[发明专利]一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法及应用

说明书

本发明涉及一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法及应用，所述时机确定方法包括以下步骤：1)基于荷载结构法进行室内模型试验，获得在不同变形模式下，盾构隧道结构水平扩张值与荷载的关系曲线，记为第一关系曲线；2)进行粘钢补强结构破坏试验，获得加固结构的承载性能以及加固结构水平扩张值与荷载的关系曲线，记为第二关系曲线；3)基于所述第二关系曲线拟合获得加固点水平扩张值与结构极限承载力以及加固点水平扩张值与结构刚度的曲线公式；4)获取现场盾构隧道结构的变形模式与变形条件，基于所述曲线公式及所述第一关系曲线确定粘钢加固时机。与现有技术相比，本发明具有节约能源、有效提高盾构隧道使用寿命等优点。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其是涉及一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法及应用。

背景技术

由于施工质量、周边工程活动等影响，地铁盾构隧道结构产生较大变形已成为地铁隧道的常见问题。隧道结构过大变形将诱发局部沉降、管片开裂、渗漏水等隧道病害，进而加速隧道结构性能劣化，严重威胁地铁隧道结构的安全承载。

为了保证隧道结构安全并维持地铁正常运营，有必要针对已发生异常变形的盾构隧道采取必要的加固措施。粘钢加固法以满足净空复核、较好提升结构刚度及承载力的优点而被普遍采用，但目前粘钢加固技术及其分析评价的研究都还处于探索阶段，尚无明确的地铁盾构隧道粘钢加固技术规范可供参考，在实际加固案例中往往以工程经验或类比的方式进行设计与施工，缺乏一种能明确评价粘钢加固效果并提出合理加固时机以提高隧道结构安全性的方法。

目前，国内学者针对盾构隧道粘钢加固的研究主要以结构设计和加固方法为主。

在粘钢加固结构设计方面，中国专利CN 207568627 U公开了一种用于加固盾构隧道结构及道床的钢板加固结构，该结构为多段弧形钢板依次固定连接而成的环状结构。中国专利CN 208669320 U公开了一种用于预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构，在管片内弧面设置预埋钢板，并与相邻钢板固定，预埋钢板外侧等间距垂直焊接有锚筋，锚筋一段设在预埋钢板上，另一端连接在管片主筋上。中国专利CN 110206564 U公开了一种基于U形钢板的盾构隧道加固结构及施工方法，该加固结构包括粘结在待加固区域内的盾构管片内弧面处的U形钢板。

在粘钢加固方法方面，中国专利CN 103643965 A公开了一种成型隧道管片修补及加固施工方法，管片修补具体施工步骤为：1、管片碎裂分类辨别，2、选择修补措施，3、管片碎裂表面清理，4、钻孔植筋，5、涂刷界面剂，6、绑扎钢筋网片，7、涂抹聚合物修补砂浆；管片加固具体步骤是：1、嵌缝、注浆及手孔封堵，2、钢板加工及防腐处理，3、保护钢板安装，4、环氧树脂浆液填充。中国专利CN103061780A公开了一种运营隧道结构钢板加固施工方法，具体步骤为：加固区域内各电缆、管线、支架设备临拆临移；于受损管片表面粘贴芳纶布；对管片环缝及纵缝止渗堵漏；于所述管片安装环形钢圈；向所述环形钢圈与管片间压注环氧树脂填充固定。

目前尚未涉及粘钢加固时机的确定方法，无法有效地对盾构隧道进行加固处理，以达到节约能源及提高隧道使用寿命的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法及应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种盾构隧道结构粘钢补强加固时机确定方法，包括以下步骤：

1)基于荷载结构法进行室内模型试验，获得在不同变形模式下，盾构隧道结构水平扩张值与荷载的关系曲线，记为第一关系曲线；

2)进行粘钢补强结构破坏试验，获得加固结构的承载性能以及加固结构水平扩张值与荷载的关系曲线，记为第二关系曲线；

3)基于所述第二关系曲线拟合获得加固点水平扩张值与结构极限承载力以及加固点水平扩张值与结构刚度的曲线公式；