一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，包括：S1：找出盾构隧道内壁存在裂缝的待加固部位；S2：对清理后的裂缝及其周围的混凝土表面上存在的不平整处涂刷环氧树脂；S3：在混凝土表面固定埋设化学螺栓的螺母；S4：在混凝土表面涂刷环氧树脂，形成环氧树脂层，之后在涂刷后的环氧树脂层表面逐片拼贴HFRP网格‑ECC复合加固板，在盾构隧道内壁表面构成HFRP网格‑ECC复合加固层。与现有技术相比，本发明专利技术结合了CFPR纤维与GFRP纤维的性能优势，将CFPR的高强度、轻质、耐腐蚀等优点与GFRP纤维的高延展性进行充分的结合，通过经纬编织的形式得到整体的HFRP网格布，使得其应用于盾构隧道的内部结构后，其力学性能显著强于芳纶‑树脂材料。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法
本专利技术涉及隧道工程领域结构加固
，尤其是涉及一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法。
技术介绍
由于城市交通压力的不断增长，城市轨道交通近年来发展迅速。盾构隧道以其施工速度快、结构受力形式合理、施工技术日益成熟等优点广泛应用于地铁隧道建设。装配式衬砌是将若干在工厂或现场预制的构件运入坑道内，用机械拼装而成，一经装配，即可承受围岩压力。在长期使用的过程中，由于地面超载、螺栓锈蚀、结构老化等原因导致衬砌变形量超出限制，既加剧了地表沉降也影响了隧道的正常使用。CN207598252U提供了一种盾构隧道加固结构，包括盾构隧道、加固层和锚固装置，盾构隧道设置有管片，管片包括多个缺陷位置，缺陷位置填充有填充浆，加固层贴设于管片的内壁，锚固装置穿过加固层而与管片相连接，加固层包括底胶层、第一浸渍树脂层、芳纶纤维层和第二浸渍树脂层，底胶层贴设于管片的内壁，且底胶层、第一浸渍树脂层、芳纶纤维层和第二浸渍树脂层依次层叠。该结构虽然就有较好的韧性，但因其结构体中仅存在树脂和芳纶，导致在强度上性能不足，施工后的加固结构有强度失效的风险。因此亟需设计一种用于适用范围广、安装快速、加固效果好的盾构隧道加固层结构。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，结合了CFPR纤维与GFRP纤维的性能优势，将CFPR的高强度、轻质、耐腐蚀等优点与GFRP纤维的高延展性进行充分的结合，使得其应用于盾构隧道的内部结构后，其力学性能显著强于芳纶-树脂材料。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：本专利技术中高强度盾构隧道加固结构的施工方法，包括以下步骤：S1：找出盾构隧道内壁存在裂缝的待加固部位，先对裂缝进行清理，再对裂缝周围的混凝土表面进行清理；S2：对清理后的裂缝及其周围的混凝土表面上存在的不平整处涂刷环氧树脂，使得裂缝及其周围的混凝土表面平整；S3：在混凝土表面固定埋设化学螺栓的螺母；S4：在混凝土表面涂刷环氧树脂，形成环氧树脂层，之后在涂刷后的环氧树脂层表面逐片拼贴HFRP网格-ECC复合加固板，使得盾构隧道内壁表面构成HFRP网格-ECC复合加固层，并将化学螺栓的螺杆与化学螺栓的螺母紧固配合，对HFRP网格-ECC复合加固层进行固定。进一步地，所述的HFRP网格-ECC复合加固板由水泥基体结构中掺杂混合HFRP网格布构成。进一步地，所述的HFRP网格布在水泥基体浇筑过程中设于水泥基体结构的中间层位置。进一步地，HFRP网格-ECC复合加固板为与盾构隧道内壁相匹配的弧形板。进一步地，所述的HFRP网格布是由CFPR纤维(碳纤维增强)和GFRP(玻璃纤维增强)纤维混杂编织而成的网格布。进一步地，S1步骤中，采用刮刀沿裂缝方向将附着在混凝土表面的灰浆、尘土铲去，勾出裂缝走向和长度，然后沿裂缝开凿V形槽，并将V形槽先用高压空气吹净，再用清水冲洗。进一步地，S1步骤中，若存在渗水裂缝，则向裂缝内灌注堵漏剂，直至裂缝不再渗水。对于无渗水裂缝，则跳过此步骤。进一步地，所述的堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂。进一步地，S3步骤中，在混凝土表面开设螺母槽，将化学螺栓的螺母装入螺母槽中并通过环氧树脂胶黏固定。现有技术中普通管片加固结构，一般选用膨胀螺栓，而本专利选用了化学螺栓(螺栓结构与环氧树脂的配合结构)，由于化学螺栓是靠化学物质粘结受力，锚固力强，形同预埋，无膨胀应力，对基材要求低，且在潮湿环境中长期负荷稳定，其优越性是普通膨胀螺栓无法比拟的。进一步地，水泥基体结构由传统混凝土成分除去粗骨料组成，其中选用的基体配合质量比为水：水泥：砂：细骨料＝0.38：1：1.1：2.7，其中细骨料粒径为1mm～2mm。相比于现有技术，本技术方案具有以下优点：1)本技术方案结合了CFPR纤维与GFRP纤维的性能优势，将CFPR的高强度、轻质、耐腐蚀等优点与GFRP纤维的高延展性进行充分的结合，通过经纬编织的形式得到整体的HFRP网格布，使得其应用于盾构隧道的内部结构后，其力学性能显著强于芳纶-树脂材料。2)本技术中选用ECC加固构件从材料的选用、结构固定方式及拼装类型均是从盾构隧道结构几何构造、周边环境及受力变形特性考虑的，如选用ECC加固构件是由于它具有材料轻薄及防腐能力强的特点，既不会影响盾构隧道的净空限界，又防止受地铁杂散电流腐蚀的影响。3)本技术方案中将纤维编制网出定位于水泥基体的中部，是考虑盾构隧道在服役期间会出现接缝变形，防止纤维编制网受损。4)构件的固定方式采用了“环氧树脂AB结构胶+化学螺栓固定”，既考虑了管片界面粗糙度与其余结构的差异，又提高了加固螺栓在地铁内部潮湿环境中的稳定性；将加固体仅安置于隧道内壁中部，既避开了螺栓手孔位置，又减小了材料损耗，同时其拼装接口避开了所有的纵缝位置，在一定程度上起到了抗剪的作用，可有效的遏止接缝变形。5)在装配式衬砌具有微裂缝或发生较大变形时，能通过本施工方式对其进行有效的补强加固，施工简洁高效，从而实现提升衬砌结构耐久性，更换容易，不对衬砌结构造成二次损伤的目标。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但绝不是对本专利技术的限制。实施例1本专利技术中高强度盾构隧道加固结构的施工方法，包括以下步骤：S1：找出盾构隧道内壁存在裂缝的待加固部位，先对裂缝进行清理，再对裂缝周围的混凝土表面进行清理，采用刮刀沿裂缝方向将附着在混凝土表面的灰浆、尘土铲去，勾出裂缝走向和长度，然后沿裂缝开凿V形槽，并将V形槽先用高压空气吹净，再用清水冲洗；若存在渗水裂缝，则向裂缝内灌注堵漏剂，直至裂缝不再渗水。对于无渗水裂缝，则跳过此步骤。具体实施时，堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂。S2：对清理后的裂缝及其周围的混凝土表面上存在的不平整处涂刷环氧树脂，使得裂缝及其周围的混凝土表面平整。S3：在混凝土表面固定埋设化学螺栓的螺母，在混凝土表面开设螺母槽，将化学螺栓的螺母装入螺母槽中并通过环氧树脂胶黏固定。现有技术中普通管片加固结构，一般选用膨胀螺栓，而本专利选用了化学螺栓(螺栓结构与环氧树脂的配合结构)，由于化学螺栓是靠化学物质粘结受力，锚固力强，形同预埋，无膨胀应力，对基材要求低，且在潮湿环境中长期负荷稳定，其优越性是普通膨胀螺栓无法比拟的。S4：在混凝土表面涂刷环氧树脂，形成环氧树脂层，之后在涂刷后的环氧树脂层表面逐片拼贴HFRP网格-ECC复合加固板，具体实施时通过3～6片加固板完成一个轴向的装贴，并同时使得HFRP网格-ECC复合加固板的长度方向与裂缝的长度方向垂直，使得盾构隧道内壁表面构成HFRP网格-ECC复合加固层，并将化学螺栓的螺杆与化学螺栓的螺母紧固配合，对HFRP网格-ECC复合加固层进行固定。本实施例中使用的HFRP网格-ECC复合加固板由水泥基体结构中掺杂混合HFRP网格布构成。HFRP网格布在水泥基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：找出盾构隧道内壁存在裂缝的待加固部位，先对裂缝进行清理，再对裂缝周围的混凝土表面进行清理；/nS2：对清理后的裂缝及其周围的混凝土表面上存在的不平整处涂刷环氧树脂，使得裂缝及其周围的混凝土表面平整；/nS3：在混凝土表面固定埋设化学螺栓的螺母；/nS4：在混凝土表面涂刷环氧树脂，形成环氧树脂层，之后在涂刷后的环氧树脂层表面逐片拼贴HFRP网格-ECC复合加固板，在盾构隧道内壁表面构成HFRP网格-ECC复合加固层，并将化学螺栓的螺杆与化学螺栓的螺母紧固配合，对HFRP网格-ECC复合加固层进行固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：找出盾构隧道内壁存在裂缝的待加固部位，先对裂缝进行清理，再对裂缝周围的混凝土表面进行清理；
S2：对清理后的裂缝及其周围的混凝土表面上存在的不平整处涂刷环氧树脂，使得裂缝及其周围的混凝土表面平整；
S3：在混凝土表面固定埋设化学螺栓的螺母；
S4：在混凝土表面涂刷环氧树脂，形成环氧树脂层，之后在涂刷后的环氧树脂层表面逐片拼贴HFRP网格-ECC复合加固板，在盾构隧道内壁表面构成HFRP网格-ECC复合加固层，并将化学螺栓的螺杆与化学螺栓的螺母紧固配合，对HFRP网格-ECC复合加固层进行固定。


2.根据权利要求1所述的一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，其特征在于，所述的HFRP网格-ECC复合加固板由水泥基体结构中掺杂混合HFRP网格布构成。


3.根据权利要求2所述的一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，其特征在于，所述的HFRP网格布在水泥基体浇筑过程中设于水泥基体结构的中间层位置。


4.根据权利要求2所述的一种高强度盾构隧道加固结构的施工方法，其特征在于，HFRP网格-ECC复合加固板为与盾构隧道内壁相匹配的弧形板。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张伯林，郑军，沈晓伟，
申请(专利权)人：南京地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32