[发明专利]纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构及方法

说明书

本发明公开了一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构及方法，其中，隧道加固结构包括短纤维增强水泥基复合件和纤维织物网，所述短纤维增强水泥基复合件喷涂固定在隧道衬砌水泥土的表面上，所述纤维织物网由内向外呈层状分布在所述短纤维增强水泥基复合件内。本发明能大幅度提高衬砌的耐腐蚀性能、抗裂性能、整体稳定性和变形性能。

技术领域

本发明涉及隧道衬砌混凝土修复工艺技术领域，尤其涉及一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构及方法。

背景技术

由于隧道工程运营环境复杂(温度差大、湿度大、地下水渗透、列车及上部汽车振动、岩体围压扰动等)，随着运营年限的增长，隧道开始出现混凝土衬砌的裂损破坏，常见的形式有混凝土掉块露筋、宽的横和纵向裂缝、细密的交错裂纹及大面积内部空洞。这些裂缝缺陷的出现，会进一步造成钢筋腐蚀、渗漏水、变形侵限，使结构耐久性和承载力降低，缩短隧道使用寿命和维护周期，甚至导致工程事故。

现有对于运营期的盾构隧道加固方法，一般分为粘钢法、增大截面法与粘贴FRP法。

(1)对于粘钢法，由于钢板刚度高、强度高的特点，可明显提高衬砌的整体强度和刚度，施工较为方便。但由于钢板密度高，常需要大型起重设备，对场地要求高，同时也会增加结构自重；钢锚具会对混凝土衬砌造成二次损伤，而使用结构胶则会使钢面板的耐温性能降低；且钢板需要提前切割成型，如遇不规则尺寸下料较困难。

(2)对于增大截面法，即通过增设钢筋和加大混凝土截面来提高混凝土衬砌整体强度和刚度。由于混凝土保护层厚度的要求，面层厚度大于60mm，极大影响内部空间的有效使用面积；由于为湿作业并且需要大型机具，对周边场地运营环境影响大；需要铺设钢筋网或绑扎钢筋，施工周期长，不利于地铁正常运营。

(3)粘贴FRP布法操作简便、易于施工、无需大型机具，可延曲面贴附，不增加结构自重及截面尺寸，对隧道环境影响小。由于FRP轻质高强的贴点，该法加固效率极高，对衬砌局部加固补强效果好，但是对整体刚度的提升并不明显；由于粘接剂一般采用环氧树脂，其软化温度为60-90℃，耐热性能差，一旦树脂软化FRP即将退出工作，并且在高温下环氧树脂还会释放有毒气体，对隧道内人员安全造成危害。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构及方法，能大幅度提高衬砌的耐腐蚀性能、抗裂性能、整体稳定性和变形性能。

根据本发明第一方面实施例的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，包括：

短纤维增强水泥基复合件，所述短纤维增强水泥基复合件喷涂固定在隧道衬砌水泥土的表面上；

纤维织物网，所述纤维织物网由内向外呈层状分布在所述短纤维增强水泥基复合件内。

根据本发明第一方面实施例的纤维织物网增强喷射纤维水泥的隧道加固结构，与现有技术相比，具有如下的优点：

(1)纤维织物网具有极佳的耐腐蚀性能，不存在钢的电化学腐蚀问题，故无需混凝土保护层≥40mm的要求，该加固结构的总体厚度一般可控制在20mm以下，大大地减少了隧道内部空间有效使用面积的影响。

(2)纤维织物网自重轻，无需借助大型设备即可搬运和迅速铺放；同时因为具有一定的柔度易贴合成型，很方便在施工现场铺放成隧道内衬形状，降低人工和机械成本；纤维水泥为喷射施工，高效便捷。

(3)由于纤维织物网表面有树脂固化层，其耐热性能不佳，但有了短纤维增强水泥基复合件的保护，可以显著降低外部高温传递到内部的时间，进而提高加固面层的耐热耐火性能。