CN116255166A - 一种钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 - Google Patents
一种钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116255166A CN116255166A CN202310462564.6A CN202310462564A CN116255166A CN 116255166 A CN116255166 A CN 116255166A CN 202310462564 A CN202310462564 A CN 202310462564A CN 116255166 A CN116255166 A CN 116255166A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel plate
- shield tunnel
- anchor bolts
- tunnel
- joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
- E21D11/083—Methods or devices for joining adjacent concrete segments
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法中,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置;充分考虑了钢板加固后的盾构隧道的薄弱点与破坏过程,充分利用锚栓锚固能力,优化锚栓的布置间距,提高钢板加固盾构隧道的效果和使用寿命。相比既有钢板加固盾构隧道结构方法,该方法增强了隧道接缝附近的界面连接,具有加固针对性强、界面抗剥离效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域,具体为一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法。
背景技术
盾构法隧道由于其施工过程中具有自动化作业、不影响交通、不受气候限制等优点,成为城市轨道交通的主要结构形式。随着运营年限的增长,部分地铁盾构隧道结构也逐渐暴露出一些结构病害问题。通过对投入运营的盾构隧道进行的日常检测,发现盾构隧道出现的病害类型,主要可分为局部破损和隧道结构整体大变形两类。局部破损包括:渗漏水、裂缝、缺角等;隧道结构的整体变形包括:接缝张开、隧道管片错动、隧道管片变形等;部分隧道还存在纵向沉降的问题。结构局部损伤已影响到了盾构隧道的正常运营,若继续发展可能会影响到正常的行车安全;而隧道结构大变形会严重影响到盾构隧道的安全运营和结构的安全可靠度。
针对上述盾构隧道病害问题,常进行相应的整治措施。例如,利用壁内外结合注浆工艺对隧道渗漏水问题进行治理;隧道管片局部破损问题则依靠环氧填补技术修复;而对于隧道结构产生的大变形问题,常用的加固方法主要分为两大类:第一类钢材加固法,第二类是复合材料加固法。复合材料加固的材料包括碳纤维布、钢板等。钢板加固具有施工便捷,提高结构刚度和控制结构变形效果明显的优点。钢板加固结构的关键性能点在于隧道管片与钢板内衬界面的粘结破坏,由于刚性环氧浆液自身具有脆性特征,即界面在受力后迅速达到极限强度而发生破坏。层间界面应力增长至极限剪切强度后,界面粘结失效,结构整体性能迅速丧失,隧道管片承受大多数外荷载作用,而钢板则主要承受隧道管片变形产生的被动荷载作用。由于隧道管片在未加固结构已经出现多个塑性铰,故进而各构件迅速破坏达到极限状态,结构收敛变形随荷载变化迅速增长。
传统钢板加固对于隧道管片与钢板内衬界面的粘结破坏并无加强措施,锚栓的布置采取均匀对齐布置方式。因此,盾构隧道接缝位置的钢板与隧道管片的界面是最薄弱点。为了加强钢板加固的应用效果,需要根据盾构隧道的实际受力特点,分区设置锚栓,提升钢板加固效果。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法,能有效提高钢板加固盾构隧道衬砌结构的承载力、控制变形、抑制裂缝发展,也能够加强隧道薄弱位置的界面连接和抗剥离能力。
具体地,本发明提供了一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构,包括:
锚栓,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,钢板加固盾构隧道界面在正弯矩下呈现正对接缝位置外衬与内衬贴紧,而接缝两侧内外衬出现剥离的不协调变形趋势;负弯矩下呈现正对接缝位置内外衬出现剥离而接缝两侧内外衬贴紧的不协调变形趋势,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置。
可选地,加固形式包括盾构隧道局部接头加固形式和全断面加固形式。
可选地,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,具体为:隧道的顶部和底部位置附近的接缝受正弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为200mm;
隧道的腰部位置附近的接缝受负弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为400mm;
其余区域锚栓环向间距为400mm。
可选地,加固钢板的宽度为盾构隧道管片宽度的70~80%,锚栓纵向布置2~3排,螺栓在纵向和环向上并列布置,纵向上两相邻锚栓之间距离为300~400mm。
可选地,加固钢板的锚栓为化学锚栓,锚栓植入深度不少于10倍的锚栓直径。
本发明还提供了一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,所述施工方法用于设置如以上所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构;所述施工方法包括以下步骤:
S1:在隧道管片加固区域内表面进行打磨处理;
S2:根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置,对钢板和隧道管片进行钻孔;
S3:清洗隧道管片和钢板表面;
S4:封闭螺栓手孔和接缝;
S5:钢板紧贴隧道管片,并用化学锚栓固定;
S6:弹性环氧胶泥封闭钢板边缘,钢板与隧道管片间灌注刚性环氧浆液。
可选地,步骤S1中,所述的打磨处理是为了使钢板与原钢筋混凝土隧道管片之间的良好接触,粘结更加牢固,采用平砂轮作业,去除混凝土表面的异物和钢板表面的锈斑。
可选地,步骤S2中,在加固区域的隧道管片和钢板相应位置进行钻孔,其中隧道管片的钻孔深度为不小于锚栓直径的10倍;盾构隧道受正弯矩的接缝两侧5°范围锚栓环向间距为200mm,受负弯矩的接缝锚栓环向间距为400mm,其余区域锚栓环向间距为400mm;当某些孔位位于隧道管片螺栓手孔、接缝时,应该避开这部分孔位,最小间距50mm。当某些孔位钻入过程中遇到原隧道管片钢筋时,应该在其附近5cm范围内重新补钻,并将遇到原隧道管片钢筋的孔位用双快水泥封堵。
可选地,步骤S3中,清理隧道管片和钢板表面需在钻孔完成后进行,清洁范围包括打磨后的隧道管片内表面和钢板表面,清理手段包括毛刷清刷孔壁,吹出孔内的浮尘,除去钢板表面的锈斑。
可选地,步骤S4中,封闭螺栓手孔和接缝,采用硫铝酸盐双快水泥对钢板覆盖范围内的螺栓手孔进行填充;在隧道管片接缝处采用钻孔灌弹性环氧胶泥的方式形成阻断节点,所有节点位置不得触及密封垫沟槽及定位棒,用弹性环氧浆液灌注接缝。
可选地,步骤S5中,确认化学药剂无外观破碎、药剂凝固等异常现象后,将药剂依次插入锚栓孔内;架设钢板使得贴紧隧道管片,用电钻将锚栓钻入孔中,钻入深度≥160mm;初钻时要慢,待钻头定位稳定后,再全速钻进;化学锚栓钻入孔内后,静置几分钟,待药剂充分凝固。
可选地,步骤S6中,弹性环氧胶泥封闭钢板边缘,采用弹性环氧胶泥将钢板边缘密封,保证四周封闭性良好。钢板与隧道管片间灌注刚性环氧浆液,采用小型电动注浆泵进行刚性环氧浆液灌注,需控制压力,并对漏浆处用弹性环氧胶泥进行及时修补封闭。环氧树脂灌注完成后,用弹性环氧胶泥对灌注孔进行封堵,保证各处封闭性能良好。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法中,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置;充分考虑了钢板加固后的盾构隧道的薄弱点与破坏过程,充分利用锚栓锚固能力,优化锚栓的布置间距,提高钢板加固盾构隧道的效果和使用寿命。相比既有钢板加固盾构隧道结构方法,该方法增强了隧道接缝附近的界面连接,具有加固针对性强、界面抗剥离效果好等优点。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1为未铺设道床采用本发明方法加固后的盾构隧道的结构横断面示意图;
图2为图1中A-A剖面图;
图3为铺设道床后采用本发明方法加固后的盾构隧道的结构横断面示意图;
图4为图3中B-B剖面图;
图5为正弯矩下接缝锚栓布置图;
图6为负弯矩下接缝锚栓布置图。
图中:1-隧道管片;2-钢板;3-化学锚栓;4-螺栓手孔;5-接缝;6-道床;7-刚性环氧浆液。
具体实施方式
在本实施例的描述中,需要理解的是,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,也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“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。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时,除非另外特别地描述,这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。
除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”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。本领域的普通技术人员,应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,在本实施例的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。也即在本实施例的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”、或“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。
在本实施例的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
图1是根据本发明的未铺设道床采用本发明方法加固后的盾构隧道的结构横断面示意图,如图1所示,并参考图2、图5至图6,本发明提供了一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构,包括:
锚栓,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,钢板加固盾构隧道界面在正弯矩下呈现正对接缝位置外衬隧道管片与内衬贴紧,而接缝两侧内外衬出现剥离的不协调变形趋势;负弯矩下呈现正对接缝位置内外衬出现剥离而接缝两侧内外衬贴紧的不协调变形趋势,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置。图1-2、5-6中,区域1为受正弯矩的纵缝位置锚栓加密布置;区域2为受负弯矩的纵缝位置锚栓疏松布置;区域3为无纵缝位置的锚栓均匀布置。
本发明实施例中,加固形式包括盾构隧道局部接头加固形式和全断面加固形式。
本发明实施例中,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,具体为:隧道的顶部和底部位置附近的接缝受正弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为200mm;
隧道的腰部位置附近的接缝受负弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为400mm;
其余区域锚栓环向间距为300~400mm。
本发明实施例中,加固钢板的宽度为盾构隧道管片宽度的70~80%,锚栓纵向布置2~3排,螺栓在纵向和环向上并列布置,纵向上两相邻锚栓之间距离为300~400mm。
本发明实施例中,加固钢板2的锚栓为化学锚栓3,锚栓植入深度不少于10倍的锚栓直径。
本发明还提供了一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,所述施工方法用于设置如以上所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构;所述施工方法包括以下步骤:
S1:在隧道管片1加固区域内表面进行打磨处理;
S2:根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置,对钢板2和隧道管片1进行钻孔;
S3:清洗隧道管片1和钢板2表面;
S4:封闭螺栓手孔4和接缝5;
S5:钢板2紧贴隧道管片1,并用M16化学锚栓3固定;
S6:弹性环氧胶泥封闭钢板2边缘,钢板2与隧道管片1间灌注刚性环氧浆液7。
重复步骤S1~S6,钢板2在盾构隧道管片1纵向上布置3~4排,两相邻钢板2之间距离在200~300mm。
本发明实施例中,步骤S1中,所述的打磨处理是为了使钢板2与原钢筋混凝土隧道管片之间的良好接触,粘结更加牢固,采用平砂轮作业,去除混凝土表面的异物和钢板表面的锈斑。
本发明实施例中,步骤S2中,在加固区域的隧道管片1和钢板2相应位置进行钻孔,其中隧道管片1的钻孔深度为不小于锚栓直径的10倍;盾构隧道受正弯矩的接缝5两侧5°范围锚栓环向间距为200mm,受负弯矩的接缝5两侧5°范围锚栓环向间距为400mm,其余区域锚栓环向间距为300~400mm;当某些孔位位于隧道管片1螺栓手孔4、接缝5时,应该避开这部分孔位,最小间距50mm。当某些孔位钻入过程中遇到原隧道管片1钢筋时,应该在其附近5cm范围内重新补钻,并将遇到原隧道管片1钢筋的孔位用双快水泥封堵。
本发明实施例中,步骤S3中,清理隧道管片1和钢板2表面需在钻孔完成后进行,清洁范围包括打磨后的隧道管片1内表面和钢板2表面,清理手段包括毛刷清刷孔壁,吹出孔内的浮尘,除去钢板2表面的锈斑。
本发明实施例中,步骤S4中,封闭螺栓手孔4和接缝5,采用硫铝酸盐双快水泥对钢板2覆盖范围内的螺栓手孔4进行填充;在隧道管片1接缝5处采用钻孔灌弹性环氧胶泥的方式形成阻断节点,所有节点位置不得触及密封垫沟槽及定位棒,用弹性环氧浆液灌注接缝。
本发明实施例中,步骤S5中,确认化学药剂无外观破碎、药剂凝固等异常现象后,将药剂依次插入锚栓孔内;架设钢板2使得贴紧隧道管片1,用电钻将化学锚栓3钻入孔中,钻入深度≥160mm;初钻时要慢,待钻头定位稳定后,再全速钻进;化学锚栓3钻入孔内后,静置几分钟,待药剂充分凝固。
本发明实施例中,步骤S6中,弹性环氧胶泥封闭钢板2边缘,采用弹性环氧胶泥将钢板2边缘密封,保证四周封闭性良好。钢板2与隧道管片1间灌注刚性环氧浆液7,采用小型电动注浆泵进行刚性环氧浆液7灌注,需控制压力,并对漏浆处用弹性环氧胶泥进行及时修补封闭。环氧树脂灌注完成后,用弹性环氧胶泥对灌注孔进行封堵,保证各处封闭性能良好。
图3是根据本发明的铺设道床采用本发明方法加固后的盾构隧道的结构横断面示意图,如图3所示,并参考图4、图5至图6,本发明提供了一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构,包括:
锚栓,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,钢板加固盾构隧道界面在正弯矩下呈现正对接缝位置外衬与内衬贴紧,而接缝两侧内外衬出现剥离的不协调变形趋势;负弯矩下呈现正对接缝位置内外衬出现剥离而接缝两侧内外衬贴紧的不协调变形趋势,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置。图3-6中,区域1为受正弯矩的纵缝位置锚栓加密布置;区域2为受负弯矩的纵缝位置锚栓疏松布置;区域3为无纵缝位置的锚栓均匀布置。
本发明实施例中,加固形式包括盾构隧道局部接头加固形式和全断面加固形式。
本发明实施例中,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,具体为:隧道的顶部和底部位置附近的接缝受正弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为200mm;
隧道的腰部位置附近的接缝受负弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为400mm;
其余区域锚栓环向间距为300~400mm。
本发明实施例中,加固钢板的宽度为盾构隧道管片宽度的70~80%,锚栓纵向布置2~3排,螺栓在纵向和环向上并列布置,纵向上两相邻锚栓之间距离为300~400mm。
本发明实施例中,加固钢板2的锚栓为化学锚栓3,锚栓植入深度不少于10倍的锚栓直径。
本发明还提供了一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,所述施工方法用于设置如以上所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构;所述施工方法包括以下步骤:
S1:在隧道管片1加固区域内表面进行打磨处理;
S2:根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置,对钢板2和隧道管片1进行钻孔;
S3:清洗隧道管片1和钢板2表面;
S4:封闭螺栓手孔4和接缝5;
S5:钢板2紧贴隧道管片1,并用M16化学锚栓3固定;
S6:弹性环氧胶泥封闭钢板2边缘,钢板2与隧道管片1间灌注刚性环氧浆液7。
重复步骤S1~S6,钢板2在盾构隧道管片1纵向上布置3~4排,两相邻钢板2之间距离在200~300mm。
本发明实施例中,步骤S1中,所述的打磨处理是为了使钢板2与原钢筋混凝土隧道管片之间的良好接触,粘结更加牢固,采用平砂轮作业,去除混凝土表面的异物和钢板表面的锈斑。
本发明实施例中,步骤S2中,在加固区域的隧道管片1和钢板2相应位置进行钻孔,其中隧道管片1的钻孔深度为不小于锚栓直径的10倍;因道床6的存在,隧道加固区的顶部位置附近的接缝5受正弯矩,其接缝5两侧5°范围锚栓环向间距为200mm,受负弯矩的接缝5两侧5°范围锚栓环向间距为400mm,其余区域锚栓环向间距为300~400mm;当某些孔位位于隧道管片1螺栓手孔4、接缝5时,应该避开这部分孔位,最小间距50mm。当某些孔位钻入过程中遇到原隧道管片1钢筋时,应该在其附近5cm范围内重新补钻,并将遇到原隧道管片1钢筋的孔位用双快水泥封堵。
本发明实施例中,步骤S3中,清理隧道管片1和钢板2表面需在钻孔完成后进行,清洁范围包括打磨后的隧道管片1内表面和钢板2表面,清理手段包括毛刷清刷孔壁,吹出孔内的浮尘,除去钢板2表面的锈斑。
本发明实施例中,步骤S4中,封闭螺栓手孔4和接缝5,采用硫铝酸盐双快水泥对钢板2覆盖范围内的螺栓手孔4进行填充;在隧道管片1接缝5处采用钻孔灌弹性环氧胶泥的方式形成阻断节点,所有节点位置不得触及密封垫沟槽及定位棒,用弹性环氧浆液灌注接缝。
本发明实施例中,步骤S5中,确认化学药剂无外观破碎、药剂凝固等异常现象后,将药剂依次插入锚栓孔内;架设钢板2使得贴紧隧道管片1,用电钻将化学锚栓3钻入孔中,钻入深度≥160mm;初钻时要慢,待钻头定位稳定后,再全速钻进;化学锚栓3钻入孔内后,静置几分钟,待药剂充分凝固。
本发明实施例中,步骤S6中,弹性环氧胶泥封闭钢板2边缘,采用弹性环氧胶泥将钢板2边缘密封,保证四周封闭性良好。钢板2与隧道管片1间灌注刚性环氧浆液7,采用小型电动注浆泵进行刚性环氧浆液7灌注,需控制压力,并对漏浆处用弹性环氧胶泥进行及时修补封闭。环氧树脂灌注完成后,用弹性环氧胶泥对灌注孔进行封堵,保证各处封闭性能良好。
本发明根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置;充分考虑了钢板加固后的盾构隧道的薄弱点与破坏过程,充分利用锚栓锚固能力,优化锚栓的布置间距,提高钢板加固盾构隧道的效果和使用寿命。相比既有钢板加固盾构隧道结构方法,该方法增强了隧道接缝附近的界面连接,具有加固针对性强、界面抗剥离效果好等优点。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构,其特征在于,包括:
锚栓,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置。
2.根据权利要求1所述的钢板加固盾构隧道衬砌结构,其特征在于,加固形式包括盾构隧道局部接头加固形式和全断面加固形式。
3.根据权利要求1所述的钢板加固盾构隧道衬砌结构,其特征在于,根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,具体为:隧道的顶部和底部位置附近的接缝受正弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为200mm;
隧道的腰部位置附近的接缝受负弯矩,则接缝两侧5°范围锚栓环向间距为400mm;
其余区域锚栓环向间距为400mm。
4.根据权利要求1所述的钢板加固盾构隧道衬砌结构,其特征在于,加固钢板的宽度为盾构隧道管片宽度的70~80%,锚栓纵向布置2~3排,螺栓在纵向和环向上并列布置,纵向上两相邻锚栓之间距离为300~400mm。
5.根据权利要求1所述的钢板加固盾构隧道衬砌结构,其特征在于,加固钢板的锚栓为化学锚栓,锚栓植入深度不少于10倍的锚栓直径。
6.一种优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,采用权利要求1-5任一项所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构;其特征在于,包括以下步骤:
S1:在隧道管片加固区域内表面进行打磨处理;
S2:根据盾构隧道不同位置的受力特点,设置不同的锚栓布置间距,正弯矩下的接缝位置锚栓加密布置,负弯矩下的接缝位置锚栓疏松布置,对钢板和隧道管片进行钻孔;
S3:清洗隧道管片和钢板表面;
S5:钢板紧贴隧道管片,并用化学锚栓固定;
S6:弹性环氧胶泥封闭钢板边缘,钢板与隧道管片间灌注刚性环氧浆液。
7.根据权利要求6所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,其特征在于,
在所述步骤S5之前,还包括,
S4:封闭螺栓手孔和接缝。
8.根据权利要求6所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,其特征在于,步骤S2中,盾构隧道受正弯矩的接缝两侧5°范围锚栓环向间距为200mm,受负弯矩的接缝锚栓环向间距为400mm,其余区域锚栓环向间距为300~400mm。
9.根据权利要求6所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,其特征在于,步骤S3中,清理隧道管片和钢板表面在钻孔完成后进行。
10.根据权利要求6所述的优化锚栓布置的钢板加固盾构隧道衬砌结构的施工方法,其特征在于,步骤S6中,采用弹性环氧胶泥将钢板边缘密封,钢板与隧道管片间灌注刚性环氧浆液,并对漏浆处用弹性环氧胶泥进行及时修补封闭;环氧树脂灌注完成后,用弹性环氧胶泥对灌注孔进行封堵,保证各处封闭性能良好。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310462564.6A CN116255166A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310462564.6A CN116255166A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116255166A true CN116255166A (zh) | 2023-06-13 |
Family
ID=86682776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310462564.6A Pending CN116255166A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116255166A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119167485A (zh) * | 2024-08-30 | 2024-12-20 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 利用接缝防水构造调控管片结构韧性的设计方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203702166U (zh) * | 2013-10-21 | 2014-07-09 | 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 | 一种适用于矩形隧道的管片衬砌环结构 |
| CN108571328A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-25 | 西南交通大学 | 一种地层交界段盾构隧道管片衬砌结构及设计方法 |
| JP2019060168A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 大成建設株式会社 | 鋼製セグメント及びシールドトンネル |
| CN216712708U (zh) * | 2022-02-07 | 2022-06-10 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 铁路钢混结合梁的剪力钉布置结构 |
| CN115659451A (zh) * | 2022-09-21 | 2023-01-31 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种铁路连续钢混组合梁桥梁板连接件的布置方案及设计方法 |
| CN115683843A (zh) * | 2022-10-09 | 2023-02-03 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种对盾构隧道管片接头加固的试验方法 |
| CN116480374A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-25 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种复合腔体加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 |
| CN116950685A (zh) * | 2023-07-30 | 2023-10-27 | 民航机场规划设计研究总院有限公司 | 一种根据正负弯矩确定接头设计的盾构隧道管片结构 |
-
2023
- 2023-04-26 CN CN202310462564.6A patent/CN116255166A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203702166U (zh) * | 2013-10-21 | 2014-07-09 | 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 | 一种适用于矩形隧道的管片衬砌环结构 |
| JP2019060168A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 大成建設株式会社 | 鋼製セグメント及びシールドトンネル |
| CN108571328A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-25 | 西南交通大学 | 一种地层交界段盾构隧道管片衬砌结构及设计方法 |
| CN216712708U (zh) * | 2022-02-07 | 2022-06-10 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 铁路钢混结合梁的剪力钉布置结构 |
| CN115659451A (zh) * | 2022-09-21 | 2023-01-31 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种铁路连续钢混组合梁桥梁板连接件的布置方案及设计方法 |
| CN115683843A (zh) * | 2022-10-09 | 2023-02-03 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种对盾构隧道管片接头加固的试验方法 |
| CN116480374A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-25 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种复合腔体加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 |
| CN116950685A (zh) * | 2023-07-30 | 2023-10-27 | 民航机场规划设计研究总院有限公司 | 一种根据正负弯矩确定接头设计的盾构隧道管片结构 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张中杰等: "软土地区矩形顶管法建设地铁车站设计关键技术", vol. 1, 30 September 2022, 机械工业出版社, pages: 27 * |
| 王修山等: "道路与桥梁工程概论", vol. 1, 30 April 2020, 机械工业出版社, pages: 227 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119167485A (zh) * | 2024-08-30 | 2024-12-20 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 利用接缝防水构造调控管片结构韧性的设计方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101603429B (zh) | 地裂缝地层隧道复合衬砌变形缝防渗结构及其构筑方法 | |
| CN107387117B (zh) | 一种隧底预制装配式隧道结构及其施工方法 | |
| CN104790970B (zh) | 一种采用组合结构进行盾构隧道加固的方法 | |
| CN112324475A (zh) | 一种加固盾构隧道衬砌结构的方法 | |
| WO2020186757A1 (zh) | 一种超高性能混凝土组合式永久模板及应用 | |
| CN109252874B (zh) | 一种隧道基底及其施工工法 | |
| CN113446031B (zh) | 一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构的施工方法 | |
| CN110331993A (zh) | 一种结合隧道衬砌质量缺陷“开天窗”修补的充填注浆法 | |
| CN209510325U (zh) | 一种采用预制装配仰拱的钻爆法隧道结构 | |
| CN108843342A (zh) | 实现隧道快速封闭的装配式初期支护结构 | |
| CN110080801A (zh) | 一种隧道破损管片的修补结构及其施工方法 | |
| CN108149696B (zh) | 一种临时支护土钉墙与永久抗浮锚杆相结合的复合支护结构的施工方法 | |
| CN116255166A (zh) | 一种钢板加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 | |
| CN114718605A (zh) | 用于加固盾构隧道衬砌结构的超高性能混凝土-钢拱架组合结构及方法 | |
| CN110468708A (zh) | 一种钢-uhpc预制板的组合桥面结构及其施工方法 | |
| CN105888697A (zh) | 一种跨断层隧道变形协调式支护结构及其施工方法 | |
| CN114575896A (zh) | 一种隧道变形缝防水结构及防水方法 | |
| CN111156030A (zh) | 一种抗底鼓预制拼装式隧道仰拱结构、装配式隧道及方法 | |
| CN104060590A (zh) | 一种压力引水隧洞的补强防渗结构及其施工方法 | |
| CN206052992U (zh) | 一种压力水池预留洞口防水封堵装置 | |
| CN116480374A (zh) | 一种复合腔体加固盾构隧道衬砌结构及施工方法 | |
| CN220285762U (zh) | 一种管片衬砌加固结构 | |
| CN103557007B (zh) | 过地质异常带极破碎软岩巷道的施工方法 | |
| CN115573309B (zh) | 一种提高引水隧洞结构安全性能的防护构架 | |
| CN108678002B (zh) | 一种预制拼装管廊结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |