一种隧道管片的加固结构的制作方法

本实用新型涉及一种隧道管片的加固结构，属于隧道工程技术领域。

背景技术：

近年来，由于经济的飞速发展，交通运输业也在蓬勃发展，开始大规模的公路过江隧道以及城市地铁隧道的建设工作。建设过程中，主要采用盾构隧道施工技术，最大程度减少了对城市其他设施的影响，因此，盾构隧道施工技术逐渐成为地铁隧道施工中的主流技术。

盾构隧道结构中，普遍使用单层管片衬砌作为支护结构，其结构设计和强度设计将直接关系到工程的安全、使用以及造价。在管片的制造、施工以及运营阶段不可避免的出现管片错台、管片开裂破损、渗漏水、混凝土腐蚀老化甚至剥落掉块、钢筋锈蚀等不同病害，导致衬砌结构的整体失稳。特别是地铁隧道其深部存在软弱的下卧层、淤泥质黏土层和粉质黏土层，在建设过程中易受到扰动引起初始沉降；建设完成后下卧层超孔隙水压力消散也会引起固结沉降及次固结沉降；在列车运行振动荷载循环持续作用下，隧道下卧层的震陷效应也会引起隧道沉降，以上诸多因素均直接威胁着管片结构作为盾构隧道支撑体的安全性。

在国内外已经运营的地铁隧道使用过程中就已经陆续出现了上述不同程度的安全问题，现有的做法是对管片进行加固处理。其中一种做法是在管片的外部外加一层钢环对管片受损处进行加固，钢环采用多块弧形钢板连接构成，钢板的接缝处采用焊接方式连接。这种做法固然能起到对管片的加固效果，但是采用焊接方式进行连接主要存在以下不足：

⑴施工周期长：每块钢板之间采用人工焊接，费力耗时，特别

是对于已经运营的地铁隧道故障段的抢修作业，作业周期过长，需要列车长时间停运，严重影响正常的经营管理，造成巨大的经济损失；

⑵需要多次作业：对焊接后的质量需要探伤检测，一般在焊接

完成后的24小时后进行，再次对生产运营造成影响，还不包括焊接不合格的返工处理，；

⑶操作难度大：焊接采用人工作业，对于位于隧道顶部的弧形

钢板接缝处的焊接，作业人员需要仰焊操作，难度系数大，操作困难，也给作业人员带来一定的安全隐患；

⑷热传递影响：焊接产生的热量在钢板之间传递，受热应力的

影响容易在连接处产生一定的质量隐患。

以上列举的现有技术存在的缺陷，正是本案需要解决的技术重点，本案由此而生。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种隧道管片的加固结构，其同样采用弧形钢板相互连接对管片进行加固，无需焊接，采用装配式螺栓快速连接。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种隧道管片的加固结构，包括若干弧形钢板，弧形钢板上设有注浆口和若干锚栓安装孔，相邻的弧形钢板之间采用螺纹进行连接，并通过锚栓固定于管片上，弧形钢板与管片之间通过注浆口注浆填充。

所述弧形钢板上设有耳板，最下端靠近道床的弧形钢板的外端设有连接板，连接板垂直于弧形面固定，靠近道床的弧形钢板上设有支座，支座的上端与弧形钢板的连接板用螺栓固定连接，支座的侧面与管片用锚栓连接，支座的下端与道床用锚栓连接或者道床两侧的支座之间用钢索张紧拉接固定。

所述支座的上端与弧形钢板的连接板之间设有调节用添板。

所述弧形钢板的边缘设有连接板，连接板与弧形面垂直固定连接，连接板上设有若干螺栓孔，弧形钢板与连接板之间设有加劲板，相邻的两个弧形钢板的连接板进行对接，通过螺栓进行固定连接。

所述弧形钢板的边缘设有企口，企口上设有若干攻丝螺孔，相邻的弧形钢板企口进行拼接，通过螺栓固定连接。

所述弧形钢板的边缘设有若干螺栓孔，每个弧形钢板紧贴管片一侧的螺栓孔处焊接有螺母，相邻的弧形钢板连接处设有连接钢板，连接钢板上设有若干螺栓孔，螺栓依次穿过连接钢板上的螺栓孔和弧形钢板边缘的螺栓孔与焊接在弧形钢板上的螺母固定连接。

所述弧形钢板的边缘设有若干螺栓孔，螺栓孔内预先焊接固定好螺栓，螺栓从靠近管片的一面插入螺栓孔内，相邻的弧形钢板连接处设有连接钢板，连接钢板上设有若干螺栓孔，螺栓依次穿过弧形钢板边缘的螺栓孔和连接钢板上的螺栓孔后，在弧形钢板的正面用螺母拧紧固定。

所述弧形钢板的边缘设有若干攻丝螺孔，相邻的弧形钢板正面连接处设有连接钢板，连接钢板上设有若干螺栓孔，螺栓先穿过连接钢板上的螺栓孔后与弧形钢板边缘的攻丝螺孔拧紧固定。

所述弧形钢板的边缘设有若干螺栓孔，相邻弧形钢板的连接处正反面各设一块设有螺栓孔的连接钢板，靠近管片的连接钢板上预先在螺栓孔内焊接固定好螺栓，螺栓依次穿过内部连接钢板、弧形钢板和外部的连接钢板，最后用螺母拧紧固定；或者所述弧形钢板的边缘设有若干螺栓孔，相邻弧形钢板的连接处正反面各设一块设有螺栓孔的连接钢板，靠近管片的连接钢板的背面螺栓孔处焊接有螺母，螺栓依次穿过外部连接钢板、弧形钢板和内部的连接钢板后与螺母固定连接。

所述弧形钢板的边缘设有若干螺栓孔，相邻弧形钢板的连接处正反面各设一块设有螺栓孔的连接钢板，靠近管片的连接钢板上预先在螺栓孔内焊接有螺柱，螺柱穿过弧形钢板和外部的连接钢板后用螺母拧紧固定。

本实用新型提供的隧道管片的加固结构，其采用螺纹连接的若干弧形钢板进行装配，通过锚栓将加固钢板固定于管片上，并在管片与加固钢板之间注浆填充，以此对管片形成稳固的支撑；加固钢板之间采用装配式快速连接，作业周期短、操作简单，能够大大提高施工速度，为快速抢修争取宝贵的时间，降低了暂停交通运营造成的巨大经济损失。

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述。

附图说明

图1为本实用新型安装结构示意图；

图2为图1中A节点的放大结构示意图；

图3为图1中B节点的放大结构示意图；

图4为图1中C节点的放大结构示意图；

图5为实施例四的结构示意图；

图6为实施例五的结构示意图；

图7为图1中D节点的放大结构示意图；

图8为实施例七的结构示意图；

图9为图1中E节点的放大结构示意图；

图10为图1中F节点的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图10所示，对本实用新型的内容作进一步详细的说明。

如图1所示，一种隧道管片的加固结构，其主要是通过若干弧形钢板3进行装配连接，并将装配好的钢板固定于混凝土管片1上，从而对管片1起到加固效果。为了便于弧形钢板3与管片1之间的固定连接，在弧形钢板3上以及管片1上均设有对应的若干锚栓安装孔，通过锚栓4将弧形钢板3固定于管片1上。为了令弧形钢板3与管片1之间的连接更加稳固，安装时弧形钢板3与管片1之间留有一定的间隙，并在弧形钢板3上设置一些注浆口（图中未画出），通过注浆口向间隙内注入填充物2，填充物2可以是诸如环氧树脂等物质，增强防水的性能。而多个弧形钢板3之间则采用螺纹进行连接，可以达到快速装配的目的。其螺纹连接方式可以采用多种形式，下面仅给出几种实施方式来加以说明，为了简化制图，图1中同时给出了五种连接节点的结构示意，但在实际施工过程中，可根据实际需要仅选择其中一种实施方式即可。

下面将对图1中给出的A至E以及其他几种变体的实施方式的连接节点逐个进行说明。

实施例一：本实施例对应图1中的A节点。如图2所示，采用A节点连接的弧形钢板3，其四周边缘均焊接有连接板6，连接板6垂直于弧形面连接，并在连接板6上设置若干螺栓孔，螺栓孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。为了加强连接板6与弧形钢板3之间的连接强度，在连接板6与弧形钢板3之间还焊接有加劲板7进行支撑。两个弧形钢板3之间装配连接时，将两块弧形钢板3的连接板6进行对接，用螺栓穿过相互对接的连接板6上的螺栓孔，用螺母进行锁紧固定。

实施例二：本实施例对应图1中的B节点。如图3所示，采用B节点连接的弧形钢板3，其四周边缘设有企口8，企口8的设计需保证两块弧形钢板3装配时企口8可以配对组装。在企口8上设有若干攻丝螺孔，螺孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置，两个弧形钢板3装配连接时，将企口8可以相互配合的一侧相对拼接，令两个企口8恰好搭接在一起，同时企口8上的螺孔上下重合，将螺栓穿过企口8上的螺孔对两块弧形钢板3进行固定连接。

实施例三：本实施例对应图1中的C节点。如图4所示，采用C节点连接的弧形钢板3，其四周边缘设有若干螺栓孔，螺栓孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。并在弧形钢板3上的螺栓孔内预先焊接固定好螺栓10，将两个相互装配的弧形钢板3的侧端面紧密对接在一起，在正面连接处另加一块外连接钢板9，并在外连接钢板9的四周边缘设置与弧形钢板3边缘对应的螺栓孔，将焊接固定好的螺栓依次穿过弧形钢板3上的螺栓孔和外连接钢板9上的螺栓孔后，在外部用螺母锁紧固定。

实施例四：如图5所示，弧形钢板3的四周边缘设有若干螺栓孔，螺栓孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。并在弧形钢板3靠近管片1一侧的每个螺栓孔处焊接有螺母，以方面能够从弧形钢板3的正面插入螺栓进行固定。两个相互装配的弧形钢板3的侧端面紧密对接在一起，在正面连接处另加一块外连接钢板9，并在外连接钢板9的四周边缘设置与弧形钢板3边缘对应的螺栓孔，将螺栓穿过外连接钢板9上的螺栓孔和弧形钢板3上的螺栓孔与焊接螺母10固定连接。

实施例五：如图6所示，弧形钢板3的四周边缘设有若干攻丝螺孔，螺孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。两个相互装配的弧形钢板3的侧端面紧密对接在一起，在正面连接处另加一块外连接钢板9，并在外连接钢板9的四周边缘设置与弧形钢板3边缘对应的螺栓孔，将螺栓穿过外连接钢板9上的螺栓孔后与弧形钢板3上的攻丝螺孔固定连接。

实施例六：本实施例对应图1中的D节点。如图7所示，采用D节点连接的弧形钢板3，其四周边缘设有若干螺栓孔，螺栓孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。就单块弧形钢板3而言，在其靠近管片1的一面且靠近侧面连接处设置一块内连接钢板11，内连接钢板11上设置与弧形钢板3上对应的螺栓孔，并在内连接钢板11的螺栓孔内焊接固定好螺栓，相邻的两块弧形钢板3装配时，可以先将内连接钢板11的一端用螺栓固定在其中一块弧形钢板3上，再将另外一块弧形钢板3与其对接，使内连接钢板11上的螺栓穿过弧形钢板3后，在连接面的外部再增加一块设有螺栓孔的外连接钢板9后，最后用螺母在连接面的外部锁紧固定。

实施例七：如图8所示，在弧形钢板3的四周边缘设有若干螺栓孔，螺栓孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。在相邻连接的两块弧形钢板3的连接面的正反面各增设一块设有螺栓孔的连接钢板，其中内连接钢板背面的螺栓孔处焊接有螺母，同样方便螺栓从外部插入进行固定。装配时，可以先用螺栓穿过外连接钢板上的螺栓孔，再依次穿过弧形钢板3和内连接钢板上的螺栓孔，最后与焊接螺母进行固定。

实施例八：本实施例对应图1中的E节点。如图8所示，采用E节点连接的弧形钢板3，其四周边缘设有若干螺栓孔，螺栓孔可以采用单排设置，也可以采用多排设置。在相邻连接的两块弧形钢板3的连接面的正反面各增设一块设有螺栓孔的连接钢板，其中在内连接钢板11的螺栓孔内预先焊接好螺柱12，使螺柱12穿过弧形钢板3和外连接钢板9上的螺栓孔后，在外部用螺母锁紧固定。

上述给出的弧形钢板3上均可以设有耳板（图中未画出），耳板主要方便在弧形钢板3的运送过程中可以利用机械臂进行抓取。

采用上述给出的任一实施例中的加固结构，其构成的钢加固结构既可以是一个封闭的钢环，也可以是一个下部开口的半封闭的钢环。特别是当隧道为在建工程时可以采用全封闭结构安装，对于已经建成运营的隧道，在维修时一般采用半封闭结构。为了令半封闭钢加固结构的下部有所支撑，可以采用以下方式处理：如图10所示，对应图1中的F节点，在连接好的半封闭的钢环的最下端的弧形钢板3的侧面焊接固定一块连接板13，连接板13与弧形面垂直，连接板13上设置若干螺栓孔，在最下端的弧形钢板3上安装一个支座14，将支座14的顶端用螺栓固定在连接板13上，将支座14的侧面用锚栓固定在混凝土管片1上。对于支座14下部的固定连接可以采用以下两种方式：一种是将支座下部用锚栓固定在道床的侧面，当不允许对道床进行改动时，可以采用将道床两侧的两个支座14的下部用钢索进行张紧拉接固定。上述支座14的上端与弧形钢板3的连接板13之间还可以设置一块调节用添板进行缝隙的调节。

本实用新型给出的盾构隧道管片的加固结构，可以采用螺纹连接件对弧形钢板3进行快速的装配，显著的加快了施工的周期，有效弥补了现有技术中存在的诸多缺陷，不仅对于已经运营的地铁隧道的抢修具有显著的优势，对于在建的隧道管片的加固施工也具有深远的经济价值。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。