[發明專利]一種基于電弧增材制造的盾構隧道加固結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202210369071.3
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114856643A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 丁智;葉俊;張霄;張博;劉念武;湯慧萍;王震
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院
• 主分類號: E21D11/14
• 分類號: E21D11/14;E21D11/08;E21D11/10;B33Y10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種基于電弧增材制造的盾構隧道加固結構，其特征在于，所述盾構隧道加固結構由多塊雙環內張曲肋組件與道床固定件沿環向、縱向拼裝組成，所述雙環內張曲肋組件包括一塊弧狀內環板、一塊弧狀外環板、兩塊矩形狀環側板、兩塊弧狀縱側板以及多塊曲狀肋板，一塊弧狀內環板、一塊弧狀外環板、兩塊矩形狀環側板、兩塊弧狀縱側板圍合形成框架，多塊曲狀肋板均勻交叉設置在所述框架內。

技術領域

本申請涉及盾構隧道加固技術領域，尤其涉及一種基于電弧增材制造的盾構隧道加固結構及其施工方法。

背景技術

隨著城市地鐵隧道建設的不斷發展，盾構法以其施工安全可靠，掘進速度快、不受地面交通和季節氣候影響等特點被廣泛應用于城市地鐵工程。各大城市在修建地鐵線路的同時，也在其周圍進行大規模城市建設，例如：上方或側方基坑開挖、盾構穿越、樁基施工等，導致運營地鐵隧道結構經常受到外界周圍環境擾動影響。進一步，隧道結構受擾動后易發生局部縱向沉降過大、接縫滲漏水以及張開量過大、管片破損等病害，從而致使隧道結構性能發生顯著衰退，威脅列車的運行安全。

針對運營地鐵隧道結構破損、管片變形等方面的病害，目前工程中通常采用以下幾種方法進行加固補強：第一種方法為粘貼芳綸布等纖維材料加固法，將芳綸布等纖維材粘貼于受損盾構隧道的受拉區域內，可以明顯起到良好的限制隧道變形發展的作用，但是這種方法對于提高結構整體剛度作用較小。第二種方法為安裝鋼板加固法，將厚鋼板分段安裝于隧道管片內側，有效提高了管片結構的整體承載性能，但是這種方法施工工藝復雜、周期長，成本高昂，而且鋼板自重大、防腐性較差。第三種方法為注漿加固法，通過漿液凝固提高破損結構和周圍地層的強度，但是這種方法對于軟土地區土層高靈敏度和流變性的特點，注漿加固施工不易控制，常常出現跑漿、漏漿和偏漿的情況，反而容易加劇隧道病害的發生。

發明內容

基于此，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基于電弧增材制造的盾構隧道加固結構及其施工方法，具有加工方便，施工快捷，強度有效等特點。

根據本申請實施例的第一方面，提供一種基于電弧增材制造的盾構隧道加固結構，所述盾構隧道加固結構由多塊雙環內張曲肋組件與道床固定件沿環向、縱向拼裝組成，所述雙環內張曲肋組件包括一塊弧狀內環板、一塊弧狀外環板、兩塊矩形狀環側板、兩塊弧狀縱側板以及多塊曲狀肋板，一塊弧狀內環板、一塊弧狀外環板、兩塊矩形狀環側板、兩塊弧狀縱側板圍合形成框架，多塊曲狀肋板均勻交叉設置在所述框架內。

進一步地，所述曲狀肋板在空間上設置對向交錯的“剪刀撐”結構形式，即曲狀肋板連接一側弧狀縱側板與另一側弧狀縱側板并沿弧狀內環板和弧狀外環板呈弧狀布設，在框架中形成多塊曲狀肋板交匯多個節點的復雜網狀結構體系。

進一步地，所述曲狀肋板與弧狀縱側板之間的角度宜設置為45°～60°，曲狀肋板的間距宜設置為200m～300mm。

進一步地，所述弧狀內環板、弧狀外環板、矩形狀環側板和弧狀縱側板的厚度宜設置為20～40mm，曲狀肋板的厚度宜設置為10～20mm。

進一步地，每塊矩形狀環側板上預留沿縱向分布的多組螺栓孔，通過螺栓穿過對應的螺栓孔可連接環向兩塊的雙環內張曲肋組件；每塊弧狀縱側板上預留沿環向分布的多組螺栓孔，通過螺栓穿過對應的螺栓孔可連接縱向兩塊的雙環內張曲肋組件。

進一步地，所述螺栓孔的大小宜設置為半徑15mm的圓孔，與弧狀外環板底部的距離宜設置為60～80mm；螺栓孔的設計位置宜為曲狀肋板交匯節點之間。

進一步地，所述弧狀外環板上沿環向和縱向均預留多組長100mm寬100mm的孔洞，對應于矩形狀環側板和弧狀縱側板上預留的螺栓孔位置下方處，用做雙環內張曲肋組件拼裝時的操作空間。