[發明專利]一種預埋鋼板抗橫橢圓變形盾構隧道加固結構及施工方法

在審

• 申請號: 201810735528.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108678775A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 魏綱;齊永潔;洪文強;張鑫海;王辰;王新;董北北
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/10
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及一種預埋鋼板抗橫橢圓變形盾構隧道加固結構，包括管片、預埋鋼板、連接鋼板、錨筋、拉索、連接槽鋼、液壓千斤頂、臨時注漿通道；管片內弧面設置預埋鋼板，相鄰預埋鋼板之間設置連接鋼板，連接鋼板兩端分別與預埋鋼板連接固定；預埋鋼板外側等間距垂直焊接有錨筋，錨筋一端設在預埋鋼板上，錨筋另一端連接固定在管片主筋上；預埋鋼板上設置預埋連接裝置，預埋連接裝置包括內置螺孔、螺桿和外連接頭，內置螺孔貫穿預埋鋼板設于管片中，內置螺孔內設有螺桿，螺桿一端設有外連接頭。本發明的有益效果是：管片結構預加固，承載抗變形能力強；水平拉設預應力拉索，限制管片向外位移；頂部底部形成小拱形，增強縱向抗壓能力。

技術領域

本發明屬于盾構管片加固技術領域，特別涉及一種預埋鋼板抗橫橢圓變形盾構隧道加固結構及施工方法，適用于易受到縱向擠壓而產生橫橢圓式變形的盾構管片結構加固，尤其是對受到大范圍地面堆載或側向基坑開挖影響的淺層盾構隧道以及對結構穩定性、安全性要求較高的管片結構。

背景技術

由于具有綠色環保、機械化程度高、施工運營不受氣候條件限制等優點，采用預制管片現場拼裝的盾構隧道已成為當今城市軌道交通等市政基礎設施的重要結構形式。但隨著城市化的進一步發展，在地下盾構管線土層表面及周圍進行的沿線諸多的城市化建設、其他隧道管線的建設和車站的施工等，都會對地鐵隧道結構造成結構沉降與變形影響。其中，由于地面大范圍的堆載或側向深基坑開挖的影響，從而引起隧道結構產生橫橢圓式變形破壞便是其中之一。地鐵隧道發生橫橢圓式的變形會引起管片出現裂縫、滲漏水，甚至管片斷裂，襯砌剝落等整體結構式破壞，對地鐵隧道的運營安全造成極大的威脅，因此如何加固隧道結構從而抵抗隧道發生橫橢圓式變形已經受到了工程界的廣泛關注。

現有的盾構隧道加固技術主要包括內張鋼圈加固法、黏貼復合腔體加固法、芳綸布加固法、碳纖維布加固法、側向注漿加固法等。其中，芳綸布加固法和碳纖維布加固法作為一種輔助型的管片加固手段僅適用于一些小變形的加固和修復，難以抵抗大變形結構的破壞。側向注漿加固法工藝復雜，影響因素較多，施工不確定性較大。而內張鋼圈加固法和黏貼復合腔體加固法雖然應用相對較多，但是施工操作復雜，耗時長，在實際工程中存在諸多不便。

綜上所述，現有的隧道加固技術總體還處于探索階段，施工工藝并非十分成熟，對防止盾構隧道橫橢圓式變形的效果并不理想。另外，現有技術在實際的工程應用中往往存在著諸多的條件限制，施工操作復雜，加固耗時長，加固效果不穩定等問題，亟需通過改進技術來進行解決。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種預埋鋼板抗橫橢圓變形盾構隧道加固結構及施工方法。

為實現上述技術目的，本發明采用了以下技術方案：這種預埋鋼板抗橫橢圓變形盾構隧道加固結構，包括管片、預埋鋼板、連接鋼板、錨筋、拉索、連接槽鋼、液壓千斤頂、臨時注漿通道和壁外填筑固化土；管片內弧面設置預埋鋼板，相鄰預埋鋼板之間設置連接鋼板，連接鋼板兩端分別與預埋鋼板連接固定；預埋鋼板外側等間距垂直焊接有錨筋，錨筋一端設在預埋鋼板上，錨筋另一端連接固定在管片主筋上；預埋鋼板上設置預埋連接裝置，預埋連接裝置包括內置螺孔、螺桿和外連接頭，內置螺孔貫穿預埋鋼板設于管片中，內置螺孔內設有螺桿，螺桿一端設有外連接頭，外連接頭露在預埋鋼板內弧表面；外連接頭包括牛腿狀外連接頭和拉環狀外連接頭，盾構隧道兩側腰部采用拉環狀外連接頭，兩側拉環之間設置預應力拉索，盾構隧道頂拱和底拱部位對稱設置牛腿狀外連接頭，兩個等高的牛腿狀外連接頭之間架設連接槽鋼進行支撐，頂部的連接槽鋼上設置液壓千斤頂對頂部管片進行頂升；拉環狀外接頭上下緊靠的內置螺孔設置成臨時注漿通道用于注漿填充壁外空隙形成壁外填筑固化土。

作為優選：所述預埋鋼板緊貼管片內弧面，并分布于每一塊管片正中央，并與管片長邊相平行。

作為優選：所述連接鋼板固定在相鄰兩塊管片之間，兩端分別與預埋鋼板通過螺栓連接。

作為優選：所述預埋連接裝置分布在預埋鋼板中軸線上；內置螺孔由空心螺紋套構成；螺桿與外連接頭為一整體。