[发明专利]用于矿山法施工隧道二衬的弯螺栓组合接头及加固方法

说明书

本发明公开了一种用于矿山法施工隧道二衬的弯螺栓组合接头及加固方法，组合接头包括外弧面接头和内弧面接头，外弧面接头包括分别设置于两个相对二次衬砌管片端部的连接槽，连接槽的一侧分别设置有C型构件，C型构件的底面上开设有螺栓孔，螺栓孔内穿设有锚筋，C型构件间通过H型构件相连接；H型构件的一端与支撑构件相抵接；内弧面接头包括关于二次衬砌管片端部对称设置的两个环向接头手孔；加固方法包括在两个二次衬砌管片中预先设置连接槽、C型构件、环向接头手孔和弯螺栓孔。本发明能够解决现有技术中二衬刚度不足、容易出现接头压裂的问题，结构简单、可靠性强、可显著减弱管片接头应力集中效应，减小管片接头混凝土压裂风险。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于矿山法施工隧道二衬的弯螺栓组合接头及加固方法。

背景技术

现有隧道施工通常采用的方法为矿山法，其包括传统矿山法、新奥法、新意法以及类似的施工工法，矿山法施工的隧道，其二次衬砌加固一般采用现场绑扎钢筋、二次衬砌加固台车进行现浇施工，施工效率较低。

随着施工机械化、智能化的发展，隧道二次衬砌加固采用工厂预制，现场拼装的方式施工，既可提高施工效率，也可减小材料浪费，降低环境污染，在矿山法隧道工程施工领域具有广阔的应用前景。

与采用岩石掘进机施工的一般圆形隧道断面不同的是，矿山法隧道一般呈扁平状，外荷载作用下二次衬砌加固结构弯矩较大，预制二次衬砌加固管片接头需要具有较大的抵抗弯矩的能力。

而现有的二次衬砌加固的管片接头通常还是采用单排螺栓连接方式，螺栓位于管片中线附近，由于接头构造以及螺栓位置的特点，导致管片接头刚度远小于管片本体，荷载作用下管片接头常出现应力集中导致的管片混凝土开裂；同时正负弯矩作用下管片刚度也不一致，在载荷作用下存在管片接头局部压裂、管片接头张开并进而导致接头防水失效、管片接头位置漏水漏沙问题的风险。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中二次衬砌加固管片接头刚度不足、容易出现接头压裂的问题的用于矿山法施工隧道二衬的弯螺栓组合接头及加固方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种用于矿山法施工隧道二衬的弯螺栓组合接头，其包括外弧面接头和内弧面接头，外弧面接头包括分别设置于两个相对二次衬砌管片端部的连接槽，连接槽的一侧分别设置有C型构件，C型构件的底面上开设有螺栓孔，螺栓孔内穿设有锚筋，C型构件间通过H型构件相连接；H型构件的一端与支撑构件相抵接；内弧面接头包括关于二次衬砌管片端部对称设置的两个环向接头手孔，环向接头手孔间设置有弯螺栓孔，弯螺栓孔内安装有弯螺栓。

上述技术方案中，优选的，连接槽内平行设置有若干锚筋。

上述技术方案中，优选的，连接槽的长度为H型构件和支撑构件的长度之和。

上述技术方案中，优选的，外弧面接头为水平销式接头，两侧锚筋到二次衬砌管片侧壁的距离相同。

上述技术方案中，优选的，相对的两块二次衬砌管片上均设置有若干对外弧面接头和内弧面接头。

上述技术方案中，优选的，外弧面接头和内弧面接头的数量相同，且弯螺栓的直径大于1.5倍锚筋的直径。

上述技术方案中，优选的，环向接头手孔到二次衬砌管片端部的距离小于锚筋端部到二次衬砌管片端部距离的2/3。

本发明还提供了一种上述用于矿山法施工隧道二衬的弯螺栓组合接头的加固方法，其包括如下步骤：

S1、在两个二次衬砌管片中预先设置连接槽、C型构件、环向接头手孔；

S2、在两个二次衬砌管片拼装前，在连接槽上未安装C型构件的一侧安装支撑构件；