[发明专利]一种隧道衬砌欠厚补强构造及施工方法

说明书

本发明公开了一种隧道衬砌欠厚补强构造及施工方法，补强构造包括在隧道衬砌欠厚区域设有的新建二次衬砌和新建初期支护，新建二次衬砌和既有二次衬砌相连接，新建初期支护和既有初期支护相连接，还包括在新建初期支护和既有初期支护的连接处设有的若干根砂浆锚杆，以及在隧道衬砌欠厚区域设有的若干根注浆钢花管；施工方法包括设置临时钢架支护；采用注浆钢花管对围岩进行加固；拆除隧道衬砌欠厚区域的拆换段，在拆换段架设永久钢架支护，并喷射混凝土，形成新建初期支护；打设砂浆锚杆，施工新建二次衬砌和既有二次衬砌连接面的钎钉、止水胶，并在新建二次衬砌和新建初期支护之间铺设衬砌防水层，然后立模并浇筑新建二次衬砌。

技术领域

本发明涉及铁路工程建设技术领域，特别涉及一种隧道衬砌欠厚补强构造及施工方法。

背景技术

我国铁路建设历史悠久，截至2016年我国铁路运营里程达到了12.4万公里，其中高铁运营里程2.2万公里以上。但是随着运营时间的增长，一大批隧道开始出现病害，比如渗漏水、衬砌开裂、衬砌欠厚、衬砌背后空洞或不密实等，存在较大的安全隐患。特别是八、九十年代之前修建的隧道，病害更为严重，急需解决、处理隧道病害问题。衬砌欠厚病害是最危险的病害，衬砌欠厚表明其衬砌结构的厚度大小已经不能满足设计或规范要求，不能完全承载围岩等荷载，随时有崩塌、掉块的可能，甚至严重影响隧道正常运营，造成巨大的经济损失。目前对于衬砌欠厚的处理措施多为注浆加固、钢拱架加固等措施，为彻底解决衬砌欠厚的危害，拆换衬砌是一种较好的解决方案，如何既有效又快速地拆换衬砌是目前急需解决的问题，也是以后处理衬砌欠厚缺陷的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种隧道衬砌欠厚补强构造及施工方法，为解决隧道衬砌欠厚可能带来的安全问题提供科学依据，彻底、有效地处理衬砌病害，保证隧道运营安全。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种隧道衬砌欠厚补强构造，包括在隧道衬砌欠厚区域设有的新建二次衬砌和新建初期支护，所述新建二次衬砌和既有二次衬砌相连接，所述新建初期支护和既有初期支护相连接，还包括在新建初期支护和既有初期支护的连接处设有的若干根砂浆锚杆，以及在隧道衬砌欠厚区域设有的若干根注浆钢花管。

本发明通过新建二次衬砌和新建初期支护来替换隧道衬砌欠厚区域的既有二次衬砌和既有初期支护，并通过砂浆锚杆来增强连接处的稳定性，通过注浆钢花管来加固围岩，形成了一个合理、安全、稳定的补强构造，能有效地对衬砌欠厚、衬砌背后空洞等病害进行整治，防止坍塌、掉块等影响隧道运营的安全隐患的发生，既保证了隧道结构安全，又间接节约了工程运营维修投资，使隧道衬砌欠厚补强设计更加合理、安全、可靠。

优选的，所述新建二次衬砌和既有二次衬砌之间通过若干根钎钉相连接，优选的，所述钎钉在所述新建二次衬砌和既有二次衬砌之间的连接面纵向、横向间隔设置，在每根所述钎钉处设有的植筋胶，使得新建二次衬砌和既有二次衬砌之间的连接更加牢固。

优选的，在所述新建二次衬砌和既有二次衬砌之间的连接面设有止水胶，用于改善其防水性能。

优选的，所述新建二次衬砌和新建初期支护之间铺设有衬砌防水层，改善其防水性能。

优选的，所述衬砌防水层包括水板和无纺布。

优选的，所述新建二次衬砌的拱部预留有注浆孔，在隧道局部会出现一些比较严重的欠厚部位(比如拱部10°范围内)，通过注浆孔可对衬砌欠厚部位进行局部注浆回填，增强衬砌的稳定性。

优选的，所述注浆钢花管呈梅花型布置，可有效加固隧道周边围岩。

本发明还公开了一种隧道衬砌欠厚补强构造的施工方法，施工任一上述的一种隧道衬砌欠厚补强构造，包括以下步骤：

步骤一：在隧道衬砌欠厚区域处及其两侧设置临时钢架支护；