一种防治盾构隧道病害的多功能结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种防治盾构隧道病害的多功能结构及其施工方法，防治盾构隧道病害的多功能结构包括阻水环、气囊、充气孔、充气管、输气口、折叠杆、支撑板、支撑柱体、轴套、驱动器、感应式紫外灯、链条、链接点、涡轮、涡杆、感应式电机、卡环、独立式遥控器、气囊外壁、气囊内壁、树脂玻璃纤维组成；气囊通过驱动器带动折叠杆扩张固定；树脂玻璃纤维由感应式紫外灯固化；施工步骤包括：施工前设备准备、设备分配、现场施工、场地清理。本发明专利技术的防治盾构隧道病害的多功能结构具备优势为：针对隧道突发性多重病害进行处治，高效便捷；通过驱动器本身的调节性、自锁性，提高整体结构的安全性能；引入紫外固化技术，可有效降低隧道病害程度。可有效降低隧道病害程度。可有效降低隧道病害程度。

【技术实现步骤摘要】
一种防治盾构隧道病害的多功能结构及其施工方法


[0001]本专利技术属于隧道病害防治领域，特别涉及一种防治盾构隧道病害的多功能结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着国家城市化的迅速推进，地铁盾构隧道的发展成为地下空间开发利用的热点，首先，在城市基础建设过程中，多类多项工程建设往往同期进行，盾构隧道周边环境经常会出现地面堆载、周边基坑开挖卸载等工况，地铁盾构隧道管片在这些因素的影响下容易出现横向变形过大、开裂和不均匀沉降等问题，从而引发螺栓断裂、接缝渗漏水、混凝土脱落以及腰部混凝土挤碎等现象，情况严重时则会导致管片整体受力结构的破坏，从而给地铁隧道的施工和运营带来巨大的安全隐患，其次，由于近年来极端天气频发，引发洪水倒灌地铁进入地铁隧道内部，严重威胁着人们的生命和财产安全，最后，因隧道长期受室内外温差大，空气不流通、湿度大等因素影响，施工不当极易诱发有毒有害气体产生，如甲烷、一氧化碳、硫化氢等，有毒有害气体的释放不仅会造成环境的污染，更会引起工人中毒、休克，甚至死亡。
[0003]目前虽然也有一些针对地铁盾构隧道病害的防治结构及施工方法，如因地面堆载、周边基坑开挖卸载造成的隧道混凝土脱落，常采用内张钢圈加固法进行加固，但是这种加固方法造价高昂，施工复杂；因极端天气引发洪水倒灌地铁隧道内部，采用气囊膨胀堵住水源，但是这种方法气囊会因水流的冲击而发生大量偏转，甚至气囊会被冲垮，堵水效果较差；因隧道施工环境复杂，施工不当会诱发有毒有害气体产生，常采用潜孔钻交替钻孔进行排放，但是这种方法效率较低，且有毒有害气体会随时飘逸到隧道其它地方，威胁人们的生命安全，此外针对地铁盾构隧道病害的防治结构和施工方法也往往是针对单一病害进行防治，而隧道病害经常是两个或两个以上出现，针对单一病害防治的措施不能满足隧道安全要求。
[0004]因此，有必要不断专利技术、改进现有的盾构隧道病害防治结构及施工方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种防治盾构隧道病害的多功能结构及其施工方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]这种防治盾构隧道病害的多功能结构，包括阻水环、气囊、充气孔、充气管、输气口、折叠杆、支撑板、支撑柱体、轴套、驱动器、感应式紫外灯、链条、链接点、涡轮、涡杆、感应式电机、卡环、独立式遥控器、气囊外壁、气囊内壁、树脂玻璃纤维组成；
[0008]从外部来看，气囊由气囊外壁、气囊内壁、树脂玻璃纤维组成，暴露在空气中的面为气囊外壁，反之为气囊内壁，气囊外壁和气囊内壁之间由树脂玻璃纤维填充；阻水环固定在气囊外壁上；气囊的一个端部开设有充气孔，充气孔和输气口由一条充气管相连接；
[0009]从内部来看，气囊内壁与支撑板呈活动连接；支撑板通过链接点与轴套相连接，轴套固定在支撑柱体的两端；轴套的环向一侧固定连接着感应式紫外灯；支撑柱体内部固定安装有链条，支撑柱体一端通过卡环安装有驱动器；卡环的环向两端固定连接着折叠杆；
[0010]从细部来看，驱动器由涡轮、涡杆、感应式电机组成，涡轮和涡杆呈十字交叉式安装，涡杆啮合于涡轮内部；感应式电机固定安装在卡环外侧面，且位于涡杆上方位置处；
[0011]除此之外，本防治盾构隧道病害的多功能结构设置有独立式遥控器。
[0012]作为优选：所述气囊为预制结构，扩张完成后能够快速固化。
[0013]作为优选：所述驱动器具有自锁性，涡杆带动涡轮转动，而不能由涡轮带动涡杆转动，可实现反向自锁。
[0014]作为优选：所述支撑板呈弧状，能与发生病害的隧道部位紧密贴合。
[0015]作为优选：所述独立式遥控器设置有四种操控键位，与主体结构配合使用，能轻松、高效完成操作人员发放的指令。
[0016]这种防治盾构隧道病害的多功能结构的施工方法，包括以下步骤：
[0017]S1、施工前准备：根据隧道病害发生的位置和严重程度，确定气囊的膨胀尺寸；
[0018]S2、设备分配：现场将气囊沿隧道纵向放置；独立式遥控器由工作人员操控；
[0019]S3、现场施工：按压独立式遥控器的A按钮，使驱动器内的感应式电机开始正向工作；随后涡杆带动涡轮转动，使得涡轮在支撑柱体内部的链条上进行啮合与滚动；随后驱动器带动卡环在支撑柱体的轴向进行滑动；卡环的滑动会带动折叠杆的扩张；待支撑柱体两端与轴套通过链接点连接的支撑板贴合至隧道内壁时，按压独立式遥控器的B按钮，折叠杆停止扩张；随后通过输气口对气囊充入常温气体，气体经充气管顺向进入充气孔，使气囊膨胀，将隧道缝隙填充密实，此时气囊外壁固定的阻水环紧密贴合于隧道内壁；随后按压独立式遥控器的C按钮，开启感应式紫外灯照射气囊内壁和气囊外壁之间的树脂玻璃纤维，使树脂玻璃纤维进行固化；
[0020]S4、场地清理：待隧道病害恢复至正常状态后，再次按压独立式遥控器的C按钮，使感应式紫外灯熄灭，随后通过输气口输入热气体，解除树脂玻璃纤维的固化性能；随后按压独立式遥控器的D按钮，使驱动器内的感应式电机开始逆向工作；待折叠杆收缩至初始状态后，检查气囊状态，整理现场，设备退场。
[0021]本专利技术的特别之处和有益效果是：
[0022]1、本专利技术的防治盾构隧道病害的多功能结构，通过阻水环、气囊、折叠杆、驱动器、感应式紫外灯和独立式遥控器之间的相互配合，能够针对隧道多种病害同时处治，如隧道混凝土剥落、突遇大水、有毒有害气体急速扩散等，处治效果强，施工高效便捷；
[0023]2、本专利技术的防治盾构隧道病害的多功能结构，通过涡杆、涡轮、感应式电机共同工作，扩张尺寸可根据实际情况自动调节，扩张效率高，涡杆和涡轮相互啮合，传动非常平稳，驱动器具有自锁性，可实现反向自锁，其反向自锁性更提高了整体结构的安全性能；
[0024]3、本专利技术的防治盾构隧道病害的多功能结构，通过感应式紫外灯固化气囊内壁和气囊外壁之间的树脂玻璃纤维，不仅增强了气囊与隧道内壁的贴合度，还能有效的降低隧道病害的严重程度。
附图说明
[0025]图1为一种防治盾构隧道病害的多功能结构未扩张示意图；
[0026]图2为一种防治盾构隧道病害的多功能结构扩张后示意图；
[0027]图3为一种防治盾构隧道病害的多功能结构内部结构示意图；
[0028]图4为一种防治盾构隧道病害的多功能结构内部结构横断面示意图；
[0029]图5为驱动器局部放大示意图；
[0030]图6为气囊横断面示意图；
[0031]图7为独立式遥控器示意图。
[0032]图中：1、阻水环；2、气囊；3、充气孔；4、充气管；5、输气口；6、折叠杆；7、支撑板；8、支撑柱体；9、轴套；10、驱动器；11、感应式紫外灯；12、链条；13、链接点；14、涡轮；15、涡杆；16、感应式电机；17、卡环；18、独立式遥控器；201、气囊外壁；202、气囊内壁；203、树脂玻璃纤维。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防治盾构隧道病害的多功能结构，其特征在于：包括阻水环(1)、气囊(2)、充气孔(3)、充气管(4)、输气口(5)、折叠杆(6)、支撑板(7)、支撑柱体(8)、轴套(9)、驱动器(10)、感应式紫外灯(11)、链条(12)、链接点(13)、涡轮(14)、涡杆(15)、感应式电机(16)、卡环(17)、独立式遥控器(18)、气囊外壁(201)、气囊内壁(202)、树脂玻璃纤维(203)组成；从外部来看，气囊(2)由气囊外壁(201)、气囊内壁(202)、树脂玻璃纤维(203)组成，暴露在空气中的面为气囊外壁(201)，反之为气囊内壁(202)，气囊外壁(201)和气囊内壁(202)之间由树脂玻璃纤维(203)填充；阻水环(1)固定在气囊外壁(201)上；气囊(2)的一个端部开设有充气孔(3)，充气孔(3)和输气口(5)由一条充气管(4)相连接；从内部来看，气囊内壁(202)与支撑板(7)呈活动连接；支撑板(7)通过链接点(13)与轴套(9)相连接，轴套(9)固定在支撑柱体(8)的两端；轴套(9)的环向一侧固定连接着感应式紫外灯(11)；支撑柱体(8)内部固定安装有链条(12)，支撑柱体(8)一端通过卡环(17)安装有驱动器(10)；卡环(17)的环向两端固定连接着折叠杆(6)；从细部来看，驱动器(10)由涡轮(14)、涡杆(15)、感应式电机(16)组成，涡轮(14)和涡杆(15)呈十字交叉式安装，涡杆(15)啮合于涡轮(14)内部；感应式电机(16)固定安装在卡环(17)外侧面，且位于涡杆(15)上方位置处；除此之外，本防治盾构隧道病害的多功能结构设置有独立式遥控器(18)。2.根据权力要求1所述的一种防治盾构隧道病害的多功能结构，其特征在于：所述气囊(2)为预制结构，扩张完成后能够快速固化。3.根据权力要求1所述的一种防治盾构隧道病害的多功能结构，其特征在于：所述驱动器(10)具有自锁性，涡杆(15)带动涡轮(14)转动，而不能由涡轮(14)带动涡杆(15)转动，可实现反向自锁。...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏纲，徐天宝，林双燕，朱田宇，李鑫，王新泉，章丽莎，王哲，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：