[發明專利]一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構及施工方法

在審

• 申請號: 201910453464.0
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110206564A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 謝東武;張清照;潘青;喬亞飛;趙程
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E21D11/15
• 分類號: E21D11/15;E21D11/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，該加固結構包括粘結在待加固區域內的盾構管片內弧面處的U形鋼板，所述的U形鋼板由多塊并排設置的U形鋼板單元構成，每個U形鋼板單元均由一體成型的翼緣、腹板和底板構成，相鄰的U形鋼板單元一次成型或者通過翼緣焊接或連接件連接成型，所述的腹板和底板相互垂直設置構成U型凹槽，其布置方向為沿隧道環向。

2.根據權利要求1所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，所述的底板上預設填充孔，所述的U型凹槽內通過填充孔填充填充物。

3.根據權利要求1所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，所述的翼緣通過粘結劑與待加固區域內的盾構管片內弧面相互粘結，并且其上開設膨脹螺栓孔，所述的粘結劑為無溶劑型改性環氧樹脂類粘鋼灌注膠或硅膠。

4.根據權利要求2所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，所述的填充物為微膨脹水泥砂漿或微膨脹混凝土。

5.根據權利要求3所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，該加固結構的加固形式包括接頭局部加固形式、全斷面等剛度加固形式和全斷面變剛度加固形式。

6.根據權利要求5所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，當管片環整體無變形，僅在局部接頭位置出現張開或開裂時，則選擇接頭局部加固形式，采用單塊或多塊U形鋼板在待加固區域內的盾構管片接頭位置設置，并通過翼緣上的膨脹螺栓進行固定。

7.根據權利要求5所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，當管片環出現整體變形，且管片本體出現滲漏水、漏沙、收斂變形較大時，則選擇加固形式為全斷面等剛度加固形式，U形鋼板沿隧道環向全圓布置，并通過翼緣上的膨脹螺栓進行固定。

8.根據權利要求5所述的一種基于U形鋼板的盾構隧道加固結構，其特征在于，當管片環出現整體變形，但損害集中在管片接頭處，管片環本體無明顯病害時則選擇加固形式為全斷面變剛度加固形式，采用多塊U形鋼板沿隧道環向布置，相鄰的兩塊U形鋼板之間通過粘鋼的方式加固，從而形成隧道環向全圓布置。

9.一種應用如權利要求1-8任一項基于U形鋼板的盾構隧道加固結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據盾構隧道變形情況的測量結果進行隧道安全性評估；

步驟2：根據安全性評估結果，選擇盾構隧道加固方案，該加固方案包括接頭局部加固方案、全斷面等剛度加固方案及全斷面變剛度加固方案，同時確定加固剛度；

步驟3：根據確定的加固剛度，制作U形鋼板，并在U形鋼板上預設填充孔，將U形鋼板的腹板沿隧道環向展布，U形鋼板的弧面與盾構隧道管片內弧面相合；

步驟4：對待加固區域內的盾構管片采用角磨機進行打磨，露出新鮮面并清除表面灰塵，同時采用角磨機對U形鋼板進行打磨粗化；

步驟5：在待加固區域內的盾構管片與U形鋼板接觸處涂敷粘結劑，并對U形鋼板單元進行加壓，使膠粘劑從U形鋼板四周溢出；

步驟6：根據加固面積大小進行分塊施工，重復步驟5，并將各塊U形鋼板連接為一個整體；

步驟7：通過U形鋼板上預設的填充孔進行填充物的灌注。

10.根據權利要求9所述的施工方法，其特征在于，在步驟5和步驟7的加固過程中，通過增設固定設施避免在加固過程中加固構件脫落，保證加固過程中的施工安全，所述的固定設施為膨脹螺栓或化學螺栓。