[發明專利]一種隧道預制鋼拱架加固補強方法

有效

• 申請號: 202010561949.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111764941B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 劉學增;丁爽;桑運龍;師剛
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海同巖土木工程科技股份有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/10;E21D11/28;E21D11/38;E21D20/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種隧道預制鋼拱架加固補強方法，包括以下步驟：1)采用三維激光掃描獲取隧道加固斷面襯砌內側輪廓信息，并據此制作鋼拱架，該鋼拱架由預制的分段鋼拱架構件組成；2)在襯砌內側從邊墻底腳沿環向到拱部，通過螺栓將預制的各段鋼拱架構件組合成鋼拱架；3)在鋼拱架底腳位置安裝預應力錨桿，使錨桿貫穿襯砌并插入隧道圍巖中；4)在鋼拱架與襯砌內側的間隙填充無收縮砂漿或楔塊；5)為保證鋼拱架縱向的穩定性，在沿隧道縱向設置的多個鋼拱架間安裝內撐桿；6)在鋼拱架內側安裝防火裝飾層。與現有技術相比，本發明具有不需要對原襯砌結構進行開槽、高強度、防火、快速便捷、無損加固等優點。

技術領域

本發明涉及隧道鋼拱架加固技術領域，尤其是涉及一種隧道預制鋼拱架加固補強方法。

背景技術

現有的加固隧道鋼拱架方法(中國專利CN201910560454.7)主要采用嵌入舊襯砌的方法，其基本步驟如下：

(1)在原襯砌內側沿隧道縱向方向按照一定間隔開設沿原襯砌周向方向分布的環向凹槽；

(2)在上述的環向凹槽中嵌入弧形的工字型鋼拱架；

(3)在原襯砌內側位于相鄰兩個環向槽之間的位置開設多條沿隧道縱向分布的水平槽，縱向水平槽兩端分別與兩側的環向槽相連，形成網格狀的開槽結構；

(4)在縱向水平槽中嵌入連接筋，并將縱向鋼筋的兩端分別焊接在兩側鋼拱架上；

(5)向環向和縱向槽中澆筑混凝土形成混凝土填充層，在混凝土填充層和原襯砌間隙注入水泥砂漿填充；

(6)在網格狀開槽結構的所有網格中心位置插入預應力錨桿，并貫穿原襯砌插入隧道圍巖中；

(7)向原襯砌內側噴射一層混凝土，與鋼拱架、縱向連接筋、填充層、錨桿等共同形成一層網狀鋼筋混凝土結構，即為加固隧道襯砌的嵌拱結構。

該工法通過在襯砌上開槽嵌入鋼拱架，與混凝土填充、錨桿、噴射混凝土等形成加固隧道襯砌的復合結構，可對開裂、剝離或坍塌襯砌進行加固，維持隧道結構的穩定性。

但是，上述現有工法的主要缺點在于施工過程復雜，首先需要對原結構行進一定程度的破壞(開槽)，再通過填充層修復對原結構的損傷，無論是開槽的過程，還是澆筑和養護混凝土的過程，耗時都比較長，導致施工工期長、對交通影響較久，并且安裝鋼拱架后還需要噴射混凝土填充拱架形成的網格，進一步增加了施工的難度和時間。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種隧道預制鋼拱架加固補強方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種隧道預制鋼拱架加固補強方法，包括以下步驟：

1)采用三維激光掃描獲取隧道加固斷面襯砌內側輪廓信息，并據此制作鋼拱架，該鋼拱架由預制的分段鋼拱架構件組成；

2)在襯砌內側從邊墻底腳沿環向到拱部，通過螺栓將預制的各段鋼拱架構件組合成鋼拱架；

3)在鋼拱架底腳位置安裝預應力錨桿，使錨桿貫穿襯砌并插入隧道圍巖中；

4)在鋼拱架與襯砌內側的間隙填充無收縮砂漿或楔塊；

5)為保證鋼拱架縱向的穩定性，在沿隧道縱向設置的多個鋼拱架間安裝內撐桿；

6)在鋼拱架內側安裝防火裝飾層。

所述的步驟1)中，鋼拱架采用冷加工H型鋼制成后經防銹處理。

所述的步驟1)中，鋼拱架截面的選取原則如下：

對于2車道公路隧道、直徑不大于10m的盾構隧道，采用H90～H125型鋼；