[发明专利]隧道仰拱修复二次衬砌加固结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道仰拱修复二次衬砌加固结构及施工方法。

背景技术

隧道仰拱是隧道的主要组成部分之一,是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。仰拱与二次衬砌构成隧道整体，增加结构稳定性。

公路隧道仰拱病害缺陷有仰拱虚渣、混凝土厚度不足、混凝土不密实、底鼓、仰拱回填路面区域开裂、翻浆冒泥等，根据不同的病害程度，通常不破除既有结构并采用注浆方式对仰拱进行加固。

上述仰拱缺陷通过灌浆处理后能对既有裂缝或地下水进行封闭封堵，使虚渣等下部缺陷体形成整体，其实往往因新灌入的水泥浆缺陷体与老混凝土有龄期、强度差异，仰拱及仰拱回填混凝土表面不干净，无法形成绝对意义上的整体结构，修复结构的耐久性难以保证，很多隧道处理后经过若干年的运行还会出现同样或新的病害。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种隧道仰拱整体破除重新施做时二次衬砌加固结构及施工方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种隧道仰拱修复二次衬砌加固施工方法，包括以下步骤：

1)二次衬砌钢筋混凝土钻孔，使用电动钻孔取芯机钻孔，孔口位置与电缆沟盖板齐平，钻孔方向相对于水平方向向下倾斜，钻孔深度大于二次衬砌混凝土厚度，成孔直径大于90mm；

2)围岩钻孔，钻孔采用潜孔钻，按照二次衬砌钢筋混凝土上已完成的孔定位并保持钻孔方向一致，孔深总长6m，所述孔深总长包含步骤1)的钻孔孔深；

3)清孔，钻孔完成后使用高压风清孔，保证孔内干净无石屑和石粉；

4)验孔，清孔完成后对孔径、孔深、角度进行验收，验收合格后进入下一步工序；

5)钢管锚筋桩安装及灌浆封孔，钢管锚筋桩由锁脚锚管和钢筋束组成，验收合格后将锁脚锚管插入孔中，将注浆管置于钢筋束中部，将水泥砂浆由注浆管注入孔内，水泥砂浆强度等级为M20，注浆压力0.5MPa，待孔口连续溢浆后停止灌浆，安装止浆塞以防止水泥砂浆溢出，等待水泥砂浆固化45分钟后拆除止浆塞。

作为优选，在围岩钻孔过程中应观察围岩的地质情况，若遇围岩松动破碎时，应采用跟进套管的钻进方法钻孔，如遇坍孔应立即停钻，并进行固壁灌浆处理，待水泥初凝后重新清孔钻进。

作为优选，所述注浆管为的PVC管。

作为优选，所述注浆管的前端距孔底端0.3m。

作为优选，所述钢筋束的初始长度不超过锁脚锚管的长度并大于钻孔深度，待水泥砂浆固化到设计强度时，用砂轮机切除露出孔外的钢筋束和锁脚锚管。

一种隧道仰拱修复二次衬砌加固结构，包括开设于隧道二次衬砌边墙墙脚并向外下方倾斜的加固孔，所述加固孔穿过二次衬砌混凝土结构并延伸至围岩内，所述加固孔内安装有钢管锚筋桩，所述钢管锚筋桩内、所述钢管锚筋桩与所述加固孔之间的间隙均填充有水泥砂浆；

所述钢管锚筋桩包括锁脚锚管、插入锁脚锚管内的钢筋束，所述锁脚锚管圆周壁上设置有若干注浆孔。

作为优选，所述加固孔与水平方向所成夹角为35°～45°。

作为优选，所述锁脚锚管为Φ89的无缝钢管。

作为优选，所述锁脚锚管沿长度方向每隔30cm在管壁上以梅花形布局方式布置一周所述注浆孔，所述注浆孔的孔径为10～16mm。

作为优选，所述钢筋束由三根钢筋和将三根钢筋固定连接为一体的固定环组成，所述钢筋等距离焊接于所述固定环的外环面，所述钢筋为直径20mm的螺纹钢，所述固定环有多个，且内径均为26mm，长度均为3～5cm，相邻两个固定环之间的长度为1.5m。

本发明的有益效果在于：

本发明将锁脚锚管和钢筋束组成的钢管锚筋桩插入开设在二次衬砌边墙墙脚的加固孔内，并灌注水泥砂浆以进行加固，能有效地维持仰拱破除后隧洞整体结构平衡，避免出现二次衬砌结构向内滑动和裂缝的产生，保障施工人员和设备的安全，提高施工进度，能够极好的保证工程的质量并延长工程寿命。

附图说明

图1是本发明所述隧道仰拱修复二次衬砌加固结构的示意图；

图2是本发明所述钢管锚筋桩的结构示意图；

图中：1-二次衬砌，2-围岩，3-钢管锚筋桩，31-锁脚锚管，311-注浆孔，32-钢筋束，321-固定环，322-钢筋。

具体实施方式