一种用于铁路隧道的加固结构和加固方法技术

本发明专利技术提供一种用于铁路隧道的加固结构和加固方法，加固结构包括波纹钢板拱

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路隧道的加固结构和加固方法


[0001]本专利技术属于铁路隧道工程
，特别涉及一种用于铁路隧道的加固结构和加固方法
。

技术介绍

[0002]近年来，随着铁路建设受到广泛关注，铁路建设取得长足发展，铁路运营里程逐年提高，尤其是西南山区，隧道比重较大
。
由于部分隧道运营时间长，当时施工工艺老旧施工控制较差，在铁路隧道长达
10
‑
30
年的运营过程中，难免产生一系列病害，给铁路运营带来较大安全隐患
。
铁路隧道衬砌产生病害的原因总体上也可以归结为外力因素
(
偏压
、
松弛地压
、
滑坡
、
膨胀压力等
)、
施工因素
(
超欠挖和衬砌厚度不足等
)
和材料劣化因素，这与公路隧道衬砌病害产生的原因是一致的与公路隧道不同的，列车振动荷载也会引起衬砌结构的损伤
。
另外对高速铁路而言，列车在高速行进中产生的压力波和动力荷载也是隧道衬砌产生病害不可忽视的因素之一
。
[0003]铁路隧道加固与公路隧道的加固方法类似，例如注浆
、
套拱
、
波纹钢
、
粘贴钢板和纤维布等，但因为使用功能的不同
(
如高速铁路隧道衬砌加固需要重点考虑建筑限界
、
加固天窗期和空气动力荷载影响等
)
以及产生病害的原因不同，在实际加固中也会根据具体情况采取针对性的加固措施
。
[0004]现有的铁路隧道加固结构多为在隧道内部增设衬砌，这种结构虽然能够起到补强既有衬砌病害的作用，但是施工效率低，且加固结构可靠性低
。
[0005]如何设计一种用于铁路隧道的加固结构，如何增加铁路隧道加固的效率，保证加固结构的可靠性，并降低维护成本，成为急需解决的问题
。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于铁路隧道的加固结构和加固方法，用于解决现有技术中铁路隧道加固施工效率低
、
加固结构可靠性低的问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种用于铁路隧道的加固结构，包括波纹钢板拱
、
地脚螺栓
、
混凝土基础
、
自进式锚杆和自适应混凝土层；
[0008]所述波纹钢板拱安装在既有隧道二次衬砌的内侧，所述波纹钢板拱由波纹钢单体拼接而成，相邻所述波纹钢单体之间通过紧固螺栓连接；
[0009]所述地脚螺栓一体设置在混凝土基础的内部并连接在波纹钢板拱的底端；
[0010]所述混凝土基础固结在既有隧道二次衬砌拱脚的内侧；
[0011]所述自进式锚杆穿过波纹钢板拱的底端打入至既有隧道内壁；
[0012]所述自适应混凝土层由灌注在波纹钢板拱与既有隧道二次衬砌之间的自适应混凝土固结而成；
[0013]通过采用这种技术方案：使用波纹钢单体拼装成波纹钢板拱，波纹钢板拱与既有
隧道二次衬砌之间形成灌注空间，然后再向波纹钢板拱与既有隧道二次衬砌之间形成的灌注空间内部灌注自适应混凝土，自适应混凝土可以自动填补既有隧道二次衬砌上的裂缝和漏洞，固结后形成自适应混凝土层，使得波纹钢板拱与既有隧道二次衬砌固定，实现既有隧道的加固；采用拼装式波纹钢板拱与既有隧道二次衬砌配合形成灌注空间，再向灌注空间内部灌注自适应混凝土，通过自适应混凝土固结形成自适应混凝土层实现既有涵洞的加固的方式，降低了隧道的加固难度，并可以保证实际工程的安全可靠性；波纹钢本身具有较强的支撑强度，并且可以进行预拼装，可以在配合自适应水泥实现既有隧道二次衬砌填补并加固的同时，缩减施工时间，增加既有隧道的加固效率
。
[0014]于本专利技术的一实施例中，所述波纹钢单体宽度方向的两端均垂直连接有第一法兰板，沿隧道轴向方向的相邻所述波纹钢单体之间通过相邻第一法兰板配合紧固螺栓进行连接，且相邻所述第一法兰板上开设的与紧固螺栓配合的连接孔对应位于波纹钢板拱的内侧；相邻所述第一法兰板之间夹设有密封垫；
[0015]通过采用这种技术方案：在波纹钢单体的宽度方向端部连接第一法兰板，提供沿隧道轴向方向布置的相邻波纹钢单体之间的连接位置，并可在配合紧固螺栓连接后增加相邻波纹钢单体之间的抗折强度，进而增加波纹钢板拱沿隧道轴向方向的结构强度，保证波纹钢板拱沿隧道轴向方向的稳定性；第一法兰板上对应紧固螺栓开设的连接孔位于波纹钢板拱的内侧，是为了方便施工人员进行波纹钢单体的连接；相邻第一法兰板之间夹设的密封垫可以增加第一法兰板之间的密封性，避免连接位置处出现漏水和漏浆的问题
。
[0016]于本专利技术的一实施例中，所述波纹钢单体长度方向的两端均垂直连接有第二法兰板，沿隧道环向方向的相邻所述波纹钢单体之间通过相邻第二法兰板配合紧固螺栓进行连接，且相邻所述第二法兰板上开设的与紧固螺栓配合的连接孔对应位于波纹钢板拱的内侧；相邻所述第二法兰板之间夹设有密封垫；
[0017]通过采用这种技术方案：在波纹钢单体的长度方向端部连接第二法兰板，提供沿隧道环向方向布置的相邻波纹钢单体之间的连接位置，并可在配合紧固螺栓连接后增加相邻波纹钢单体之间的抗折强度，进而增加波纹钢板拱沿隧道环向方向的结构强度，保证波纹钢板拱沿隧道环向方向的稳定性；第二法兰板上对应紧固螺栓开设的连接孔位于波纹钢板拱的内侧，是为了方便施工人员进行波纹钢单体的连接；相邻第二法兰板之间夹设的密封垫可以增加第二法兰板之间的密封性，避免连接位置处出现漏水和漏浆的问题
。
[0018]于本专利技术的一实施例中，所述第二法兰板与波纹钢单体对应波纹钢板拱的外侧的板身之间设置有加强板；
[0019]通过采用这种技术方案：加强板一方面可以增加第二法兰板与波纹钢单体之间的连接强度，另一方面可以在波纹钢单体背侧浇筑自适应混凝土固结后增加波纹钢单体与自适应混凝土层以及既有隧道二次衬砌之间的连接稳定性
。
[0020]于本专利技术的一实施例中，所述地脚螺栓的顶端伸出混凝土基础的内部，所述地脚螺栓的底端与混凝土基础内部的钢筋笼焊接；
[0021]通过采用这种技术方案：地脚螺栓的顶端伸出混凝土基础的内部，是为了确保在混凝土基础成型之后，波纹钢板拱的底端能够对应与地脚螺栓进行安装；地脚螺栓的底端与混凝土基础内部的钢筋笼焊接，是为了增加地脚螺栓与混凝土基础的连接强度，进而在波纹钢板拱安装在混凝土基础上之后，增加其安装的稳定性
。
[0022]于本专利技术的一实施例中，所述自进式锚杆对应穿设在拼装成波纹钢板拱的最下侧的波纹钢单体上，且自进式锚杆在最下侧的任意一个波纹钢单体上沿隧道轴向均匀间隔布设；
[0023]通过采用这种技术方案：通过设置自进式锚杆来增加波纹钢板拱与既有隧道之间的稳定性，从而避免波纹钢板拱移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于铁路隧道的加固结构，包括波纹钢板拱
(1)、
地脚螺栓
(2)、
混凝土基础
(3)、
自进式锚杆
(4)
和自适应混凝土层
(5)
；其特征在于：所述波纹钢板拱
(1)
安装在既有隧道二次衬砌
(6)
的内侧，所述波纹钢板拱
(1)
由波纹钢单体
(11)
拼接而成，相邻所述波纹钢单体
(11)
之间通过紧固螺栓连接；所述地脚螺栓
(2)
一体设置在混凝土基础
(3)
的内部并连接在波纹钢板拱
(1)
的底端；所述混凝土基础
(3)
固结在既有隧道二次衬砌
(6)
拱脚的内侧；所述自进式锚杆
(4)
穿过波纹钢板拱
(1)
的底端打入至既有隧道内壁；所述自适应混凝土层
(5)
由灌注在波纹钢板拱
(1)
与既有隧道二次衬砌
(6)
之间的自适应混凝土固结而成
。2.
根据权利要求1所述的一种用于铁路隧道的加固结构，其特征在于：所述波纹钢单体
(11)
宽度方向的两端均垂直连接有第一法兰板
(12)
，沿隧道轴向方向的相邻所述波纹钢单体
(11)
之间通过相邻第一法兰板
(12)
配合紧固螺栓进行连接，且相邻所述第一法兰板
(12)
上开设的与紧固螺栓配合的连接孔对应位于波纹钢板拱
(1)
的内侧；相邻所述第一法兰板
(12)
之间夹设有密封垫
。3.
根据权利要求1所述的一种用于铁路隧道的加固结构，其特征在于：所述波纹钢单体
(11)
长度方向的两端均垂直连接有第二法兰板
(13)
，沿隧道环向方向的相邻所述波纹钢单体
(11)
之间通过相邻第二法兰板
(13)
配合紧固螺栓进行连接，且相邻所述第二法兰板
(13)
上开设的与紧固螺栓配合的连接孔对应位于波纹钢板拱
(1)
的内侧；相邻所述第二法兰板
(13)
之间夹设有密封垫
。4.
根据权利要求3所述的一种用于铁路隧道的加固结构，其特征在于：所述第二法兰板
(13)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清照，丁文其，颜观程，刘伟，黄相文，罗泽军，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：