[发明专利]一种预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构，包括管片、预埋钢板、连接钢板、锚筋、拉索、连接槽钢、液压千斤顶、临时注浆通道；管片内弧面设置预埋钢板，相邻预埋钢板之间设置连接钢板，连接钢板两端分别与预埋钢板连接固定；预埋钢板外侧等间距垂直焊接有锚筋，锚筋一端设在预埋钢板上，锚筋另一端连接固定在管片主筋上；预埋钢板上设置预埋连接装置，预埋连接装置包括内置螺孔、螺杆和外连接头，内置螺孔贯穿预埋钢板设于管片中，内置螺孔内设有螺杆，螺杆一端设有外连接头。本发明的有益效果是：管片结构预加固，承载抗变形能力强；水平拉设预应力拉索，限制管片向外位移；顶部底部形成小拱形，增强纵向抗压能力。

技术领域

本发明属于盾构管片加固技术领域，特别涉及一种预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构及施工方法，适用于易受到纵向挤压而产生横椭圆式变形的盾构管片结构加固，尤其是对受到大范围地面堆载或侧向基坑开挖影响的浅层盾构隧道以及对结构稳定性、安全性要求较高的管片结构。

背景技术

由于具有绿色环保、机械化程度高、施工运营不受气候条件限制等优点，采用预制管片现场拼装的盾构隧道已成为当今城市轨道交通等市政基础设施的重要结构形式。但随着城市化的进一步发展，在地下盾构管线土层表面及周围进行的沿线诸多的城市化建设、其他隧道管线的建设和车站的施工等，都会对地铁隧道结构造成结构沉降与变形影响。其中，由于地面大范围的堆载或侧向深基坑开挖的影响，从而引起隧道结构产生横椭圆式变形破坏便是其中之一。地铁隧道发生横椭圆式的变形会引起管片出现裂缝、渗漏水，甚至管片断裂，衬砌剥落等整体结构式破坏，对地铁隧道的运营安全造成极大的威胁，因此如何加固隧道结构从而抵抗隧道发生横椭圆式变形已经受到了工程界的广泛关注。

现有的盾构隧道加固技术主要包括内张钢圈加固法、黏贴复合腔体加固法、芳纶布加固法、碳纤维布加固法、侧向注浆加固法等。其中，芳纶布加固法和碳纤维布加固法作为一种辅助型的管片加固手段仅适用于一些小变形的加固和修复，难以抵抗大变形结构的破坏。侧向注浆加固法工艺复杂，影响因素较多，施工不确定性较大。而内张钢圈加固法和黏贴复合腔体加固法虽然应用相对较多，但是施工操作复杂，耗时长，在实际工程中存在诸多不便。

综上所述，现有的隧道加固技术总体还处于探索阶段，施工工艺并非十分成熟，对防止盾构隧道横椭圆式变形的效果并不理想。另外，现有技术在实际的工程应用中往往存在着诸多的条件限制，施工操作复杂，加固耗时长，加固效果不稳定等问题，亟需通过改进技术来进行解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构及施工方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：这种预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构，包括管片、预埋钢板、连接钢板、锚筋、拉索、连接槽钢、液压千斤顶、临时注浆通道和壁外填筑固化土；管片内弧面设置预埋钢板，相邻预埋钢板之间设置连接钢板，连接钢板两端分别与预埋钢板连接固定；预埋钢板外侧等间距垂直焊接有锚筋，锚筋一端设在预埋钢板上，锚筋另一端连接固定在管片主筋上；预埋钢板上设置预埋连接装置，预埋连接装置包括内置螺孔、螺杆和外连接头，内置螺孔贯穿预埋钢板设于管片中，内置螺孔内设有螺杆，螺杆一端设有外连接头，外连接头露在预埋钢板内弧表面；外连接头包括牛腿状外连接头和拉环状外连接头，盾构隧道两侧腰部采用拉环状外连接头，两侧拉环之间设置预应力拉索，盾构隧道顶拱和底拱部位对称设置牛腿状外连接头，两个等高的牛腿状外连接头之间架设连接槽钢进行支撑，顶部的连接槽钢上设置液压千斤顶对顶部管片进行顶升；拉环状外接头上下紧靠的内置螺孔设置成临时注浆通道用于注浆填充壁外空隙形成壁外填筑固化土。

作为优选：所述预埋钢板紧贴管片内弧面，并分布于每一块管片正中央，并与管片长边相平行。

作为优选：所述连接钢板固定在相邻两块管片之间，两端分别与预埋钢板通过螺栓连接。

作为优选：所述预埋连接装置分布在预埋钢板中轴线上；内置螺孔由空心螺纹套构成；螺杆与外连接头为一整体。