一种双相波纹不锈钢快速抢修加固受损隧道装置及方法与流程

1.本发明涉及一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置及方法，适用于受损隧道抢修加固，特别适用于圆形隧道的抢修加固的工况。

背景技术：

2.城市轨道交通中的隧道多以盾构结构进行设计与建设实施，即完全以预制管片以螺栓固定方式进行拼装，在地下约20～50m深度的土壤中形成多绞圆环结构，低于外部土壤(包括含水泥浆)的压力。由此，隧道周围的土壤和泥浆便成为载荷的支撑体，也是保证隧道稳定结构的载体，如果发生少量超载、卸载、位移等变化，都会使隧道结构发生形变，严重的变形会影响隧道内车辆的安全运行限界，直接危及安全运行。随着我国城市规模化建设的全面展开，几乎很难控制隧道结构周边的基础建设，如高层建筑、地下管线、高架道路施工、其他轨道交通设施交叉建设等，就会出现难以控制隧道结构周边土壤和泥浆的受力状态致使隧道结构变形。随着地铁建设总里程的增加，隧道病害不可避免，这将会带来大体量的隧道修复工程。如何快速提高错缝管片结构承载能力成为城市地铁系统加固与修复方面的亟待解决的问题。
3.国内外目前已有的结构加固方法主要为粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法。粘贴纤维复合材加固法面临粘结剂难以短时间内完全固化，严重影响了隧道结构加固的效果。而粘贴钢板加固法面临钢板自重过大、需专用举重设备需长距离进出场加固耗时过长，焊缝多、焊接质量波动大、加固造价高等难题。面对上述困境，开发一种能在不影响隧道正常使用条件下，实现隧道快速加固的新型加固构件和施工工艺成为隧道结构领域发展的新趋势。

技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置及方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，包括钢牛腿、波纹钢、固定锚栓和填充砂浆，所述波纹钢拼接成波纹钢环，并通过钢牛腿与道床连接，波纹钢环与衬砌结构空隙采用砂浆填充密实，与原有隧道结构形成共同受力结构，从而起到永久加固受损隧道的效果。
6.进一步，所述波纹钢环收口采用收口调节装置。
7.进一步，所述波纹钢接头采用搭接螺栓连接，单向安装，最后收口时采用收口调节装置进行距离调节.
8.进一步，所述波纹钢采用双相波纹不锈钢，单块自重小于40kg，依靠人力安装，规格为：宽460mm、厚45mm、壁厚6mm。
9.进一步，所述波纹钢环的接头波谷位置、两侧波谷平台位置开设预留孔，并通过预留孔种植高强度化学锚栓至混凝土管片上。
10.进一步，所述波纹钢环的波峰位置开设2个孔，一个作为注浆孔，另一个为排气孔，
通过浆液自流，一次性完成整环的灌注。
11.进一步，所述钢牛腿的宽460mm、厚20mm，制作时预留接榫，接榫上开螺栓孔。
12.一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道方法，采用双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其步骤为：
13.a.运营隧道内衬加固施工，道床凿除后完成钢牛腿安装，钢牛腿制作时预留牛腿接榫，牛腿接榫上开螺栓孔；
14.b.双相波纹不锈钢制作完成后运抵现场进行安装，双相波纹不锈钢底面紧贴钢牛腿顶面，预留螺栓孔对准后固定波纹钢。沿连接螺栓孔开孔，并种植高强度化学锚栓锚固；
15.c.从一侧依次安装至另一侧钢牛腿位置，收口采用收口调节装置进行距离调节，减少误差，以达到更好的受力效果；
16.d.双相波纹不锈钢安装完成后进行砂浆灌注，灌注砂浆初凝时间30min，最大骨料粒径小于2mm，采用顶注式灌注方式，在波峰位置开2个孔，一个作为注浆孔，一个注浆孔，通过浆液自流，一次性完成整环的灌注。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明采用轻便式定型双向波纹不锈钢进行成环拼接，成环后与原有隧道结构形成共同受力结构，起到永久加固受损隧道的目的。本发明适用于受损隧道快速抢修加固，特别适用于圆形隧道的快速抢修加固的工况。
附图说明
19.图1是本发明的双相波纹不锈钢快速抢修加固受损隧道的方法正视图；
20.图2是本发明的双相波纹不锈钢单块正视图；
21.图3是本发明的双相波纹不锈钢中收口调节装置正视图。
具体实施方式
22.以下结合附图说明对本发明专利的实施例作进一步详细描述。
23.如图1、2、3所示，本发明的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道的装置，包括钢牛腿2、双相波纹不锈钢板、固定锚栓和填充砂浆。
24.采用双相波纹不锈钢板拼接成双相波纹不锈钢环1，并通过钢牛腿2与道床连接，双相波纹不锈钢环1与衬砌结构空隙采用砂浆填充密实，与原有隧道结构形成共同受力结构，从而起到永久加固受损隧道的效果。
25.优选地，双相波纹不锈钢板厚度5mm，宽度460mm，波高45mm，涉及4种规格，6n、7n、8n、9n，每个规格长度差159.5mm，即6n板长957mm，所有板自重小于40kg，方便人力施工
26.优选地，双相波纹不锈钢环1通过牛腿连接接榫与钢牛腿连接，提供可靠的整体性。
27.优选地，双相波纹不锈钢板单向安装，最后收口时采用特制收口调节装置进行距离调节。
28.本发明的装置的特点是：
29.a.本发明中双相波纹不锈钢自重较轻，成环后与原有隧道结构形成共同受力结构。
30.b.双相波纹不锈钢每块有特殊构造连接，可提供较好的抗拉力和抗压力。
31.c.双相波纹不锈钢单向安装，最后收口时采用特制收口调节装置进行距离调节。
32.d.安装施工时，双相波纹不锈钢通过牛腿连接接榫与钢牛腿连接，提供可靠的整体性。
33.e.双相波纹不锈钢预留孔种植高强度化学锚栓至混凝土管片上。
34.f.灌注砂浆初凝时间30min，最大骨料粒径小于2mm，并采用顶注式，在波峰位置开2个孔，一个作为注浆孔，一个注浆孔，通过浆液自流，一次性完成整环的灌注。
35.本发明实施例的使用方法如下：
36.a.运营隧道内衬加固施工，道床凿除后完成钢牛腿安装，钢牛腿制作时预留牛腿接榫，牛腿接榫上开螺栓孔。
37.b.波纹钢制作完成后运抵现场进行安装，波纹钢底面紧贴钢牛腿顶面，预留螺栓孔对准后固定波纹钢。沿连接螺栓孔开孔，并种植高强度化学锚栓锚固。
38.c.从一侧依次安装至另一侧牛腿位置，收口采用特制收口调节装置进行距离调节，减少误差，以达到更好的受力效果。
39.d.双相波纹不锈钢安装完成后进行砂浆灌注，灌注砂浆初凝时间30min，最大骨料粒径小于2mm，采用顶注式灌注方式，在波峰位置开2个孔，一个作为注浆孔，一个注浆孔，通过浆液自流，一次性完成整环的灌注。

技术特征：

1.一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：包括钢牛腿、波纹钢、固定锚栓和填充砂浆，所述波纹钢拼接成波纹钢环，并通过钢牛腿与道床连接，波纹钢环与衬砌结构空隙采用砂浆填充密实，与原有隧道结构形成共同受力结构，从而起到永久加固受损隧道的效果。2.根据权利要求1所述的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：所述波纹钢环收口采用收口调节装置。3.根据权利要求2所述的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：所述波纹钢接头采用搭接螺栓连接，单向安装，最后收口时采用收口调节装置进行距离调节。4.根据权利要求1所述的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：所述波纹钢采用双相波纹不锈钢，自重小于40kg，依靠人力安装；规格为：宽460mm、厚45mm、壁厚6mm。5.根据权利要求1所述的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：所述波纹钢环的接头波谷位置、两侧波谷平台位置开设预留孔，并通过预留孔种植高强度化学锚栓至混凝土管片上。6.根据权利要求1所述的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：所述波纹钢环的波峰位置开设2个孔，一个作为注浆孔，另一个为排气孔，通过浆液自流，一次性完成整环的灌注。7.根据权利要求1所述的双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于：所述钢牛腿的宽460mm、厚20mm，制作时预留接榫，接榫上开螺栓孔。8.一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道方法，采用双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置，其特征在于，其步骤为：a.运营隧道内衬加固施工，道床凿除后完成钢牛腿安装，钢牛腿制作时预留牛腿接榫，牛腿接榫上开螺栓孔；b.双相波纹不锈钢制作完成后运抵现场进行安装，双相波纹不锈钢底面紧贴钢牛腿顶面，预留螺栓孔对准后固定波纹钢。沿连接螺栓孔开孔，并种植高强度化学锚栓锚固；c.从一侧依次安装至另一侧钢牛腿位置，收口采用收口调节装置进行距离调节，减少误差，以达到更好的受力效果；d.双相波纹不锈钢安装完成后进行砂浆灌注，灌注砂浆初凝时间30min，最大骨料粒径小于2mm，采用顶注式灌注方式，在波峰位置开2个孔，一个作为注浆孔，一个注浆孔，通过浆液自流，一次性完成整环的灌注。

技术总结

本发明涉及一种双相波纹不锈钢快速加固受损隧道装置及方法，该装置包括钢牛腿、波纹钢、固定锚栓和填充砂浆，所述波纹钢拼接成波纹钢环，并通过钢牛腿与道床连接，波纹钢环与衬砌结构空隙采用砂浆填充密实，与原有隧道结构形成共同受力结构，从而起到永久加固受损隧道的效果。波纹钢单向安装，最后收口时采用特制收口调节装置进行距离调节；灌注砂浆初凝时间30min，最大骨料粒径小于0.2mm，采用顶注式，在波峰位置开2个孔，一个作为注浆孔，一个排气孔，通过浆液自流，一次性完成灌注。本发明适用于受损隧道快速抢修加固，特别适用于圆形隧道的快速抢修加固的工况。的快速抢修加固的工况。的快速抢修加固的工况。