【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道管片衬砌加固领域，尤其是涉及一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构及其安装方法。
技术介绍
1、隧道加固在城市地铁和交通基础设施建设中具有重要意义。现有的隧道加固方式中，钢环加固是一种常用且有效的方法。目前行业内地铁隧道衬砌加固结构普遍采用钢板材质为q235/q345b钢，钢板厚度20-30mm加固材料进行加固施工；采用整环加固形式，环宽850mm-1200mm，每环分成5-7块制作，需预先现场放样确定，以保证钢环与管片内壁的贴合。钢环安装完成后，钢板采用化学锚栓固定（安装时先每块钢板采用膨胀螺栓临时固定，后续利用人工点时间进行化学锚栓永久固定），化学锚栓遇手孔、管片螺栓处可做适当调整；钢环内所有钢板间拼接均采用坡口焊，焊缝高度与板厚同，焊接时应采取有效措施，避免钢板变形过大；钢板边缘采用环氧胶泥封缝处理。
2、然而，传统的钢环加固在加工周期、运输、安装等方面存在一些挑战，限制了其在大规模隧道加固项目中的高效应用。传统的钢环加固方式通常需要提前根据每个待加固位置的具体放样数据进行加工和设计。这使得加固过程的周期较长，而且对于不同位置的加固需求，需要生产不同尺寸的钢环片，导致生产和管理复杂度增加。此外，加工好的钢环片往往具有较大的重量，超过0.5至1.2吨/片，这在现场运输和安装过程中会面临困难。为了安装这些重型钢环片，通常需要借助大型机械设备，限制了施工的灵活性和效率。故而提出一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构及其安装方法解决上述问题。
技术实现思路
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，包括设置在隧道管片衬砌环内壁上的弧形加固结构，加固结构由两个端部加固模块、若干个标准加固模块和一个拱顶加固模块相互铰接组成，方便在组装时通过旋转在上的加固模块调整加固结构的弧线，以适应不同的隧道管片衬砌环。
3、优选方案中，所述端部加固模块包括加固弧形板和内嵌在加固弧形板顶端两侧的插入式铰接结构；
4、标准加固模块包括加固弧形板、内嵌在加固弧形板顶端两侧的插入式铰接结构，以及设置在加固弧形板底端两侧的铰接连接片；
5、拱顶加固模块包括加固弧形板和分别设置在加固弧形板两端相对侧壁面上的铰接连接片；
6、铰接连接片与插入式铰接结构相适配。
7、优选方案中，所述加固弧形板包括弧形板体、设置在弧形板体中且两端呈开口状的灌浆腔、设置在弧形板体两侧边缘处的多个锚栓孔，以及设置在弧形板体内弧面上的注浆口，其中，端部加固模块与标准加固模块的加固弧形板顶端两侧均设置有嵌入槽，用于安装插入式铰接结构；
8、标准加固模块的加固弧形板底部与拱顶加固模块的加固弧形板两端均设置有可折叠的灌浆腔对接部。
9、优选方案中，所述插入式铰接结构包括内嵌于嵌入槽中的嵌入座、设置在嵌入座外侧的l形铰接座、设置在l形铰接座侧面轴心处的插入式铰接轴，以及设置在l形铰接座上伸缩抵触部件，铰接连接片为与l形铰接座相对应的l形，其中，l形铰接座的轴心处设置有供插入式铰接轴穿过的穿孔，嵌入座上设置有与穿孔相对应的插入孔，当伸缩抵触部件未受到抵触时，将穿孔遮住，阻挡插入式铰接轴的穿过。
10、优选方案中，所述伸缩抵触部件包括设置在l形铰接座上的伸缩弹簧、设置在伸缩弹簧顶部的抵触板、设置在抵触板顶部左右两侧的遮盖板、设置在抵触板底部前后两侧并将l形铰接座笼罩在其中的延伸板，以及设置在遮盖板外侧的限位块，l形铰接座与嵌入座的相对侧均设置有与限位块滑动连接的限位槽。
11、优选方案中，所述插入式铰接轴包括设置在l形铰接座的穿孔处的收纳套筒，收纳套筒靠近穿孔的一端设置有与其相连通的开口，收纳套筒中设置有张力弹簧，张力弹簧的端头设置有可穿过开口和穿孔并贯穿插入孔的铰接轴体；
12、铰接轴体的外部环形分布有多个锚固部件，嵌入座中设置有与锚固部件相对应的梯形锚固腔。
13、优选方案中，所述锚固部件包括设置在铰接轴体插入端外部的容纳腔，容纳腔中靠近铰接轴体插入端的一侧铰接设置有锚板，锚板的另一端呈自由状，锚板的内侧与容纳腔的内壁面之间铰接设置有展开弹力伸缩杆；
14、弹力伸缩杆包括伸缩套筒，伸缩套筒的内壁面上设置有两个相对的滑动槽，内部设置有压缩弹簧，压缩弹簧的端头设置有延伸至伸缩套筒外部的顶推伸缩杆，顶推伸缩杆尾端设置有与滑动槽滑动连接的滑动块，顶推伸缩杆与伸缩套筒的相离端均设置有用于铰接的接头。
15、优选方案中，所述灌浆腔对接部包括固设在标准加固模块或拱顶加固模块的加固弧形板中的固定框体、设置在固定框体外端的柔性连接套管，以及设置在柔性连接套管另一端的插入框体，插入框体用于连接其它加固弧形板的灌浆腔。
16、优选方案中，所述插入框体的两侧均设置有对接块，嵌入座的内侧设置有与对接块相适配的对接槽，对接块的侧面设置有与插入孔相对应的锁定孔，便于插入式铰接轴的端头插入，对其锁定。
17、该方法包括：
18、s1、根据隧道管片衬砌放样数据确定标准加固模块的数量以及加固模块锚栓孔的对应位置；
19、s2、根据步骤s1确定的对应位置，在原有管片衬砌环上开设用于安装加固模块的固定孔；
20、s3、在隧道道床的两侧分别安装紧贴原有管片衬砌环的端部加固模块，并安装穿过锚栓孔至固定孔中的固定螺栓，对端部加固模块进行固定；
21、s4、在两侧的端部加固模块上依次安装标准加固模块，在安装时，首先将标准加固模块底端灌浆腔对接部的插入框体插入位于下方的加固模块灌浆腔中，使对接块插入对应的对接槽中，然后将标准加固模块侧面的铰接连接片插入对应的插入式铰接结构中，利用铰接连接片抵触压缩伸缩抵触部件，直至插入式铰接轴的铰接轴体在无阻挡的条件下，依次穿过穿孔、插入孔至锁定孔中，同时锚固部件在梯形锚固腔中展开实现锁定，完成上下加固模块之间的铰接，并对插入框体进行固定，然后旋转在上的加固模块，直至与原有管片衬砌环相抵触，安装固定螺栓进行固定；
22、s5、两侧的标准加固模块安装完成后，在顶部两个标准加固模块之间安装拱顶加固模块，在安装时，首先依次将拱顶加固模块两端灌浆腔对接部的插入框体插入两个标准加固模块的灌浆腔中，然后将两端的铰接连接片插入对应的插入式铰接结构中，完成连接，同时对插入框体进行固定，然后安装固定螺栓进行固定；
23、s6、在加固模块与原有管片衬砌环内壁之间的间隙中填充胶粘层；
24、s7、最后安装从下至上的顺序依次通过注浆口对每个加固模块的进行注浆，形成整体支撑加固结构。
25、本专利技术提供了一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构及其安装方法，通过由端部加固模块、标准加固模块和拱顶加固模块交接组成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，包括设置在隧道管片衬砌环内壁上的弧形加固结构，其特征是：加固结构由两个端部加固模块（1）、若干个标准加固模块（2）和一个拱顶加固模块（3）相互铰接组成，方便在组装时通过旋转在上的加固模块调整加固结构的弧线，以适应不同的隧道管片衬砌环。
2.根据权利要求1所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述端部加固模块（1）包括加固弧形板（11）和内嵌在加固弧形板（11）顶端两侧的插入式铰接结构（12）；
3.根据权利要求2所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述加固弧形板（11）包括弧形板体（111）、设置在弧形板体（111）中且两端呈开口状的灌浆腔（112）、设置在弧形板体（111）两侧边缘处的多个锚栓孔（113），以及设置在弧形板体（111）内弧面上的注浆口（114），其中，端部加固模块（1）与标准加固模块（2）的加固弧形板（11）顶端两侧均设置有嵌入槽（115），用于安装插入式铰接结构（12）；
4.根据权利要求3所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述插入式铰
5.根据权利要求4所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述伸缩抵触部件（124）包括设置在L形铰接座（122）上的伸缩弹簧（1244）、设置在伸缩弹簧（1244）顶部的抵触板（1241）、设置在抵触板（1241）顶部左右两侧的遮盖板（1242）、设置在抵触板（1241）底部前后两侧并将L形铰接座（122）笼罩在其中的延伸板（1243），以及设置在遮盖板（1242）外侧的限位块（1245），L形铰接座（122）与嵌入座（121）的相对侧均设置有与限位块（1245）滑动连接的限位槽（1221）。
6.根据权利要求5所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述插入式铰接轴（123）包括设置在L形铰接座（122）的穿孔（1222）处的收纳套筒（1231），收纳套筒（1231）靠近穿孔（1222）的一端设置有与其相连通的开口，收纳套筒（1231）中设置有张力弹簧（1232），张力弹簧（1232）的端头设置有可穿过开口和穿孔（1222）并贯穿插入孔（1212）的铰接轴体（1233）；
7.根据权利要求6所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述锚固部件（125）包括设置在铰接轴体（1233）插入端外部的容纳腔（1251），容纳腔（1251）中靠近铰接轴体（1233）插入端的一侧铰接设置有锚板（1252），锚板（1252）的另一端呈自由状，锚板（1252）的内侧与容纳腔（1251）的内壁面之间铰接设置有展开弹力伸缩杆（1253）；
8.根据权利要求4-7中任一项所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述灌浆腔对接部（14）包括固设在标准加固模块（2）或拱顶加固模块（3）的加固弧形板（11）中的固定框体（141）、设置在固定框体（141）外端的柔性连接套管（142），以及设置在柔性连接套管（142）另一端的插入框体（143），插入框体（143）用于连接其它加固弧形板（11）的灌浆腔（112）。
9.根据权利要求8所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述插入框体（143）的两侧均设置有对接块（144），嵌入座（121）的内侧设置有与对接块（144）相适配的对接槽（1211），对接块（144）的侧面设置有与插入孔（1212）相对应的锁定孔（145），便于插入式铰接轴（123）的端头插入，对其锁定。
10.根据权利要求9所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构的安装方法，其特征是：该方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，包括设置在隧道管片衬砌环内壁上的弧形加固结构，其特征是：加固结构由两个端部加固模块（1）、若干个标准加固模块（2）和一个拱顶加固模块（3）相互铰接组成，方便在组装时通过旋转在上的加固模块调整加固结构的弧线，以适应不同的隧道管片衬砌环。
2.根据权利要求1所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述端部加固模块（1）包括加固弧形板（11）和内嵌在加固弧形板（11）顶端两侧的插入式铰接结构（12）；
3.根据权利要求2所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述加固弧形板（11）包括弧形板体（111）、设置在弧形板体（111）中且两端呈开口状的灌浆腔（112）、设置在弧形板体（111）两侧边缘处的多个锚栓孔（113），以及设置在弧形板体（111）内弧面上的注浆口（114），其中，端部加固模块（1）与标准加固模块（2）的加固弧形板（11）顶端两侧均设置有嵌入槽（115），用于安装插入式铰接结构（12）；
4.根据权利要求3所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述插入式铰接结构（12）包括内嵌于嵌入槽（115）中的嵌入座（121）、设置在嵌入座（121）外侧的l形铰接座（122）、设置在l形铰接座（122）侧面轴心处的插入式铰接轴（123），以及设置在l形铰接座（122）上伸缩抵触部件（124），铰接连接片（13）为与l形铰接座（122）相对应的l形，其中，l形铰接座（122）的轴心处设置有供插入式铰接轴（123）穿过的穿孔（1222），嵌入座（121）上设置有与穿孔（1222）相对应的插入孔（1212），当伸缩抵触部件（124）未受到抵触时，将穿孔（1222）遮住，阻挡插入式铰接轴（123）的穿过。
5.根据权利要求4所述一种快速安装的模块化地铁隧道加固结构，其特征是：所述伸缩抵触部件（124）包括设置在l形铰接座（122）上的伸缩弹簧（1244）、设置在伸缩弹簧（1244）顶部的抵触板（1241）、设置在抵触板（1241）顶部左右两侧的遮盖板（1242）、设置在抵触板（1241）底部前后两...
【专利技术属性】
技术研发人员：李慎涛，万勇，宋立，吴志华，汤豪，江威，王肃斌，柯美君，黄飞宇，
申请(专利权)人：武汉精隧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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