一种隧道衬砌加固结构中预制构件的粘接式连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道与地下工程领域，具体涉及一种隧道衬砌加固结构中预制构件的粘接式连接结构。


背景技术：

2.隧道衬砌加固目前多采用嵌入或架立钢拱架方法加固。嵌入钢拱架加固法对既有衬砌的损伤较大，也存在一定的施工风险，钢拱架的连接施工难度高、质量差。架立钢拱架加固法加固厚度大，容易侵入隧道建筑限界，影响行车安全，钢拱架肉眼可见，行车安全感、体验感较差。利用预制构件进行加固可解决上述问题，但如何进行预制构件的连接是需要解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有隧道衬砌加固技术中存在的问题，提供了一种结构简单、可快速施工的隧道衬砌加固结构中预制构件的粘接式连接结构。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种隧道衬砌加固结构中预制构件的粘接式连接结构，包括设置在两相邻预制构件之间的第一连接装置，第一连接装置包括预制在预制构件沿隧道环向或环向和纵向端头的板型构件及预埋在预制构件内的预埋部，且预埋部与板型构件连接，两相邻预制构件之间通过板型构件粘接，沿隧道环向始末端预制构件上的板型构件与隧道衬砌之间通过第二连接装置或第三连接装置或第二连接装置和第三连接装置粘接。
6.进一步地，第二连接装置包括u型构件，u型构件与隧道衬砌内侧通过第二连接件连接，u型构件的一侧与板型构件粘接，u型构件的另一侧与既有电缆槽内侧壁之间通过第三连接件连接。
7.进一步地，u型构件的凹槽内侧间隔装有多个第一加劲肋。
8.进一步地，第三连接装置包括l型构件，l型构件靠近既有衬砌的一侧通过第三连接件连接，l型构件靠近预制构件的一侧与板型构件粘接。
9.进一步地，l型构件的直角内侧间隔设置多个第二加劲肋。
10.进一步地，预埋部为间隔焊接在板型构件上的预埋钉或预埋杆件，且预埋杆件为t型或l型。
11.进一步地，预埋部与板型构件焊接成c型。
12.进一步地，预埋部上间隔开设多个孔。
13.进一步地，预埋部为焊接在板型构件两侧或间隔焊接在板型构件上的预埋板，预埋板上穿设有剪力棒。
14.本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
15.本实用新型在预制构件端头预制板型构件，使相邻预制构件通过板型构件粘接，靠近既有电缆槽处的预制构件通过板型构件与u型构件的一侧粘接，u型构件与既有电缆槽
的内侧壁及衬砌内侧通过连接件进行连接固定。
16.局部加固时，预制构件沿隧道环向的始末端头处与既有衬砌通过板型构件与l型构件粘接，并将l型构件与衬砌内侧通过连接件固定。
17.本实用新型与板型构件焊接固定并预埋在预制构件内的预埋部可设置成预埋钉或预埋杆件、c型或带孔板，带孔板穿设有剪力棒，其目的是为了增加抗拉强度。
18.本实用新型采用粘接连接，受力明确，加工容易，大大缩短了隧道衬砌加固工期，很好地解决了相邻预制构件之间、预制构件与隧道衬砌之间的连接问题。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为图1中a处局部放大示意图。
21.图3为图1中b处局部放大示意图。
22.图4为本实用新型第一连接装置采用焊钉形式的结构三视图。
23.图5为本实用新型第一连接装置采用直接焊接形式的结构三视图。
24.图6为本实用新型第一连接装置采用t型构件形式、l型构件形式及t型和l型构件混合形式的结构三视图。
25.图7为本实用新型第一连接装置采用不开孔或开孔的连续或不连续工型构件形式的结构三视图。
26.图8为本实用新型第一连接装置采用不开孔或开孔的连续或不连续c型构件形式的结构三视图。
27.图9为本实用新型第一连接装置采用含剪力棒的连续和不连续t型构件形式或u型构件形式的结构三视图。
28.图10为本实用新型第一连接装置采用剪力棒和若干开孔板组合构件形式的结构三视图。
29.图11本实用新型第二连接装置的结构三视图。
30.图12为本实用新型加强网、预留孔道和预埋件的布置示意图。
31.图 13为本实用新型应用于铁路隧道衬砌加固的结构示意图。
32.图 14为本实用新型应用于盾构隧道衬砌加固的结构示意图。
33.图 15为本实用新型局部加固公路隧道衬砌的结构示意图。
34.图 16为图15中c处局部放大示意图。
35.图17为本实用新型第三连接装置的结构三视图。
36.图18为本实用新型局部加固铁路隧道衬砌的结构示意图。
37.图19为本实用新型局部加固盾构隧道衬砌的结构示意图。
38.附图标记含义如下：1. 预制构件；2. 第一连接件；21.第一连接杆；22.第一螺母；23.第一托盘；3. 加强网；4. 第一连接装置；41.板型构件；42.预埋部分；43.剪力棒；5.第一粘接层；6. 第二粘接层；7. 灌浆料填充层；8. 第二连接件；81.第二连接杆；82.第二螺母；83. 第二托盘；9. 第三连接件；91.第三连接杆；92.第三螺母；10. 第二连接装置；101. u型构件；102. 第一加劲肋；11. 第三连接装置；111. l型构件；112. 第二加劲肋。
具体实施方式
39.实施例1：隧道衬砌全断面加固。
40.如图1-3所示，一种隧道衬砌加固结构中预制构件的粘接式连接结构，包括设置在两相邻预制构件1之间的第一连接装置4，第一连接装置4包括预制在预制构件1沿隧道环向或环向和纵向端头的板型构件41及预埋在预制构件1端头的预埋部42，且预埋部42与板型构件41连接，两相邻预制构件1之间通过第一粘接层5将两侧的板型构件41粘接从而连接，（如图2）靠近隧道墙脚处的预制构件1上的板型构件41与第二连接装置10粘接连接，第二连接装置10与隧道衬砌通过第二粘接层6粘接和第二连接件8固定。预制构件1内可预埋加强网3，预制构件1上预留注浆孔和安装第一连接件2的安装孔。预制构件1与隧道衬砌之间设有灌浆料填充层7。
41.第一连接件2可由第一连接杆21、第一托盘23、第一螺母22组成，第一连接件2可以是锚栓、植筋或其它连接件。第二连接件8由第二连接杆81、第二托盘83、第二螺母82组成，第二连接杆81可以由金属或非金属材料制作而成。第二连接件8可以是锚栓、植筋或其它连接件。第三连接件9可为锚栓或植筋，第三连接件9由第三连接杆91及第三螺母92组成。
42.第一粘接层5、第二粘接层6可以采用无机或有机粘接剂。灌浆料填充层7可以采用无机或有机灌浆料。
43.如图2所示，靠近隧道衬砌墙脚处的预制构件1端部通过第一连接装置4的板型构件41与第二连接装置10粘接连接，第二连接装置10与隧道衬砌之间粘接。第二连接装置10包括u型构件101，u型构件101与隧道衬砌内侧通过第二连接件8连接，u型构件101的一侧与板型构件41粘接，u型构件101的另一侧与既有电缆槽内侧壁之间通过第三连接件9连接，u型构件101的凹槽内侧间隔装有多个第一加劲肋102（如图11）。
44.如图4所示，第一连接装置4的预埋部42为间隔焊接在板型构件41上的预埋焊钉，预埋焊钉42可以布置一排或多排，也可以错位布置，焊钉42也可以更换成其它类型的增强板型构件41与预制构件1连接强度的预埋件。
45.如图5所示，第一连接装置4也可由板型构件41组成，加强网3采用钢筋焊接网，板型构件41与钢筋焊接网直接焊接。
46.如图6所示，预埋部42也可为t型或l型或混合型结构。
47.预埋部42也可以采用弯钩9型、弯折型、伞把型、折弯钩7型、单球型、多球型、螺纹型、麻花型、爪式、端头焊板型、尾部螺母型、尾部扩大型、u型等其它类型的增强板型构件41与预制构件1连接强度的预埋件。
48.如图7所示，预埋部42与板型构件41组成工型构件，工型构件由腹板和两块不等宽的翼缘板组成，较窄的翼缘板埋在预制构件1内，也可以对腹板进行开孔，腹板和较窄的翼缘板也可以不连续布置。
49.如图8所示，预埋部42与板型构件41组成c型构件，c型构件由中板和两侧带折（卷）边的边板组成，也可以对两侧边板进行开孔，两侧边板也可以不连续布置。
50.如图9（a）、9（b）所示，预埋部42与板型构件41组成t型构件， t型构件由腹板和一块翼缘板组成，腹板上间隔开孔并插入剪力棒42后预埋在预制构件1的端头，腹板也可以不连续布置。
51.如图9（c）、9（d）所示，第一连接装置4由u型构件和剪力棒43组成，u型构件由中板
和两侧边板组成，两侧边板上间隔开孔并插入剪力棒43后预埋在预制构件1的端头，两侧边板也可以不连续布置。
52.如图10所示，第一连接装置4由板型构件41、若干开孔板42、穿过所有开孔板的剪力棒43和螺母44组成，开孔板42、剪力棒43和螺母44组成的组合连接件预埋在预制构件1的端头，剪力棒43可以布置多根。
53.如图12所示，预制构件1可设加强网3，加强网3可由金属材料制成，比如钢筋焊接网、钢丝网等，也可由非金属材料制成，比如土工格栅、纤维网等。预制构件1与隧道衬砌通过按照一定间距分布在预制构件1上的第一连接件2连接。第一连接件2在预制构件1上的布置方式可以采用梅花形、矩形、一字形等。第一连接件2之间的环向和纵向间距应根据实际情况进行调整。生产预制构件1时，应预留安装第一连接件2的孔道、注浆孔和安装孔。
54.具体实施时：
55.首先，在工厂生产预制构件1、第一连接装置4和第二连接装置10，本实施例中预制构件1优选采用超高性能混凝土（uhpc）预制而成。预制构件1还可以采用普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土、高延性混凝土、树脂、沥青、橡胶等胶凝材料预制而成，预制构件1也可以用金属、非金属等材料预制而成。第一连接装置4和第二连接装置10可以用金属或非金属材料制作而成。在预制构件1上沿隧道环向和纵向预留安装第一连接件2的孔道和注浆孔。若既有结构为钢筋混凝土结构，应事先采用钢筋探测仪对钢筋的分布情况进行探明，可以适当移动孔位避开钢筋。预制构件1时，可加设加强网3，并在沿隧道环向或环向和纵向的端头预埋第一连接装置4。
56.其次，对隧道待加固段落进行基面处理，安装预制构件1时，应保证结构表面干燥、清洁。
57.接着，在既有衬砌结构上标定好预制构件1的安装位置及安装第一连接件2和第二连接件8的孔位对应的位置，并进行钻孔和清孔。然后，处理边墙墙脚并安装第三连接件9。
58.接着，在第二粘接层6的位置涂胶并粘贴第二连接装置10，然后通过安装第二连接件8对其加压、固定，使第二粘接层6固化。
59.接着，在预制构件1端头的第一连接装置4表面涂胶，并通过拼装机、人力或其他机械设备将预制构件1移动至预定位置，然后通过第一连接件2固定在隧道衬砌内侧。
60.最后，采用封边胶将预制构件1沿隧道走向的两端与隧道衬砌之间的缝隙进行封堵，并预留注浆孔和出气孔，然后按照自下而上的顺序，在预留的注浆孔压注灌浆料，直至预制构件1与既有衬砌之间的缝隙被灌浆料填充密实。
61.为了提高加固结构的防水性能，可在纵向相邻预制构件1之间的接缝处设置止水条或其它止水措施，在第一连接件2、第二连接件8和第三连接件9的螺母与构件之间设置防水垫圈。
62.本实用新型提供的技术方案既适用于公路隧道衬砌加固，又适用于铁路隧道衬砌加固（如图13），还适用于盾构隧道衬砌加固（如图14）。
63.实施例2：隧道衬砌局部加固。
64.如图15-16所示，隧道衬砌局部加固时，预制构件1在环向加固范围内起始和结束位置的端部通过第三连接装置11固定。第三连接装置11与隧道衬砌内侧通过第二连接件8连接，第三连接装置11与预制构件1端部的第一连接装置4粘接连接。
65.如图17所示，所述第三连接装置11包括l型构件111和第二加劲肋112，l型构件111靠近既有衬砌的一侧开有用于安装第三连接件9的安装孔，l型构件111直角内侧间隔设置多个第二加劲肋112。
66.本实用新型提供的技术方案既适用于公路隧道衬砌局部加固，又适用于铁路隧道衬砌局部加固（如图18），还适用于盾构隧道衬砌局部加固（如图19）。
67.根据上述说明书的揭示,本技术所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的修改。因此,本技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式。凡在本技术的原则之内做出的任何修改或等同替换也应当落入本技术的保护范围内。