一种隧道衬砌钢轨加固结构及施工方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种隧道衬砌钢轨加固结构，尤其还涉及一种隧道衬砌钢轨加固结构的施工方法。


背景技术：

2.隧道衬砌是指支持和维护隧道的长期稳定和耐久性的永久结构物。其作用是支持和维护隧道的稳定；保持列车运行所需的空间；防止围岩的风化；解除地下水的影响等。因此，隧道衬砌必须有足够强度、耐久性和一定的抗冻、抗渗和抗侵蚀性。
3.然而，现有的隧道衬砌钢轨的加固结构还存在一定问题：
4.一、现有的隧道衬砌结构中的钢轨加固结构往往采用一些结构单一的加强板或加强筋结构提升固定强度，其加固强度提升较为有限，且长期使用后的破损现象严重。
5.二、现有的隧道衬砌钢轨的加固结构中缺少对钢轨以及衬砌结构的支撑，且加固结构通常重量较大，覆盖面积较广，容易导致钢轨的支撑性能不足，长期使用后容易造成偏移扭曲的现象发生。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种隧道衬砌钢轨加固结构及施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道衬砌钢轨加固结构，包括：衬砌结构、钢轨固定机构、浇筑机构、支撑机构以及排水机构；
8.其中，所述衬砌结构的内部固定安装有固定板，所述固定板的顶部固定连接有弧形钢轨；
9.其中，所述钢轨固定机构安装于所述弧形钢轨上，所述钢轨固定机构用于增加弧形钢轨的固定强度；
10.其中，所述浇注机构安装于所述固定板的底部，所述浇筑机构用于加固衬砌结构和弧形钢轨；
11.其中，所述支撑机构安装于所述弧形钢轨上，所述支撑机构用于增加弧形钢轨在衬砌结构中的稳定性；
12.其中，所述排水机构安装于所述固定板上，所述排水机构用于引导液体流向并向外进行排放。
13.优选的，所述钢轨固定机构包括安装板和螺柱，所述安装板焊接于所述弧形钢轨的外部，所述安装板贴合于所述固定板的顶部，所述安装板的内部嵌装有内螺纹管，所述螺柱贯穿所述内螺纹管和固定板，且所述螺柱的外部滑动安装有挡板，所述螺柱的一端固定连接有挡块，所述挡块位于所述挡板的底部。
14.通过采用上述技术方案，使用时，通过在弧形钢轨与固定板的连接处通过安装板和螺柱从而对弧形钢轨进行连接加固，并在位于固定板底部的螺柱上加装挡板和挡块，使
得弧形钢轨在固定板上的连接处更加稳定，且增加了弧形钢轨的固定性能。
15.优选的，所述浇筑机构包括支撑管和多个浇注管，所述支撑管嵌装于所述固定板的底部，多个所述浇注管均嵌装于所述固定板的底部，所述支撑管的外部开设有通孔，所述支撑管的外部固定连接有加强筋，且所述支撑管的底部固定连接有第三弧形板，所述固定板的底部通过所述支撑管、所述浇注管和所述通孔浇筑有混凝土层，所述衬砌结构的外部开设有多个浇筑孔。
16.通过采用上述技术方案，能够通过支撑管和浇注管向固定板的底部浇筑混凝土层，并通过浇筑孔向衬砌结构的内部浇筑混凝土，增加了施工时混凝土浇筑的便捷性，并提高了衬砌结构与弧形钢轨的整体固定强度。
17.优选的，所述支撑机构包括两个支撑板，两个所述支撑板相对固定连接于所述固定板的顶部，所述固定板的顶部焊接有第一弧形板，所述第一弧形板焊接于所述弧形钢轨的顶部内壁，所述弧形钢轨的内部对称固定连接有两个第二弧形板，所述第二弧形板通过第一连接板固定连接于所述支撑板上，所述支撑板上开设有螺纹孔，所述弧形钢轨和所述第一弧形板的内部固定连接有锚杆，所述锚杆的一端贯穿所述衬砌结构。
18.通过采用上述技术方案，使用时，固定板上安装有两个支撑板，支撑板的顶部以及一侧通过第一弧形板和第二弧形板贴合连接在弧形钢轨的中，使两个支撑板之间形成三角支撑结构，提高了弧形钢轨在衬砌结构内部的稳定性，并避免了弧形钢轨发生晃动。
19.优选的，所述排水机构包括排水管，所述排水管安装于所述支撑板的内部，所述第一弧形板的顶部开设有引流槽，所述排水管的顶部一端与所述引流槽相连通，所述固定板的顶部开设有排水槽。
20.通过采用上述技术方案，使用时，引流槽能够将第一弧形板中积存的液体引流至排水管中，液体通过排水管能够流通至固定板上的排水槽中向外部进行引流排放。
21.优选的，所述衬砌结构的内部与所述弧形钢轨的外部均固定连接有多个垫板，多个所述垫板的相对一侧安装有支撑杆。
22.通过采用上述技术方案，垫板以及支撑板在使用时能够将弧形钢轨保持在衬砌结构的内部，增加弧形钢轨的稳定性，避免脱离衬砌结构。
23.优选的，所述支撑板的一侧安装有阻尼器，所述阻尼器的一端固定连接于所述弧形钢轨的内部。
24.通过采用上述技术方案，阻尼器安装在支撑板以及弧形钢轨之间能够减少弧形钢轨晃动时的运动阻力，达到减震效果。
25.优选的，所述弧形钢轨的外部固定连接有金属加强板，所述金属加强板的外部涂设有防锈涂层。
26.通过采用上述技术方案，金属加强板能够增加弧形钢轨的硬度，并搭配防锈涂层避免金属加强板长期使用导致生锈。
27.本发明还提供了一种隧道衬砌钢轨加固结构的施工方法，包括以下步骤：
28.s1、将固定板安装在衬砌结构的内部，并在固定板的顶部安装弧形钢轨；
29.s2、在弧形钢轨与固定板的连接处通过安装板和螺柱进行连接加固，并在位于固定板底部的螺柱上加装挡板和挡块；
30.s3、在固定板上安装有支撑板，支撑板的顶部通过第一弧形板贴合连接在弧形钢
轨的顶部内壁，并在支撑板的一侧通过第一连接板将第二弧形板贴合连接在弧形钢轨的内部；
31.s4、通过在固定板上的支撑管和浇注管向固定板的底部浇筑混凝土层，并通过浇筑孔向衬砌结构的内部浇筑混凝土；
32.s5、在支撑板的内部安装排水管，并在第一弧形板上开设引流槽，同时在固定板的顶部开设排水槽；
33.s6、在弧形钢轨的外部固定安装金属加强板，并在金属加强板的表面涂刷防锈涂层。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在弧形钢轨与固定板的连接处通过安装板和螺柱从而对弧形钢轨进行连接加固，并在位于固定板底部的螺柱上加装挡板和挡块，使得弧形钢轨在固定板上的连接处更加稳定，且增加了弧形钢轨的固定性能；
35.本发明施工安装时，能够通过支撑管和浇注管向固定板的底部浇筑混凝土层，并通过浇筑孔向衬砌结构的内部浇筑混凝土，增加了施工时混凝土浇筑的便捷性，并提高了衬砌结构与弧形钢轨的整体固定强度；
36.本发明在固定板上安装有两个支撑板，支撑板的顶部以及一侧通过第一弧形板和第二弧形板贴合连接在弧形钢轨的中，使两个支撑板之间形成三角支撑结构，提高了弧形钢轨在衬砌结构内部的稳定性，并避免了弧形钢轨发生晃动。
附图说明
37.图1为本发明的隧道衬砌钢轨加固结构的结构示意图；
38.图2为本发明的隧道衬砌钢轨加固结构中衬砌结构的主视结构示意图；
39.图3为本发明的隧道衬砌钢轨加固结构中混凝土层的剖面结构示意图；
40.图4为本发明的隧道衬砌钢轨加固结构中弧形钢轨的剖面结构示意图；
41.图5为本发明图1中a部放大结构示意图；
42.图6为本发明的隧道衬砌钢轨加固结构中支撑板的剖面结构示意图；
43.图7为本发明的隧道衬砌钢轨加固结构中安装板和挡板的剖面结构示意图。
44.图中：1、衬砌结构；2、浇筑孔；3、第一弧形板；4、弧形钢轨；5、安装板；6、螺柱；7、固定板；8、支撑管；9、第二弧形板；10、第一连接板；11、阻尼器；12、支撑板；13、螺纹孔；14、垫板；15、支撑杆；16、锚杆；17、排水槽；18、挡块；19、挡板；20、浇注管；21、锚固钢筋；22、第二连接板；23、螺栓；24、第三弧形板；25、加强筋；26、通孔；27、内螺纹管；28、防锈涂层；29、金属加强板；30、排水管；31、引流槽；32、混凝土层。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.请参阅图1
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图7，本发明提供一种技术方案：一种隧道衬砌钢轨加固结构，包括：衬砌结构1、钢轨固定机构、浇筑机构、支撑机构以及排水机构。
47.其中，如图1
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图3所示，衬砌结构1的内部固定安装有固定板7，固定板7的顶部固定连接有弧形钢轨4。
48.其中，如图1
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图7所示，为了增加弧形钢轨4的固定强度，弧形钢轨4上安装钢轨固定机构，其中，钢轨固定机构包括安装板5和螺柱6，弧形钢轨4的外部焊接安装板5，安装板5贴合于固定板7的顶部，将内螺纹管27嵌装在安装板5的内部，螺柱6贯穿内螺纹管27和固定板7，并且将挡板19滑动安装在螺柱6的外部，将挡块18固定连接在螺柱6的一端，且挡块18位于挡板19的底部，使用时，将固定板7安装在衬砌结构1的内部，并在固定板7的顶部安装弧形钢轨4，通过在弧形钢轨4与固定板7的连接处通过安装板5和螺柱6从而对弧形钢轨4进行连接加固，并在位于固定板7底部的螺柱6上加装挡板19和挡块18，使得弧形钢轨4在固定板7上的连接处更加稳定。
49.其中，如图1
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图3所示，为了加固衬砌结构1和弧形钢轨4，固定板7的底部安装浇注机构安装，其中，浇筑机构包括支撑管8和多个浇注管20，固定板7的底部嵌装支撑管8，同时，固定板7的底部嵌装多个浇注管20，支撑管8的外部开设有通孔26，将加强筋25固定连接在支撑管8的外部，且支撑管8的底部固定连接有第三弧形板24，固定板7的底部通过支撑管8、浇注管20和通孔26浇筑有混凝土层32，衬砌结构1的外部开设有多个浇筑孔2，施工人员能够通过在固定板7上的支撑管8和浇注管20向固定板7的底部浇筑混凝土层32，并通过浇筑孔2向衬砌结构1的内部浇筑混凝土，增加了施工时混凝土浇筑的便捷性，并提高了衬砌结构1与弧形钢轨4的整体固定强度。
50.其中，如图1
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图7所示，为了增加弧形钢轨4在衬砌结构1中的稳定性，弧形钢轨4上安装支撑机构，其中，支撑机构包括两个支撑板12，固定板7的顶部相对固定连接两个支撑板12，将第一弧形板焊接在固定板7的顶部，其中，第一弧形板3焊接于弧形钢轨4的顶部内壁，将两个第二弧形板9对称固定连接在弧形钢轨4的内部，且第二弧形板9通过第一连接板10固定连接于支撑板12上，支撑板12上开设有螺纹孔13，将锚杆16固定连接在弧形钢轨4和第一弧形板3的内部，锚杆16的一端贯穿衬砌结构1，使用时，在固定板7上安装两个支撑板12，支撑板12的顶部通过第一弧形板3贴合连接在弧形钢轨4的顶部内壁，并在支撑板12的一侧通过第一连接板10将第二弧形板9贴合连接在弧形钢轨4的内部，使两个支撑板12之间形成三角支撑结构，提高了弧形钢轨4在衬砌结构1内部的稳定性，并避免了弧形钢轨4发生晃动，其中，锚杆16能够增强衬砌结构1与弧形钢轨4之间的连接强度。
51.其中，如图1
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图6所示，为了能够引导液体流向并向外进行排放，固定板7上安装排水机构，其中，排水机构包括排水管30，支撑板12的内部安装排水管30，第一弧形板3的顶部开设有引流槽31，引流槽31与排水管30的顶部一端相连通，固定板7的顶部开设有排水槽17，使用时，引流槽31能够将第一弧形板3中积存的液体引流至排水管30中，液体通过排水管30能够流通至固定板7上的排水槽17中向外部进行引流排放。
52.如图2所示，为了能够将弧形钢轨4保持在衬砌结构1的内部，并增加弧形钢轨4的稳定性，避免脱离衬砌结构1，衬砌结构1的内部与弧形钢轨4的外部均固定连接有多个垫板14，多个垫板14的相对一侧安装有支撑杆15。
53.如图1
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图2所示，为了减少弧形钢轨4晃动时的运动阻力，达到减震效果，支撑板12的一侧安装有阻尼器11，阻尼器11的一端固定连接于弧形钢轨4的内部。
54.如图3所示，为了能够增加固定板7的固定性能，固定板7的底部固定连接有多个锚
固钢筋21，锚固钢筋21的外部焊接有第二连接板22，第二连接板22上螺纹连接有多个螺栓23。
55.如图4所示，为了增加弧形钢轨4的硬度，弧形钢轨4的外部固定连接有金属加强板29，金属加强板29的外部涂设有防锈涂层28，其中，防锈涂层28避免金属加强板29长期使用导致生锈。
56.本发明还提供了一种隧道衬砌钢轨加固结构的施工方法，包括以下步骤：
57.s1、将固定板7安装在衬砌结构1的内部，并在固定板7的顶部安装弧形钢轨4；
58.s2、在弧形钢轨4与固定板7的连接处通过安装板5和螺柱6进行连接加固，并在位于固定板7底部的螺柱6上加装挡板19和挡块18；
59.s3、在固定板7上安装有支撑板12，支撑板12的顶部通过第一弧形板3贴合连接在弧形钢轨4的顶部内壁，并在支撑板12的一侧通过第一连接板10将第二弧形板9贴合连接在弧形钢轨4的内部；
60.s4、通过在固定板7上的支撑管8和浇注管20向固定板7的底部浇筑混凝土层32，并通过浇筑孔2向衬砌结构1的内部浇筑混凝土；
61.s5、在支撑板12的内部安装排水管30，并在第一弧形板3上开设引流槽31，同时在固定板7的顶部开设排水槽17；
62.s6、在弧形钢轨4的外部固定安装金属加强板29，并在金属加强板29的表面涂刷防锈涂层28。
63.根据上述技术方案对本方案工作步骤进行总结梳理：本发明使用时，将固定板7安装在衬砌结构1的内部，并在固定板7的顶部安装弧形钢轨4，通过在弧形钢轨4与固定板7的连接处通过安装板5和螺柱6从而对弧形钢轨4进行连接加固，并在位于固定板7底部的螺柱6上加装挡板19和挡块18，使得弧形钢轨4在固定板7上的连接处更加稳定，且增加了弧形钢轨4的固定性能，此外，在固定板7上安装两个支撑板12，支撑板12的顶部通过第一弧形板3贴合连接在弧形钢轨4的顶部内壁，并在支撑板12的一侧通过第一连接板10将第二弧形板9贴合连接在弧形钢轨4的内部，使两个支撑板12之间形成三角支撑结构，提高了弧形钢轨4在衬砌结构1内部的稳定性，并避免了弧形钢轨4发生晃动，其中，施工人员能够通过在固定板7上的支撑管8和浇注管20向固定板7的底部浇筑混凝土层32，并通过浇筑孔2向衬砌结构1的内部浇筑混凝土，增加了施工时混凝土浇筑的便捷性，并提高了衬砌结构1与弧形钢轨4的整体固定强度。
64.综上：
65.1、本发明通过在弧形钢轨4与固定板7的连接处通过安装板5和螺柱6从而对弧形钢轨4进行连接加固，并在位于固定板7底部的螺柱6上加装挡板19和挡块18，使得弧形钢轨4在固定板7上的连接处更加稳定，且增加了弧形钢轨4的固定性能；
66.2、本发明施工安装时，能够通过支撑管8和浇注管20向固定板7的底部浇筑混凝土层32，并通过浇筑孔2向衬砌结构1的内部浇筑混凝土，增加了施工时混凝土浇筑的便捷性，并提高了衬砌结构1与弧形钢轨4的整体固定强度；
67.3、本发明在固定板7上安装有两个支撑板12，支撑板12的顶部以及一侧通过第一弧形板3和第二弧形板9贴合连接在弧形钢轨4的中，使两个支撑板12之间形成三角支撑结构，提高了弧形钢轨4在衬砌结构1内部的稳定性，并避免了弧形钢轨4发生晃动。
68.本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。