一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道和隧道衬砌方法技术

本发明专利技术涉及一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道和隧道衬砌方法，隧道包括隧道管片

【技术实现步骤摘要】
一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道和隧道衬砌方法


[0001]本专利技术属于盾构隧道
，具体涉及一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道和隧道衬砌方法
。

技术介绍

[0002]近年来，地下空间的开发与利用越来越成为许多大城市解决交通问题的首要选择
。
随着时间的增加，部分盾构隧道已经运营几十年，长期服役过程中结构的性能会逐步退化
。
因运营期间周边工程施工
、
隧道内部环境潮湿等原因，隧道结构出现了结构变形
、
错台
、
渗漏水
、
裂缝
、
混凝土剥落等病害问题
。
也有部分新建隧道由于设计缺陷
、
建设条件的不确定性等原因，出现了类似病害
。
这些病害影响隧道的正常运营甚至是结构安全
。
[0003]目前，对于病害严重的盾构隧道衬砌结构，常通过加固处理来改善隧道的受力性能，主要包括增强结构承载力
、
控制结构变形
、
控制裂缝发展
、
防渗堵漏，同时兼顾抗火特性
、
耐久性以及避免加固结构出现脆性破坏模式
。
已有加固方法主要钢板加固法，钢板加固能够有效地提高了结构的刚度，有利于控制结构变形；但是，施工需要专用举重设备，施工效率低，且焊缝多
、
焊接质量难保证，钢结构易腐蚀
、
高温软化
。
并且，传统的钢板加固需要设置钢牛腿，对于钢板与管片之间的整体协调变形不利
。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道和隧道衬砌方法
。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的一种技术方案是：
[0006]一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，包括：
[0007]隧道管片，呈环状布置；
[0008]钢板，为扇环状，钢板安装在隧道管片的内环面，钢板上形成有沿环向设置的凹槽，凹槽位于钢板与隧道管片之间；钢板上开设有与凹槽连通的浇筑口；
[0009]混凝土，填充在凹槽内；
[0010]两个挡板，分别固定设置在钢板的两端，用于封闭凹槽的两端；
[0011]第一紧固件，连接挡板和钢板；
[0012]第二紧固件，连接隧道管片和钢板
。
[0013]可选的，钢板包括底板
、
两个腹板和两个翼板，两个腹板分别固定连接在钢板的两侧，两个腹板和钢板之间形成凹槽；两个翼板分别连接在两个腹板的外侧部，翼板通过第二紧固件连接隧道管片
。
[0014]可选的，挡板为
L
形，挡板的一个支板与底板通过第一紧固件连接；挡板的另一个支板封闭凹槽的端部
。
[0015]可选的，第一紧固件和第二紧固件均为化学锚栓
。
[0016]可选的，隧道管片上开设有若干植入孔，植入孔的深度为隧道管片厚度的三分之
一至二分之一；每一个植入孔内都固定有钢筋，钢筋具有弯折端，钢筋的弯折端设置在混凝土内部
。
[0017]可选的，每一个钢筋位于混凝土内部的弯折端都沿着隧道管片的环向布置
。
[0018]可选的，隧道还包括若干栓钉，若干栓钉固定设置在钢板形成凹槽的内表面，若干栓钉沿隧道管片的轴向和环向依次间隔布置在钢板上，若干栓钉埋设在混凝土中
。
[0019]可选的，挡板和钢板之间的间隙以及隧道管片和钢板之间的间隙都用弹性环氧胶泥封堵
。
[0020]本专利技术采用的一种技术方案是：一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道衬砌方法，用于形成如上述的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，包括以下步骤：
[0021]对隧道管片内表面进行凿毛处理；
[0022]在隧道管片内表面钻孔并植入钢筋；
[0023]在钢板的表面形成凹槽并焊接栓钉；
[0024]架设钢板并用化学锚栓固定在隧道管片上；
[0025]将钢板的端部用化学锚栓固定挡板并封边；
[0026]通过泵机向凹槽灌注混凝土，形成隧道
。
[0027]可选的，混凝土由水泥
、
硅灰
、
石英粉
、
石英砂
、
钢纤维
、
减水剂和水配制而成
。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术提出的一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道和隧道衬砌方法，充分利用加固结构中的具有凹槽的钢板直接作为浇筑模板，避免了施工过程中架设与拆除模板；通过使用挡板对钢板封边，并与道床进行连接，避免了设置钢牛腿，有效提高了与道床连接处部位的强度和刚度；也充分利用了混凝土强度高
、
刚度大
、
耐久性好
、
界面粘结性强
、
渗透性低
、
抗火性能良好的优点，相比其他盾构隧道结构加固技术，该方法同时具备整环断面和局部位置加固，增加衬砌结构强度和刚度的同时能够有效控制裂缝，并且，该方法施工快捷
、
人工成本低
、
取材方便，具有广阔的应用前景
。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0031]图1为本专利技术的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道的正视图；
[0032]图2为本专利技术的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道的断面图；
[0033]图3为图2中
A
出的放大图；
[0034]图4为本专利技术的钢板的剖视图；
[0035]图5为本专利技术的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道衬砌方法的流程图
。
[0036]图中：
1、
隧道管片；
2、
混凝土；
3、
钢板；
4、
栓钉；
5、
钢筋；
6、
第二紧固件；
7、
第一紧固件；
8、
挡板；
9、
接缝；
10、
螺栓手孔；
11、
道床；
12、
浇筑口；
13、
底板；
14、
腹板；
15、
翼板
。
具体实施方式
[0037]为了使本申请的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，其特征在于，包括：隧道管片，呈环状布置；钢板，为扇环状，所述钢板安装在所述隧道管片的内环面，所述钢板上形成有沿环向设置的凹槽，所述凹槽位于所述钢板与所述隧道管片之间；所述钢板上开设有与所述凹槽连通的浇筑口；混凝土，填充在所述凹槽内；两个挡板，分别固定设置在所述钢板的两端，用于封闭所述凹槽的两端；第一紧固件，连接所述挡板和所述钢板；第二紧固件，连接所述隧道管片和所述钢板
。2.
如权利要求1所述的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，其特征在于，所述钢板包括底板
、
两个腹板和两个翼板，两个所述腹板分别固定连接在所述钢板的两侧，两个所述腹板和所述钢板之间形成所述凹槽；两个所述翼板分别连接在两个所述腹板的外侧部，所述翼板通过所述第二紧固件连接所述隧道管片
。3.
如权利要求2所述的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，其特征在于，所述挡板为
L
形，所述挡板的一个支板与所述底板通过所述第一紧固件连接；所述挡板的另一个支板封闭所述凹槽的端部
。4.
如权利要求3所述的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，其特征在于，所述第一紧固件和所述第二紧固件均为化学锚栓
。5.
如权利要求1所述的无牛腿钢板的混凝土衬砌盾构隧道，其特征在于，所述隧道管片上开设有若干植入孔，所述植入孔的深度为所述隧道管片厚度的三分之一至二分之一；每一个所述植入孔内都固定有钢筋，所述钢筋具有弯折端，所述钢筋...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕延豪，柳献，孙雪兵，王金龙，娄英豪，王效文，张海涛，高云龙，赵星，蔡兴瑞，甘海杰，纪汉卿，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：