開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種隧道結(jié)構(gòu)加固的施工方法，特別涉及一種開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市政建設(shè)的高速發(fā)展，基本建設(shè)對地下空間的利用與日俱增，隧道越建越多，然而，在隧道建設(shè)取得成績的同時，一些營運中的隧道由于使用年限不斷增加，加之地質(zhì)因素、局部超載、行車環(huán)境以及線路周邊工程基坑不當(dāng)開挖等不利影響，以及防排水設(shè)施的老化，使得局部區(qū)域隧道管片結(jié)構(gòu)變形以及開裂、剝落等現(xiàn)象，如果變形進(jìn)一步增大，將危及行車安全，有時被迫關(guān)閉交通，進(jìn)行病害整治。世界各國每年要耗巨資用于加固破損隧道，以保證安全。因此，發(fā)明一種低成本、高效率的隧道加固措施，就變得非常重要。目前，用于隧道加固的方法主要有:
[0003]一、粘貼鋼板加固
[0004]粘貼鋼板加固是根據(jù)設(shè)計要求切割成一定尺寸的鋼板，采用專用舉重臂，在隧道管片結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)分段安裝厚鋼板，再用膨脹螺栓分別固定，然后使用電焊將各鋼板焊接成一體，形成與隧道內(nèi)壁形狀基本一致的鋼環(huán)，最后，在鋼環(huán)與管片結(jié)構(gòu)的間隙中灌注結(jié)構(gòu)膠(如環(huán)氧樹脂等)。
[0005]該工法已用于營運的地鐵隧道結(jié)構(gòu)加固中，但在實踐過程中也暴露了一些弊病，如鋼板自重過大、專用舉重設(shè)備需長距離進(jìn)出場、焊縫多、焊接質(zhì)量波動大、明火欠安全、鋼板與管片的后灌漿粘結(jié)差使加固效果大打折扣、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問題及工期長、加固造價高等，這些問題妨礙著此方法的推廣使用。
[0006]二.粘貼碳纖維布加固法
[0007]碳纖維布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，強度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)件自重及截面尺寸，這種加固方法具有運輸方便，施工快捷的優(yōu)點，用于對隧道加固，可以明顯提高結(jié)構(gòu)強度，因而已被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的補強加固領(lǐng)域，碳纖維布加固施工方法的好壞，影響著碳纖維布對構(gòu)件加固的可靠度，也是決定整個加固工程安全可靠的重要因素。
[0008]但是，在對營運的地鐵隧道結(jié)構(gòu)加固時，粘結(jié)劑是否充分固化是一個不容忽視的問題，目前用于結(jié)構(gòu)加固的粘結(jié)劑都是常溫固化，2-3小時指觸固化，1-7天100%固化，即粘結(jié)劑要達(dá)到100%的強度至少需要24小時以上的時間，但已營運地鐵的特點，是只能利用地鐵夜間停運的3-4小時進(jìn)行施工。因此，在粘結(jié)劑還沒達(dá)到強度之前，地鐵又要運行了，振動的作用使粘結(jié)劑難于徹底固化，從而嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)加固的效果。并且，碳纖維具有導(dǎo)電性，容易接觸到隧道復(fù)雜的供電觸網(wǎng)系統(tǒng)，導(dǎo)致觸電或短路事故。
[0009]三.復(fù)合腔體加固法
[0010]復(fù)合腔體構(gòu)件，包括腔體本體，復(fù)合材料層，注漿孔，排氣孔，螺栓孔和填充物。腔體本體的形狀與加固面相吻合，一根或一根以上的管材組合成腔體本體，腔體本體表面設(shè)有復(fù)合材料層，復(fù)合材料層由樹脂及纖維組成，腔體本體內(nèi)灌注填充物。腔體本體為金屬管或非金屬管，如鋼管、塑料管、復(fù)合材料管等。復(fù)合腔體構(gòu)件具有重量輕、便于運輸、施工快捷等優(yōu)點。復(fù)合腔體外包復(fù)合材料由樹脂和纖維通過真空、加熱、RTM或手糊等復(fù)合材料制造工藝在腔體表面形成，加工工藝復(fù)雜，造價高，并且有些復(fù)合材料成分具有導(dǎo)電性，容易接觸隧道電網(wǎng)，導(dǎo)致觸電或短路，同時，外包復(fù)合材料導(dǎo)致腔體本體和隧道結(jié)構(gòu)的隨型性差，也會影響加固效果，且表面包覆復(fù)合材料對隧道承載力增加作用不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的自重大、易腐蝕、機械化依賴性高，粘結(jié)劑未充分固化，以及容易觸電或短路、加固效果差、成本高、隨型性差、工期長等難題。
[0012]一種開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法，包括:
[0013](I)對隧道變形情況進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果，制作多個開口型鋼單元，所述開口型鋼單元的形狀與盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面相吻合；
[0014](2)在盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面上安裝開口型鋼:依序?qū)⒍鄠€所述開口型鋼單元相互固定串接以形成環(huán)設(shè)所述內(nèi)弧面的開口型鋼，所述開口型鋼內(nèi)部形成中空的圓弧管通道，所述開口型鋼單元通過提供的固定連接件固定在所述盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面上；
[0015](3)通過在所述開口型鋼單元上設(shè)置的填充孔將填充物灌注入所述圓弧管通道。
[0016]優(yōu)選地，在步驟(2)中，包括:先將多個所述開口型鋼單元相互固定串接形成開口型鋼，然后通過固定連接件將所述開口型鋼固定在所述盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面上。
[0017]優(yōu)選地，在步驟(2)中，包括:通過固定連接件將各個所述開口型鋼單元排列固定在所述盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面上，然后將多個所述開口型鋼單元相互固定串接以形成開口型鋼。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟⑵中，相鄰的兩個所述開口型鋼單元之間采用內(nèi)插接頭或電焊而固定連接在一起。
[0019]優(yōu)選地，在所述開口型鋼單元與所述盾構(gòu)管片接觸處涂抹粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑為無溶劑型改性環(huán)氧樹脂類粘鋼灌注膠或硅膠。
[0020]優(yōu)選地，所述固定連接件為膨脹螺栓或化學(xué)螺栓，所述填充物為微膨脹水泥砂漿或者微膨脹混凝土。
[0021]一種開口型鋼灌漿加固隧道的結(jié)構(gòu)，包括:與盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面對應(yīng)的開口型鋼單元，多個所述開口型鋼單元相互固定串接而形成環(huán)設(shè)所述內(nèi)弧面且具有中空的圓弧管通道的開口型鋼，多個所述開口型鋼單元經(jīng)由固定連接件與所述盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面固定連接，所述圓弧管通道內(nèi)灌注有填充物。
[0022]優(yōu)選地，所述開口型鋼單元包括一型鋼板以及由型鋼板兩側(cè)朝同一方向翻折形成翻折邊。
[0023]優(yōu)選地，所述固定連接件為膨脹螺栓或化學(xué)螺栓；所述開口型鋼單元上設(shè)置有供灌注填充物的填充孔，所述填充物為微膨脹水泥砂漿或者微膨脹混凝土。
[0024]優(yōu)選地，在所述開口型鋼單元和盾構(gòu)管片接觸處涂抹有粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑為無溶劑型改性環(huán)氧樹脂類粘鋼灌注膠或硅膠。
[0025]本發(fā)明提供了一種開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法，通過提供與盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面相吻合的多個開口型鋼單元，多個所述開口型鋼單元連通形成中空的一圓弧管通道，通過固定連接件將多個開口型鋼單元固定早盾構(gòu)管片待加固的內(nèi)弧面上，在所述圓弧管通道內(nèi)灌注填充物，從而填充物和開口型鋼形成新的加固體聯(lián)合原隧道結(jié)構(gòu)體共同受力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中易腐蝕、機械化依賴性高，粘結(jié)劑未充分固化，以及容易觸電或短路的問題，且在對原隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理時具有加固效果好、成本低、工期短、隨型性高等特點。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法的工序流程圖；
[0027]圖2為本發(fā)明開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0028]圖3為圖2的A-A剖面圖。
【具體實施方式】
[0029]為利于對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的了解，以下結(jié)合附圖及實施例進(jìn)行說明。
[0030]結(jié)合圖1-圖3所示，圖1為本發(fā)明開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法的工序流程圖，圖2為本發(fā)明開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2的A-A剖面圖。請參閱圖1-圖3，本發(fā)明提供了一種開口型鋼灌漿加固隧道的施工方法，包括如下步驟:
[0031]步驟SI，首先對隧道變形情況進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果，制作多個開口型鋼單元2，所述開口型鋼單元2的形狀與盾構(gòu)管片I待加固的內(nèi)弧面相吻合。本實施例中，開口型鋼單元2包括一型鋼板以及由型鋼板兩側(cè)朝同一方向翻折形成一對翻折邊，將開口型鋼單元2貼合盾構(gòu)管片I待加固的內(nèi)弧面上，使得開口型鋼單元2的內(nèi)部形成有中空的容置通道。
[0032]步驟S2，在盾構(gòu)管片I待加固的內(nèi)弧面上安裝開口型鋼:依序?qū)⒍鄠€開口型鋼單元2相互固定串接，以形成環(huán)設(shè)所述內(nèi)弧面的開口型鋼，所述開口型鋼內(nèi)部形成中空的一圓弧管通道。進(jìn)一步地，同一圓弧管通道中，相鄰的兩個開口型鋼單元2之間采用內(nèi)插接頭或電焊進(jìn)行連接。更進(jìn)一步地，在所述開口型鋼單元2和盾構(gòu)管片I接觸處涂抹粘結(jié)劑6，所述粘結(jié)劑6可以為優(yōu)質(zhì)A級無溶劑型改性環(huán)氧樹脂類粘鋼灌注膠或硅膠，本實施例中選用優(yōu)質(zhì)A級無溶劑型改性環(huán)氧樹脂類粘鋼灌注膠，主要起到在灌漿時起臨時密封作用。
[0033]步驟S3，提供固定連接件4，以將開口型鋼單元2固定在盾構(gòu)管片I待加固的內(nèi)弧面上。本實施例中，所述固定連接件4為膨脹螺栓或化學(xué)螺栓，通過在開口型鋼單元2上開設(shè)螺栓孔，以供膨脹螺栓或化學(xué)螺栓穿設(shè)。進(jìn)一步地，每個開口型鋼單元2上設(shè)置兩個膨脹螺栓，使得開口型鋼單元2的加固效果更加穩(wěn)定。
[0034]在待加固的內(nèi)弧面上安裝開口型鋼單元2時，具有兩種實施方式，其中，
[0035]實施例1:
[0036]先將多個開口型鋼單元相互電焊串接形成開口型鋼，然后通過