纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构,包括短纤维增强水泥基复合件和纤维织物网，所述短纤维增强水泥基复合件喷涂固定在隧道衬砌水泥土的表面上，所述纤维织物网由内向外呈层状分布在所述短纤维增强水泥基复合件内。本实用新型专利技术能大幅度提高衬砌的耐腐蚀性能、抗裂性能、整体稳定性和变形性能。和变形性能。和变形性能。

【技术实现步骤摘要】
纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构


[0001]本技术涉及隧道衬砌混凝土修复工艺
，尤其涉及一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构。

技术介绍

[0002]由于隧道工程运营环境复杂(温度差大、湿度大、地下水渗透、列车及上部汽车振动、岩体围压扰动等)，随着运营年限的增长，隧道开始出现混凝土衬砌的裂损破坏，常见的形式有混凝土掉块露筋、宽的横和纵向裂缝、细密的交错裂纹及大面积内部空洞。这些裂缝缺陷的出现，会进一步造成钢筋腐蚀、渗漏水、变形侵限，使结构耐久性和承载力降低，缩短隧道使用寿命和维护周期，甚至导致工程事故。
[0003]现有对于运营期的盾构隧道加固方法，一般分为粘钢法、增大截面法与粘贴FRP法。
[0004](1)对于粘钢法，由于钢板刚度高、强度高的特点，可明显提高衬砌的整体强度和刚度，施工较为方便。但由于钢板密度高，常需要大型起重设备，对场地要求高，同时也会增加结构自重；钢锚具会对混凝土衬砌造成二次损伤，而使用结构胶则会使钢面板的耐温性能降低；且钢板需要提前切割成型，如遇不规则尺寸下料较困难。
[0005](2)对于增大截面法，即通过增设钢筋和加大混凝土截面来提高混凝土衬砌整体强度和刚度。由于混凝土保护层厚度的要求，面层厚度大于60mm，极大影响内部空间的有效使用面积；由于为湿作业并且需要大型机具，对周边场地运营环境影响大；需要铺设钢筋网或绑扎钢筋，施工周期长，不利于地铁正常运营。
[0006](3)粘贴FRP布法操作简便、易于施工、无需大型机具，可延曲面贴附，不增加结构自重及截面尺寸，对隧道环境影响小。由于FRP轻质高强的贴点，该法加固效率极高，对衬砌局部加固补强效果好，但是对整体刚度的提升并不明显；由于粘接剂一般采用环氧树脂，其软化温度为60
‑
90℃，耐热性能差，一旦树脂软化FRP即将退出工作，并且在高温下环氧树脂还会释放有毒气体，对隧道内人员安全造成危害。

技术实现思路

[0007]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，能大幅度提高衬砌的耐腐蚀性能、抗裂性能、整体稳定性和变形性能。
[0008]根据本技术第一方面实施例的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，包括：
[0009]短纤维增强水泥基复合件，所述短纤维增强水泥基复合件喷涂固定在隧道衬砌水泥土的表面上；
[0010]纤维织物网，所述纤维织物网由内向外呈层状分布在所述短纤维增强水泥基复合件内。
[0011]根据本技术第一方面实施例的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，与现有技术相比，具有如下的优点：
[0012](1)纤维织物网具有极佳的耐腐蚀性能，不存在钢的电化学腐蚀问题，故无需混凝土保护层≥40mm的要求，该加固结构的总体厚度一般可控制在20mm以下，大大地减少了隧道内部空间有效使用面积的影响。
[0013](2)纤维织物网自重轻，无需借助大型设备即可搬运和迅速铺放；同时因为具有一定的柔度易贴合成型，很方便在施工现场铺放成隧道内衬形状，降低人工和机械成本；纤维水泥为喷射施工，高效便捷。
[0014](3)由于纤维织物网表面有树脂固化层，其耐热性能不佳，但有了短纤维增强水泥基复合件的保护，可以显著降低外部高温传递到内部的时间，进而提高加固面层的耐热耐火性能。
[0015](4)短纤维增强水泥基复合件中，短纤维的掺入提高了基体的抗开裂能力，在受拉破坏时的裂缝也仅为0.2mm，肉眼几乎不可见，极大降低了后期维护费用；短纤维的掺入同时提高了纤维织物网、水泥基、衬砌结构间的粘结性能，可以实现无需锚具锚固和环氧胶粘接；设计合理的条件下，短纤维的掺入使纤维水泥与纤维织物网同时参与受拉，不会因纤维水泥的受拉延性低而提前退出工作。
[0016](5)根据实际荷载条件、土体环境、衬砌裂损情况等工程需求进行材料性能设计，将不同的纤维织物网和纤维水泥进行搭配，进而获得不同力学行为的组合材料。
[0017]综上，本技术第一方面实施例的纤维织物网增强纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，能大幅度提高衬砌的耐腐蚀性能、抗裂性能、整体稳定性和变形性能。
[0018]根据本技术第一方面的一个实施例，所述短纤维增强水泥基复合件由内向外包括多层纤维水泥层，最内一层所述纤维水泥层设置在所述隧道衬砌水泥土的表面上，内外相邻的两层所述纤维水泥层之间设置有一层所述纤维织物网。
[0019]根据本技术第一方面的一个实施例，所述隧道衬砌水泥土的表面上形成冲毛层，最内一层所述纤维水泥层设置在所述冲毛层上。
[0020]根据本技术第一方面进一步的实施例，所述冲毛层的粗糙度为2～5mm。
[0021]根据本技术第一方面的一个实施例，所述纤维水泥层的厚度为3～5mm。
[0022]根据本技术第一方面的一个实施例，还包括水泥纤维定位层，所述水泥纤维定位层设置在所述纤维织物网上，用于将所述纤维织物网定位于所述纤维织物网内侧相邻的一层所述纤维水泥层上。
[0023]根据本技术第一方面进一步的实施例，所述水泥纤维定位层的厚度为至少2mm。
[0024]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0025]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0026]图1为本技术纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构的示意图。
reinforced polymer textile grid)，是一种经过树脂浸渍固化，连续纤维呈现双向分布，在经向和纬向均可提供较大的承载力的柔性编织网格。纤维织物网3可采用纯纤维束或预浸料束编织，后通过模压或喷涂的方法均匀浸润树脂胶，故网格和节点不会错动。纤维织物网3具有强度高、轻质、耐腐蚀的优点，且比表面积大，与短纤维增强水泥基复合件2粘结性能较好，无需附加锚具锚固，并且其可以贴合于任意的曲面，适用于各种形状的曲面加固。
[0041]根据本技术第一方面实施例的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构1000，与现有技术相比，具有如下的优点：
[0042](1)纤维织物网具有极佳的耐腐蚀性能，不存在钢的电化学腐蚀问题，故无需混凝土保护层≥40mm的要求，该加固结构的总体厚度一般可控制在20mm以下，大大地减少了隧道内部空间有效使用面积的影响。
[0043](2)纤维织物网3自重轻，无需借助大型设备即可搬运和迅速铺放；同时因为具有一定的柔度易贴合成型，很方便在施工现场铺放成隧道内衬形状，降低人工和机械成本；纤维水泥为喷射施工，高效便捷。
[0044](3)由于纤维织物网3表面有树脂固化层，其耐热性能不佳，但有了短纤维增强水泥基复合件2的保护，可以显著降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，其特征在于，包括：短纤维增强水泥基复合件，所述短纤维增强水泥基复合件喷涂固定在隧道衬砌水泥土的表面上；纤维织物网，所述纤维织物网由内向外呈层状分布在所述短纤维增强水泥基复合件内。2.根据权利要求1所述的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，其特征在于，所述短纤维增强水泥基复合件由内向外包括多层纤维水泥层，最内一层所述纤维水泥层设置在所述隧道衬砌水泥土的表面上，内外相邻的两层所述纤维水泥层之间设置有一层所述纤维织物网。3.根据权利要求2所述的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，其特征在于，所述隧道衬砌水泥土的表面上形成冲毛层，最内一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鹏，周培钊，孟鑫淼，韩玉珍，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：