一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构。隧道加固结构包括原隧道二次衬砌、装配式套拱，第二预制板的两端通过第三连接机构分别与第一预制板的第二连接机构连接，第一预制板、第二预制板连接构成拱形铺设于原隧道二次衬砌上，且第二连接机构、第三连接机构与原隧道衬砌之间留有间隙，间隙与出浆口连通，在第二连接机构和第三连接机构的空腔中、预留缝中、以及间隙中均灌注有混凝土；在隧道的底部两侧分别设有插孔，第一连接机构插设于插孔中，在插孔中灌注有混凝土。装配式套拱预先在工厂完成制作，构件表面平整，只需要将装配式套拱进行组装、连接点固结等操作完成对隧道的加固，不需要支模，节省施工时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构


[0001]本技术属于隧道加固制
，更具体地，涉及一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构。

技术介绍

[0002]随着隧道运营时间的不断增加，隧道病害和缺陷也更加显著，越来越多的新技术也运用在隧道病害防治中。在已建成的隧道中，不同程度上都存在着类似的病害。隧道在运营过程中常见的结构病害有：衬砌裂损、衬砌厚度不够、隧道漏水、隧道冻害、腐蚀等。其中，隧道最为常见的病害是衬砌裂损和渗漏水。对于隧道病害，必须及时进行有效的处治，否则隧道结构将会进一步损坏，甚至可能造成隧道结构破坏，最终导致我国巨大的经济损失以及不良的社会影响。目前，对于隧道病害的防治主要有维护和加固两种措施。隧道结构工程中常用的加固措施包括：增大截面法、粘钢法、置换法、植筋法、粘碳纤维板(布)等，加固方法的选取必须依照结构承载特征、结构形式、可拆换性及允许空间等多种因素决定。套拱加固属于增大截面法的一种，是目前隧道病害防治加固中最广泛采用的方法。套拱加固，一方面可以很大程度上解决衬砌裂损的问题，有效提高衬砌结构整体承载力；另一方面可以改善隧道排水系统，将渗漏水的问题彻底处治。
[0003]套拱加固衬砌结构的形式有两种：素混凝土加固和钢筋混凝土加固。目前隧道套拱加固多采用现浇法施工，施工工序多且复杂、工期较长，不利于隧道的正常运营。在套拱加固衬砌结构过程中，需要使用到大量的模板和支架，拆模过程中还可能出现蜂窝、麻面、表面露筋等情况，严重影响了衬砌的整体承载能力和耐久性，安全系数可能会不满足要求，具有一定的风险。混凝土的凝结过程中也会产生大量的水化热，导致混凝土内部或表面出现裂缝，也会影响整体承载能力不符合其设计值，存在安全隐患。为满足隧道衬砌结构的安全系数，设计者通常会采用增大套拱的厚度或者是增加钢筋的数量来增强整体的承载能力，提高到所需要的安全系数，会严重造成材料的浪费，经济性价比低

技术实现思路

[0004]本技术为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构，安装方式简单快速，稳固性强，确保了施工质量，提高了安全性。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于隧道加固的装配式套拱，包括第一预制板和第二预制板，所述的第一预制板的一端设有第一连接机构，另一端设有第二连接机构；所述的第二预制板的两端均设有第三连接机构；所述的第二连接机构与第三连接机构可拆卸连接；在所述的第一连接机构、第二连接机构内均设有用于注浆的空腔，且当第二连接机构与第三连接机构连接时，所述的第二连接机构的空腔与第三连接机构的空腔相互连通；在所述的第二连接机构或第三连接机构上设有与空腔连通的注浆口；所述的第一连接机构包括钢筋，钢筋的一端插入第一预制板内，与第一预制板固定连接，另一端伸出第一预制板外。第一预制板、第二预制板在安装之前已经制作完成，可以根
据需要的形状、尺寸进行加工；在施工时，只需要将第一预制板、第二预制板进行组装，完成现场组装后，往注浆口中灌注混凝土，实现第二连接机构与第三连接机构的固结，另外，在安装时，第二连接机构和第三连接机构与原隧道二次衬砌之间还留有间隙，混凝土从注浆口进入到间隙中，从而实现第一预制板、第二预制板与原隧道二次衬砌之间的固结；其中，在安装时，第一连接机构是插入到隧道两侧的墙体、或路面中的，通过灌注混凝土实现第一连接机构的固结；装配式套拱完成装配后，通过各个连接点注浆，将连接点变为固结，使套拱受力更合理。
[0006]在其中一个实施例中，所述的第二连接机构与第三连接机构铰接。
[0007]在其中一个实施例中，所述的第二连接机构与第三连接机构之间设有预留逢，且所述的预留缝与注浆口连通。
[0008]在其中一个实施例中，所述的第一预制板、第二预制板均由UHPC材料制成。UHPU材料具有超高强度，由UHPC材料制成的套拱厚度比普通混凝土材料制成的套拱厚度要薄得多。由UHPC材料制成的套拱孔隙率低，有着超强的抗冻融循环能力和抗渗能力。
[0009]在其中一个实施例中，在所述的第二连接机构和第三连接机构上均设有与空腔连通的出浆口。
[0010]在其中一个实施例中，所述的出浆口设有多个，多个出浆口沿着第一预制板和第二预制板的长度方向间隔分布。
[0011]本技术还提供一种隧道加固结构，包括原隧道二次衬砌，以及以上所述的装配式套拱，所述的装配式套拱包括两块第一预制板、至少一块第二预制板，第二预制板的两端通过第三连接机构分别与第一预制板的第二连接机构连接，所述的第一预制板、第二预制板连接构成拱形铺设于原隧道二次衬砌上，且第二连接机构、第三连接机构与原隧道衬砌之间留有间隙，所述的间隙与出浆口连通，在所述的第二连接机构和第三连接机构的空腔中、预留缝中、以及间隙中均灌注有混凝土；在隧道的底部两侧分别设有插孔，所述的第一连接机构插设于插孔中，在所述的插孔中灌注有混凝土。装配式套拱厚度薄、钢筋少，相对传统式套拱重量上要轻得多，装配式套拱构件在工厂预制而成，可直接运至隧道内进行架设、拼装以及连接点固结完成对隧道的加固，不需要支模、混凝土浇筑等施工工序，大大节省施工时间。装配式套拱采用预先制造的方式进行套拱构件生产，所以其套拱构件不受环境因素的影响，具有精准的尺寸，构件表面平整等优点，同时也不会因季节变换而影响施工质量。装配式套拱等均在工厂完成，减少了现场支模、混凝土浇筑等环节，从而保证现场施工零污染。
[0012]在其中一个实施例中，所述的装配式套拱设有多组，相邻两个装配式套拱之间通过凹凸榫槽拼接；且相邻两组装配式套拱的第一预制板、第二预制板的长度不同。相邻两组装配式套拱的第一预制板、第二预制板的长度不同，这样在拼接时形成错缝拼接，即相邻两个装配式套拱之间纵缝相互错开，可保证装配式套拱具有良好的整体性；且能够保证环接缝刚度分布均匀，能够提高装配式套拱的刚度；另外，相邻两个装配式套拱之间的环接缝采用凹凸榫槽拼接，使每一段装配式套拱连接形成整体，保证受力均匀且不容易产生滑移现象。
[0013]在其中一个实施例中，在所述的装配式套拱与原隧道二次衬砌之间铺设有土工布。
[0014]在其中一个实施例中，在所述的土工布与装配式套拱之间还铺设有防水板。
[0015]与现有技术相比，有益效果是：本技术提供的一种用于隧道加固的装配式套拱及隧道加固结构，装配式套拱采用预先在工厂完成制作，隧道现场施工时，只需要将装配式套拱进行组装、连接点固结等操作完成对隧道的加固，不需要支模、混凝土浇筑等施工工序，大大节省施工时间；装配式套拱采用预先制造的方式进行生产，不受环境因素的影响，具有精准的尺寸，构件表面平整等优点，同时也不会因季节变换而影响施工质量。
附图说明
[0016]图1是本技术隧道加固结构示意图。
[0017]图2是图1中A的局部放大示意图。
[0018]图3是图1中B的局部放大示意图。
[0019]图4是本技术隧道加固结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，包括第一预制板(1)和第二预制板(2)，所述的第一预制板(1)的一端设有第一连接机构(3)，另一端设有第二连接机构(4)；所述的第二预制板(2)的两端均设有第三连接机构(5)；所述的第二连接机构(4)与第三连接机构(5)可拆卸连接；在所述的第一连接机构(3)、第二连接机构(4)内均设有用于注浆的空腔，且当第二连接机构(4)与第三连接机构(5)连接时，所述的第二连接机构(4)的空腔与第三连接机构(5)的空腔相互连通；在所述的第二连接机构(4)或第三连接机构(5)上设有与空腔连通的注浆口(6)；所述的第一连接机构(3)包括钢筋，钢筋的一端插入第一预制板(1)内，与第一预制板(1)固定连接，另一端伸出第一预制板(1)外。2.根据权利要求1所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的第二连接机构(4)与第三连接机构(5)铰接。3.根据权利要求2所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的第二连接机构(4)与第三连接机构(5)之间设有预留缝(7)，且所述的预留缝(7)与注浆口(6)连通。4.根据权利要求1所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，所述的第一预制板(1)、第二预制板(2)均由UHPC材料制成。5.根据权利要求3所述的用于隧道加固的装配式套拱，其特征在于，在所述的第二连接机构(4)和第三连接机构(5)上均设有与空腔连通的出浆口。6.根据权利要求5所述的用于隧道加固的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗立娜，黄旭炜，
申请(专利权)人：广州铁路职业技术学院广州铁路机械学校，
类型：新型
国别省市：