一种用于隧道衬砌加固结构中预制构件的嵌入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，具体涉及一种用于隧道衬砌加固结构中预制构件的嵌入式连接结构。


背景技术：

2.隧道衬砌加固目前多采用喷射钢纤维混凝土加固法。喷射钢纤维混凝土加固法虽然施工快速，但是存在施工粉尘较大、加固厚度不均匀、加固后表面粗糙、耐久性能差等缺点，随着时间的推移，渗漏水隧道采用该加固法加固后，钢纤维会锈蚀，喷射混凝土会劣化，加固结构逐渐失效并对行车产生极大的安全隐患。目前，采用该技术加固隧道衬砌后，过一段时间病害会再次出现，这时就很难再次加固了，只有凿除后再次加固，这样施工的风险性高，还会增加一大笔凿除费用，现有技术无法解决上述技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术隧道衬砌加固中存在的技术问题，提供了一种用于隧道衬砌加固结构中预制构件的嵌入式连接结构。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种用于隧道衬砌加固结构中预制构件的嵌入式连接结构，包括用于相邻预制构件之间连接的第一连接装置，还包括预制构件的端部与隧道衬砌之间嵌入连接的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；所述第一连接装置包括板型构件，板型构件的一面可设置预埋件或与钢筋网焊接，板型构件预制在预制构件的端部，板型构件的另一面设有第一嵌入构件，第一嵌入构件嵌装在相邻预制构件端部的凹槽内，且第一嵌入构件的端部设有第一嵌装头。
6.进一步地，第二连接装置的一侧与靠近隧道衬砌墙脚处的预制构件嵌装连接，第二连接装置与隧道衬砌内侧通过第二连接件连接，第二连接装置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，第二连接装置包括u型构件，u型构件的中部开有用于安装第二连接件的安装孔，u型构件与电缆槽连接的一侧开有用于安装第三连接件的安装孔，u型构件的另一侧设有第二嵌入构件，第二嵌入构件的端部设有第二嵌装头，第二嵌入构件嵌装在预制构件环向端部的凹槽内。
8.进一步地，u型构件凹槽内侧间隔装有多个第一加劲肋。
9.进一步地，第三连接装置与隧道衬砌内侧通过第三连接件连接，第三连接装置与局部加固环向范围内始末位置的预制构件端部之间嵌装连接。
10.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开有用于安装第三连接件的安装孔，l型构件靠近预制构件的一侧设有第三嵌入构件，第三嵌入构件的端部设有第三嵌装头，第三嵌入构件嵌装在预制构件环向端部的凹槽内。
11.进一步地，l型构件直角内侧间隔设置多个第二加劲肋。
12.进一步地，第一嵌入构件为间隔设置在板型构件上的多组，且多组第一嵌入构件可沿隧道径向嵌入到相邻预制构件端部的凹槽内。
13.进一步地，第一嵌入构件为设置在板型构件上的一块竖板，第一嵌入构件的端部设有第一嵌装头，预制构件之间通过预制构件端部的第一连接装置沿隧道纵向嵌入到相邻预制构件环向端部的凹槽内进行连接。
14.进一步地，第一嵌入构件与板型构件组成u型嵌入件，且u型嵌入件的两端设有第一嵌装头，预制构件的一侧环向端部预制有第一连接装置，另一侧设有可以使u型嵌入件沿隧道纵向嵌入连接的凹槽。
15.本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
16.本实用新型采用嵌入式的结构进行连接，施工快速简便，对交通运输影响小，安全性高，对环境影响小，后期可维修更换，维修时间短，能有效节约成本。
17.本实用新型的第一嵌入构件可间隔设置在板型构件上，使得第一嵌入构件可沿隧道径向嵌入到相邻预制构件端部的凹槽内。第一嵌入构件也可为一整体板，使第一嵌入构件可沿隧道纵向嵌入到相邻预制构件环向端部的凹槽内，使得相邻预制构件快速连接。
18.本实用新型采用嵌入连接，生产容易，连接可靠，施工快速，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为本实用新型第一连接装置采用t型或类t型嵌入形式的结构示意图。
20.图2为本实用新型第一连接装置采用l型或t型和l型混合嵌入形式的结构示意图。
21.图3为本实用新型第一连接装置沿隧道纵向采用t型嵌入形式的结构示意图。
22.图4为本实用新型第一嵌装头采用其它形式的结构示意图。
23.图5为本实用新型第一连接装置沿隧道纵向采用u型嵌入形式的结构示意图。
24.图6为本实用新型应用于公路隧道衬砌加固的结构示意图。
25.图7为图6中a处局部放大示意图。
26.图8为图6中b处局部放大示意图。
27.图9为本实用新型第二连接装置的结构三视图。
28.图10为本实用新型另一种形式的第二连接装置结构三视图。
29.图11为本实用新型用在预制构件环向连接、环向和纵向双向连接的拼装示意图。
30.图12为本实用新型另一种拼装示意图。
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为本实用新型另一种形式的第三连接装置结构三视图。
37.图19为本实用新型局部加固铁路隧道衬砌的结构示意图。
38.图20为本实用新型局部加固盾构隧道衬砌的结构示意图。
39.附图标记含义如下：1. 第一连接装置；11.板型构件；12.第一嵌入构件；13. 第一
嵌装头； 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. 预制构件；5. 第二连接装置；51. u型构件；52. 第一加劲肋；53. 第二嵌入构件； 6. 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. 第三连接装置；101. l型构件；102. 第二加劲肋；103. 第三嵌入构件。
具体实施方式
40.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
41.实施例1：隧道衬砌全断面加固。
42.如图1-4、6-9所示，一种用于隧道衬砌加固结构中预制构件的嵌入式连接结构，包括用于相邻预制构件4之间连接的第一连接装置1，还包括预制构件4的环向端部与隧道衬砌之间嵌入连接的第二连接装置5，第一连接装置1包括板型构件11，板型构件11的一面可设置预埋件或与钢筋网焊接，板型构件11预制在预制构件4的端部，板型构件11的另一面设有第一嵌入构件12，第一嵌入构件12嵌装在相邻预制构件4端部的凹槽内，且第一嵌入构件12的端部设有第一嵌装头13。嵌入方式可为t型、类t型、l型、三角形、矩形、倒梯形、梯形、五边形、多边形、圆形和组合型等。
43.第一连接装置1与预制构件4通过在板型构件11的一侧焊接预埋件或与钢筋焊接网焊接连接来增强两者间的连接强度。
44.第二连接装置5的一侧与靠近隧道衬砌墙脚处的预制构件4嵌装连接，第二连接装置5与隧道衬砌内侧通过第二连接件8连接，第二连接装置5与既有电缆槽内侧壁之间通过第三连接件9连接。
45.第二连接装置5包括u型构件51，u型构件51的中部开有用于安装第二连接件8的安装孔，u型构件51与电缆槽连接的一侧开有用于安装第三连接件9的安装孔，u型构件51的另一侧间隔设置多个第二嵌入构件53，第二嵌入构件53的端部设有第二嵌装头，第二嵌入构件53嵌装在预制构件4端部的凹槽内，u型构件51凹槽内侧间隔装有多个第一加劲肋52。第二嵌装头的嵌入方式也可为t型、类t型、l型、三角形、矩形、倒梯形、梯形、五边形、多边形、圆形和组合型等，靠近墙脚的预制构件4环向端部应预制可以嵌入第二嵌装头的凹槽。
46.如图11所示，预制构件4可仅环向采用嵌入连接，也可环向和纵向都采用嵌入连接。预制构件4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4与隧道衬砌通过按照一定间距分布在预制构件4上的第一连接件2连接。第一连接件2在预制构件4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4时，应预留安装第一连接件2的孔道、注浆孔和安装孔，并在端部预制第一连接装置1。
47.具体实施时：首先，在工厂生产预制构件4、第一连接装置1和第二连接装置5，本实施例中预制构件4优选采用超高性能混凝土（uhpc）预制而成。预制构件4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4也可以用金属、非金属等材料预制而成。第一连接装置1和第二连接装置5可以用金属或非金属材料制作而成。在预制构件4上沿隧道环向和纵向预留安装第一连接件2的孔
道、注浆孔和安装孔。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4可加设加强网3。预制构件4沿隧道环向和纵向的一侧端部预制第一连接装置1，并在另一侧端部预制可以嵌入第一连接装置1的凹槽，其中每环有一块预制构件4沿隧道环向的两端部都预制成可以嵌入第一连接装置1的凹槽。
48.其次，对隧道待加固段落进行基面处理，安装预制构件4时，应保证结构表面干燥、清洁。
49.接着，在既有衬砌结构上标定好预制构件4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。
50.接着，在粘接层6的位置涂胶并粘贴第二连接装置5，然后通过安装第二连接件8对其加压、固定，使粘接层6固化。
51.接着，按照从两侧墙脚向拱顶的安装顺序，通过拼装机、人力或其它装置将预制构件4移动到预定位置并沿隧道径向相互嵌入连接安装，并通过第一连接件2将预制构件4固定在隧道衬砌内侧。
52.最后，采用封边胶将预制构件4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4与既有衬砌之间的缝隙被灌浆料填充密实。
53.为了提高加固结构的防水性能，可在纵向相邻预制构件4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。
54.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）。
55.上述为径向嵌入连接，本实用新型还可采用纵向嵌入连接，当进行全断面加固时，如图6、图13所示。
56.实施例2：隧道衬砌局部加固。
57.如图15-16所示，隧道衬砌局部加固时，第三连接装置10与隧道衬砌内侧通过第三连接件9连接，第三连接装置10嵌入到局部加固环向范围内起始和结束位置的预制构件4环向端部的凹槽内进行连接。
58.如图17所示，第三连接装置10包括l型构件101、第二加劲肋102和第三嵌入构件103，l型构件101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101直角内侧间隔设置多个第二加劲肋102。l型构件101未开孔一侧的外部间隔设置多个第三嵌入构件103。第三嵌入构件103的嵌入方式也可为t型、类t型、l型、三角形、矩形、倒梯形、梯形、五边形、多边形、圆形和组合型等，但应和局部加固环向起始和结束位置的预制构件4环向端部预制的凹槽形状相匹配。
59.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19），还适用于盾构隧道衬砌局部加固（如图20）。
60.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。