基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构及加固方法技术

本发明专利技术涉及隧道施工技术领域，提供了一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构及加固方法。包括桩孔，所述桩孔穿过轨道板、混凝土垫层、仰拱填充、仰拱衬砌混凝土、仰拱初喷混凝土、上层基岩及富水软弱夹层并延伸至下层基岩，所述桩孔内设置有浇注管，所述浇注管与所述桩孔间隔布置，所述浇注管内及所述浇注管和所述桩孔之间的间隙内填充有自密实混凝土。浇注管自上而下对应与外围的轨道板、混凝土垫层、仰拱填充、仰拱衬砌混凝土、仰拱初喷混凝土、上层基岩、富水软弱夹层及下层基岩固定在一起，最终将浇注管与桩孔通过自密实混凝土成型为微型桩结构，以此解决隧道仰拱上浮的问题，实现对仰拱及轨道板的加固补强。

【技术实现步骤摘要】
基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构及加固方法
本专利技术属于隧道施工
，特别涉及一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构及加固方法。
技术介绍
随着我国高铁建设的发展，长大隧道、特长型隧道工程已成为铁路建设工程的施工重点，但是因为我国一些地区地形的限制，如石灰岩地层分布较广的地区和包含富水软弱夹层的岩溶地区，所以上述地区隧道修建风险和运营风险较高。近年来，上述地区的铁路隧道运营期间发生了若干起无砟道床变形、仰拱及填充隆起等水害事件。现有技术中，针对上述地区修建隧道之前都会进行地形和地层勘探，提前设置防排水系统用于避免水害。隧道仰拱修建于上层基岩6上，隧道仰拱自下而上包括仰拱喷射混凝土1、仰拱衬砌混凝土2、仰拱填充3及混凝土垫层4，混凝土垫层上设置轨道板5。上层基岩6下方可能存在富水软弱夹层7，富水软弱夹层的下方为下层基岩8，富水软弱夹层7在修建隧道前未被勘探出，所以后期仍有可能存在水害问题。在汛期时，连续降雨导致富水软弱夹层7的承压水水位上升，在承压水作用下，仰拱施工缝止水带被破坏，导致隧道底部承压水上升进入混凝土垫层4与仰拱填充3之间的施工缝。由于混凝土垫层4密封作用，最终在承压水作用下，引起混凝土垫层4及轨道板5整体上浮。上述情况极不利于隧道正常运营，成为了隧道施工中的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，对隧道仰拱及轨道板进行加固，确保隧道正常运营。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，包括桩孔，所述桩孔穿过轨道板、混凝土垫层、仰拱填充、仰拱衬砌混凝土、仰拱初喷混凝土、上层基岩及富水软弱夹层并延伸至下层基岩，所述桩孔内设置有浇注管，所述浇注管与所述桩孔间隔布置，所述浇注管内及所述浇注管和所述桩孔之间的间隙内填充有自密实混凝土。可选的，还包括加固钢筋，所述加固钢筋沿所述浇注管的长度方向布置。可选的，还包括钢筋固定架，所述钢筋固定架至少由三个单板构成，所述单板的其中一端相互连接，所述单板的另外一端沿所述浇注管的径向延伸，所述单板的长度小于所述浇注管的半径，所述加固钢筋布置于相邻的两个所述单板之间。可选的，所述浇注管的下端延伸有锥形管，所述锥形管的外周开设有通孔。可选的，所述浇注管的外周设置有剪力键。可选的，所述轨道板上开设有桩基孔，所述桩基孔处于所述桩孔的外圈，所述桩基孔与所述浇注管之间填充有高强度混凝土，所述高强度混凝土中预埋有将所述浇注管和所述桩孔之间的间隙与外界连通的通气管。可选的，所述自密实混凝土包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、减水剂、钢纤维及膨胀剂。本专利技术的目的还在于提供一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固方法，对隧道仰拱进行加固，确保隧道正常运营。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固方法，包括如下步骤：A、自轨道板向下开设桩孔，桩孔穿过轨道板、混凝土垫层、仰拱填充、仰拱衬砌混凝土、仰拱初喷混凝土、上层基岩及富水软弱夹层并延伸至下层基岩；B、随后在桩孔内安装浇注管，浇注管与桩孔间隔布置，浇注管的下端延伸有锥形管，浇注管的外周设置有剪力键；C、在轨道板上桩孔的周圈位置开设桩基孔，在浇注管的上端的外周设置通气管，通气管的上端高于轨道板，通气管的下端延伸至浇注管和桩孔之间的间隙，随后对桩基孔浇注高强度混凝土以此固定浇注管；D、向浇注管内浇注自密实混凝土，自密实混凝土同时由锥形管外周的通孔流动至浇注管和桩孔之间的间隙，最终自密实混凝土填充满浇注管及浇注管和桩孔之间的间隙。可选的，所述步骤C与步骤D之间还包括如下步骤：S、加固钢筋设置多个，每个加固钢筋对应浇注管的长度分为多段，采用钢筋固定架固定多个加固钢筋，钢筋固定架由多个单板相互连接构成，加固钢筋布置于相邻的两个单板之间，如此分段向浇注管内下放加固钢筋，两段加固钢筋通过套筒连接。可选的，还包括如下步骤：E、仰拱填充的中部和侧边对应开设有中心排水槽和侧边排水槽；F、自中心排水槽和侧边排水槽的槽底向下开设排水孔，排水孔穿过仰拱填充、仰拱衬砌混凝土、仰拱喷射混凝土及上层基岩延伸至富水软弱夹层；G、随后在排水孔内安装排水管，排水管处于仰拱喷射混凝土下方的管段开设有渗水孔，排水管处于仰拱喷射混凝土下方的管段的外周包覆有无纺布，无纺布与排水孔之间填充有粗砂，排水管穿过仰拱喷射混凝土的管段及处于仰拱喷射混凝土上方的管段与排水孔之间填充有水泥砂浆。与现有技术相比，在发现隧道仰拱上浮之后，本申请直接在轨道板上开设桩孔，桩孔延伸至下层基岩，随后在桩孔内对应配合安装浇注管，随后对浇注管浇注自密实混凝土，自密实混凝土同时将浇注管和桩孔之间的间隙填充满，使得浇注管自上而下对应与外围的轨道板、混凝土垫层、仰拱填充、仰拱衬砌混凝土、仰拱初喷混凝土、上层基岩、富水软弱夹层及下层基岩固定在一起，最终将浇注管与桩孔通过自密实混凝土成型为微型桩结构，以此解决隧道仰拱上浮的问题，实现对仰拱及轨道板的加固补强。附图说明图1为本专利技术提供的实施例的示意图；图2为桩孔与浇注管的配合示意图；图3为浇注管的俯视图；图4为桩基孔与桩孔的示意图；图5为本专利技术提供的排水结构的实施例的示意图；图6为排水管与排水孔的配合示意图。附图标记：1、仰拱喷射混凝土；2、仰拱衬砌混凝土；3、仰拱填充；31、中心排水槽；32、侧边排水槽；33、引水管；4、混凝土垫层；5、轨道板；51、桩基孔；52、高强度混凝土；53、通气管；6、上层基岩；7、富水软弱夹层；8、下层基岩；10、排水孔；11、排水管；12、粗砂；13、水泥砂浆；20、桩孔；21、浇注管；22、自密实混凝土；23、加固钢筋；24、钢筋固定架；25、锥形管；26、剪力键。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1和图2所示，本专利技术提供了一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，包括桩孔20，桩孔20穿过轨道板5、混凝土垫层4、仰拱填充3、仰拱衬砌混凝土2、仰拱初喷混凝土1、上层基岩6及富水软弱夹层7并延伸至下层基岩8，桩孔20内设置有浇注管21，浇注管21与桩孔20间隔布置，浇注管21内及浇注管21和桩孔20之间的间隙内填充有自密实混凝土22。与现有技术相比，在发现隧道仰拱上浮之后，本申请直接在轨道板5上开设桩孔20，桩孔20延伸至下层基岩8，随后在桩孔20内对应配合安装浇注管21，随后对浇注管21浇注自密实混凝土22，自密实混凝土22同时将浇注管21和桩孔2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：包括桩孔(20)，所述桩孔(20)穿过轨道板(5)、混凝土垫层(4)、仰拱填充(3)、仰拱衬砌混凝土(2)、仰拱初喷混凝土(1)、上层基岩(6)及富水软弱夹层(7)并延伸至下层基岩(8)，所述桩孔(20)内设置有浇注管(21)，所述浇注管(21)与所述桩孔(20)间隔布置，所述浇注管(21)内及所述浇注管(21)和所述桩孔(20)之间的间隙内填充有自密实混凝土(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：包括桩孔(20)，所述桩孔(20)穿过轨道板(5)、混凝土垫层(4)、仰拱填充(3)、仰拱衬砌混凝土(2)、仰拱初喷混凝土(1)、上层基岩(6)及富水软弱夹层(7)并延伸至下层基岩(8)，所述桩孔(20)内设置有浇注管(21)，所述浇注管(21)与所述桩孔(20)间隔布置，所述浇注管(21)内及所述浇注管(21)和所述桩孔(20)之间的间隙内填充有自密实混凝土(22)。


2.根据权利要求1所述的基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：还包括加固钢筋(23)，所述加固钢筋(23)沿所述浇注管(21)的长度方向布置。


3.根据权利要求2所述的基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：还包括钢筋固定架(24)，所述钢筋固定架(24)至少由三个单板构成，所述单板的其中一端相互连接，所述单板的另外一端沿所述浇注管(21)的径向延伸，所述单板的长度小于所述浇注管(21)的半径，所述加固钢筋(23)布置于相邻的两个所述单板之间。


4.根据权利要求1所述的基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：所述浇注管(21)的下端延伸有锥形管(25)，所述锥形管(25)的外周开设有通孔。


5.根据权利要求1所述的基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：所述浇注管(21)的外周设置有剪力键(26)。


6.根据权利要求1所述的基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：所述轨道板(5)上开设有桩基孔(51)，所述桩基孔(51)处于所述桩孔(20)的外圈，所述桩基孔(51)与所述浇注管(21)之间填充有高强度混凝土(52)，所述高强度混凝土(52)中预埋有将所述浇注管(21)和所述桩孔(20)之间的间隙与外界连通的通气管(53)。


7.根据权利要求1所述的基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固结构，其特征在于：所述自密实混凝土(22)包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、减水剂、钢纤维及膨胀剂。


8.一种基于微型桩的隧道仰拱及轨道板加固方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、自轨道板(5)向下开设桩孔(20)，桩孔(20)穿过轨道板(5)、混凝土垫层(4)、仰拱填充...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立财，
申请(专利权)人：中铁十九局集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21