本发明专利技术公开了免拆矫正装置、免拆矫正系统以及矫正方法，解决了现有技术中对侵限区域进行拆换所产生的技术问题。免拆矫正装置，用于对隧道初期支护的侵限区域进行矫正，包括：加载梁，所述加载梁的长度与侵限区域中沿隧道径向的两侧的两个钢拱架之间的间距适配，所述加载梁上设有通孔；锚索，所述锚索穿过所述通孔并锚固于侵限区域侧方土体中的锚孔内；张拉组件，所述张拉组件用于张拉锚索，锚索张拉时将推动钢拱架朝向与侵限区域的侵占方向相反的方向运动。方向运动。方向运动。
【技术实现步骤摘要】
免拆矫正装置、免拆矫正系统以及矫正方法
[0001]本专利技术涉及对隧道初期支护的侵限区域进行矫正的
，具体而言，涉及免拆矫正装置、免拆矫正系统以及矫正方法。
技术介绍
[0002]我国由于山区地质结构的特殊性和复杂性，导致山区高速公路隧道不断增多。由于山区高速公路的地质、地形条件复杂，生态环境脆弱，土地资源稀缺，使隧道规模越来越大，建设难度增加，对隧道工程施工工艺提出了更为精细的质量要求。隧道工程施工是一项较为隐蔽的工程，如果在施工过程中存在质量问题，在发现之后往往很难处理。
[0003]保证隧道施工质量的关键问题是保证隧道开挖断面的稳定性，尽可能减少隧道开挖对周围岩体的扰动。为保证隧道开挖后围岩的稳定性，须在开挖之后及时施加初期支护。初期支护是指在隧道开挖后，在围岩稳定能力不足时，须加以支护才能使其进入稳定状态。初期支护包括系统锚杆、钢筋网片、钢拱架、喷射混凝土等。
[0004]在隧道施工过程和运营中，隧道初期支护的内轮廓不符合标准(在隧道建筑限界内)，超出隧道建筑限界，则被称为隧道初支侵限，形成侵限区域。在一些易产生大变形的地层中，若前期施工过程中预留变形量过小，而实际施工中初支变形量过大，超出前期预留变形量，则会导致初支侵限问题。
[0005]隧道初支侵限易引发各种安全问题，例如：易产生局部应力集中问题，影响围岩稳定性；后期施加二次衬砌后，易致使二次衬砌壁厚变薄，同时，由于初期支护侵限造成一榀拱架闭环后使二次衬砌过早的参与隧道结构受力，二次衬砌壁厚变薄并参与受力后，就会在整个隧道工程中变成最薄弱的一个质量、安全隐患点，一旦受外界压力过大的影响会导致这个部位二次衬砌开裂、下沉、位移、渗水、漏水，甚至会发生隧道坍塌。因此，在发生隧道初支侵限时，科学、合理、高效、低成本的处置方法十分重要。
[0006]目前处理隧道初支侵限的技术手段多局限于对侵限区域进行拆换，存在以下问题：(1)涉及到超前套拱的施作和拆除，步骤繁琐；(2)每次仅能拆换一榀钢拱架，施工效率较低；(3)在拆除之后必须重新进行初期支护施工以更换上新初支，造成材料过度浪费，显著提高施工成本。
技术实现思路
[0007]本专利技术的主要目的在于提供免拆矫正装置、免拆矫正系统以及矫正方法，以解决现有技术中对侵限区域进行拆换所产生的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了免拆矫正装置，技术方案如下：
[0009]免拆矫正装置，用于对隧道初期支护的侵限区域进行矫正，包括：加载梁，所述加载梁的长度与侵限区域中沿隧道径向的两侧的两个钢拱架之间的间距适配，所述加载梁上设有通孔；锚索，所述锚索穿过所述通孔并锚固于侵限区域侧方土体中的锚孔内；张拉组
件，所述张拉组件用于张拉锚索，锚索张拉时将推动钢拱架朝向与侵限区域的侵占方向相反的方向运动。
[0010]作为本专利技术第一方面的进一步改进，所述加载梁的两端插入钢拱架的槽内。
[0011]作为本专利技术第一方面的进一步改进，所述加载梁的两端插入钢拱架的槽内的深度至少为1cm。
[0012]作为本专利技术第一方面的进一步改进，所述加载梁为工字钢。
[0013]作为本专利技术第一方面的进一步改进，矫正装置还包括设于锚孔出口处的止浆塞。
[0014]作为本专利技术第一方面的进一步改进，所述张拉组件包括与锚索适配的锚板、锚具和张拉设备。
[0015]为了实现上述目的，根据本专利技术的第二个方面，提供了免拆矫正系统，技术方案如下：
[0016]免拆矫正系统，用于对隧道初期支护的侵限区域进行矫正，包括上述第一方面所述的免拆矫正装置。
[0017]为了实现上述目的，根据本专利技术的第三个方面，提供了矫正方法，技术方案如下：
[0018]矫正方法，用于对隧道初期支护的侵限区域进行矫正，采用上述第一方面所述的免拆矫正装置。
[0019]作为本专利技术第三方面的进一步改进，具体包括以下步骤：
[0020]step100：确定侵限区域的范围及侵限程度；
[0021]step200：安装免拆矫正装置：在侵限区域侧方土体内钻孔以形成锚孔，在锚孔内安装锚索并注浆，然后安装加载梁和张拉组件，最后通过张拉锚索以固定加载梁；
[0022]step300：破除侵限区域周边的围岩和喷砼；
[0023]step400：通过张拉锚索来使侵限区域内的钢拱架在加载梁的推动下发生变形，从而使钢拱架回归到未侵限时的形状，然后固定锚索；
[0024]step500：对侵限区域补充喷砼。
[0025]作为本专利技术第三方面的进一步改进，还包括步骤：在隧道内布置检测装置以监测在步骤step100～500实施过程中隧道拱顶的沉降和隧道结构的收敛；并且/或者，还包括步骤：对锚孔补充注浆。
[0026]本专利技术的免拆矫正装置、免拆矫正系统以及矫正方法具有以下优点：
[0027](1)免拆矫正装置的结构非常简单轻便，能够现场组装，可以适应各个位置的侵限区域，占地小且成本低，能够显著降低矫正的施工成本。
[0028](2)免拆矫正装置的使用非常方便，通过简单的张拉操作即可使钢拱架回归到未侵限时的形状，能够显著提升矫正的施工效率。
[0029](3)矫正装置与钢拱架高效匹配，矫正后即使不拆除也不会影响隧道中其它结构的施工，在矫正完成后，矫正装置可以不必拆除，避免了拆换导致的钢拱架浪费，进一步降低了施工成本，提升了施工效率。
[0030](4)可以根据侵限区域的范围采用多个免拆矫正装置，也可以同步施工多处侵限区域，解决了隧道初支侵限处置效率低的技术问题。
[0031](5)免拆矫正装置具有沿隧道径向设置的锚索，在矫正的同时，还能增强侵限部位的隧道初期支护的结构刚度。
[0032]可见，本专利技术高效解决了现有技术中对侵限区域进行拆换所产生的技术问题，具有较好的应用前景和推广价值。
[0033]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的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，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0034]构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0035]图1为本专利技术所应用的隧道初期支护的侵限区域的结构示意图。
[0036]图2为本专利技术的免拆矫正装置的实施例的结构示意图。
[0037]图3为本专利技术的免拆矫正装置的实施例的剖视图。
[0038]上述附图中的有关标记为：
[0039]100
‑
隧道初期支护，200
‑
侵限区域，300
‑
钢拱架，400
‑
加载梁，500
‑
锚索，600
‑
锚孔，710
‑
锚板，720
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.免拆矫正装置，用于对隧道初期支护(100)的侵限区域(200)进行矫正，其特征在于：包括：加载梁(400)，所述加载梁(400)的长度与侵限区域(200)中沿隧道径向的两侧的两个钢拱架(300)之间的间距适配，所述加载梁(400)上设有通孔；锚索(500)，所述锚索(500)穿过所述通孔并锚固于侵限区域(200)侧方土体中的锚孔(600)内；张拉组件，所述张拉组件用于张拉锚索(500)，锚索(500)张拉时将推动钢拱架(300)朝向与侵限区域(200)的侵占方向相反的方向运动。2.如权利要求1所述的免拆矫正装置，其特征在于：所述加载梁(400)的两端插入钢拱架(300)的槽内。3.如权利要求2所述的免拆矫正装置，其特征在于：所述加载梁(400)的两端插入钢拱架(300)的槽内的深度至少为1cm。4.如权利要求1所述的免拆矫正装置，其特征在于：所述加载梁(400)为工字钢。5.如权利要求1所述的免拆矫正装置，其特征在于：矫正装置还包括设于锚孔(600)出口处的止浆塞。6.如权利要求1所述的免拆矫正装置，其特征在于：所述张拉组件包括与锚索(500)适配的锚板(710)、锚具(720)和张拉设备。7.免拆矫正系统，用于对隧道初期支护(100)的侵限区域(200)进行矫正，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉强，刁国君，邢铁强，夏曾银，张亚军，陈凤熔，何占江，詹玉权，冯建平，陈骏攀，谢常俊，杨明煦，曾勇，陈潇，朱学柏，冯冀蒙，李智勇，王国强，郑文龙，李华伟，贺瑞，陈超，陈雨，张宏，苏超，徐识航，蒋辉，
申请(专利权)人：中铁城市发展投资集团有限公司中铁隧道局集团路桥工程有限公司西南交通大学北京中铁隧建筑有限公司，
类型：发明
国别省市：
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