帶(20)安裝于二次襯砌(13)的臨空面，所述錨固螺栓(40 )設(shè)置在各環(huán)向鋼帶(20 )和二次襯砌(13 )之間。
6.如權(quán)利要求2、3、4或5所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)向鋼帶(20)分段設(shè)置，環(huán)向鋼帶(20)的各段之間通過焊接固定連接或通過壓板經(jīng)錨固螺栓(40)固定連接。
7.如權(quán)利要求1、4或5所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:設(shè)置有沿隧道縱向延伸的縱向鋼帶(30)，各縱向鋼帶(30)沿隧道環(huán)向間隔設(shè)置；所述縱向鋼帶(30)位于所述環(huán)向鋼帶(20)的臨空面，由縱向鋼帶(30)和環(huán)向鋼帶(20)構(gòu)成網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)；所述縱向鋼帶(30 )和環(huán)向鋼帶(20 )之間、縱向鋼帶(30 )和襯砌(IO )之間均粘接固定。
8.如權(quán)利要求7所述的用于脫空整治的隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:在網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)和二次襯砌(13)之間設(shè)置有錨固螺栓(40)，所述錨固螺栓(40)同二次襯砌(13)鋼筋網(wǎng)的鋼筋相錯(cuò)開。
【文檔編號(hào)】E21D11/00GK203488189SQ201320647064
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】張兆杰, 李玉文, 王聯(lián), 林國進(jìn), 鄭金龍, 田志宇, 田尚志, 高世軍, 鐘勇, 程剛 申請人:四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院