[發明專利]一種土層界面城市隧道穿越加固結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202111043104.7
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113605931B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 聞敏杰;吳君濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D20/00
• 代理公司: 衢州維創維邦專利代理事務所(普通合伙) 33282
• 代理人: 徐衛勇

本發明屬于隧道工程技術領域，尤其涉及一種土層界面城市隧道穿越加固結構及其施工方法，該加固結構包括：永久承載結構，沿隧道的長度方向布設，其由若干組依次連接的隧道管片環組成，并成形在隧道的內壁上，用于對隧道內壁進行支撐；隧道管片環包括：內管片，為弧形結構，其具有多片，在各內管片拼接后形成一個環狀結構；外管片，為弧形結構，其與內管片的數量一致，并設置于隧道內壁上；以及錨桿，具有多個，用于將對應的內管片和外管片相連，錨桿一端穿過外管片后，插入到隧道內壁的圍巖內，另一端設置于內管片上。通過錨桿將內管片、外管片相連，并通過錨桿上注漿成型的加固體來加強圍巖的強度。

技術領域

本發明屬于隧道工程技術領域，尤其涉及一種土層界面城市隧道穿越加固結構及其施工方法。

背景技術

隨著我國對交通營運的要求日益增長，軌道交通越來越體現出其重要性，其每年完成的旅客周轉量占全社會旅客周轉量的1/3以上，完成貨物周轉量占全社會貨物周轉量的55％以上，在城市中地鐵更是緩解城市交通壓力的最有效的交通工具。

隧道是軌道交通的重要通道，目前有明挖法、蓋挖法、盾構法、淺埋暗挖法、鉆爆法以及沉管法等等。對于盾構法施工，是以盾構施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構，鋼筒的前端設置支撐和開挖土體的裝置，中段安裝頂進所需的千斤頂，尾部可以拼裝預制或現澆隧道襯砌環。盾構每推進一環距離，就在盾尾支護下拼裝或現澆一環襯砌。對于一些土地含水率比較大的區域的城市，在區域開挖隧道后，由于隧道的巖壁的蠕變、地下水的變化、施工擾動等一些不確定的特殊因素會對地層產生變形影響，進而導致安裝在不同位置的隧道內壁上的盾構管片所承受的圍巖壓力也往往不同。

公告號為CN 103206225 B的中國發明專利，其公開了一種盾構管片，包括頂片、底片和中部油缸，頂片與底片之間通過至少兩排中部油缸連接，中部油缸的前油腔與后油腔之間通過油路連通，且油路上設置有壓力控制閥。在隧道圍巖收斂變形后，通過將頂片也跟隨圍巖一起移動，從而降低底片的壓力，達到抗壓的目的。在實際施工過程中發現，該管片的受力點不均勻，在隧道圍巖發生變形后，會使得部分的管片受力加大，另一部分受力較小，長時間后，會影響管片壽命。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的技術問題，提供一種土層界面城市隧道穿越加固結構及其施工方法，對于部分地區隧道圍巖存在強度較弱的問題，例如，河道，可通過該加固結構，來保證隧道的穩定性。

有鑒于此，本發明提供一種土層界面城市隧道穿越加固結構，其中，包括：永久承載結構，沿隧道的長度方向布設，其由若干組依次連接的隧道管片環組成，并成形在隧道的內壁上，用于對隧道內壁進行支撐；

其中，隧道管片環包括：內管片，為弧形結構，其具有多片，在各內管片拼接后形成一個環狀結構；外管片，為弧形結構，其與內管片的數量一致，并設置于隧道內壁上，以及錨桿，具有多個，用于將對應的內管片和外管片相連，錨桿一端穿過外管片后，插入到隧道內壁的圍巖內，另一端設置于內管片上；其中，錨桿插入到隧道內壁上的圍巖的部分，在注漿后形成注漿加固體。

在本技術方案中，為能夠提高隧道內壁圍巖的強度及內管片、外管片的受力強度，對此設置有錨桿，通過錨桿將內管片、外管片相連，并通過錨桿上注漿成型的加固體來加強圍巖的強度。

在上述技術方案中，進一步的，內管片的內壁上開設有錨具槽口，錨具槽口內開設有供錨桿的插入端穿過的插孔，錨桿位于內管片的一端由設置于錨具槽口內的錨固裝置固定；

錨桿包括：圓盤座，圓盤座上開設有注漿管孔以及第一鋼絞線孔，注漿管孔位于中部，第一鋼絞線孔環繞注漿管孔設置；預應力鋼絞線，有多根，且通過各第一鋼絞線孔設置于圓盤座上；注漿管，通過注漿管孔設置于圓盤座上；桿體，其為中空結構，端部設置于圓盤座上，預應力鋼絞線和注漿管的端部穿過桿體設置；