一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构

1.本实用新型属于隧道工程技术领域，特别涉及一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构。


背景技术：

2.现阶段，我国交通运输业发展迅速，公路、铁路等基础设施建设发生了日新月异的变化，我国的隧道工程建设已逐步步入世界前列。由于我国国土辽阔、地域跨度较大、地形也比较复杂，现有隧道在使用过程中逐渐出现了一些问题。其表面主要状况有裂缝、渗水、脱浆等，内部出现的质量状况有衬砌强度、厚度达不到规范要求，并且衬砌背后出现空洞等等。空洞现象十分严重和普遍，因其存在于建筑物内部，不像裂缝、渗水等现象直观可见，并且存在极大的安全隐患。因此，针对隧道衬砌背后空洞处理措施的研究，具有极其重要的现实意义。
3.目前对隧道衬砌空洞病害的处置措施主要是从衬砌背后空洞出现原因、破坏形式等角度分析，使用单一化的处治措施处理隧道空洞病害，提升隧道衬砌的承载能力。主要措施包括：回填压浆、裂缝补浆、内衬补强、锚定杆、渗水处理，当出现大变形时，则考虑衬砌局部拆除或者断面全拆。
4.目前隧道空洞出现后主要通过补浆来完成空洞的修补，虽然浆液固结之后能够起到修补的效果，但是浆液固结需要一定的时间，不能快速的完成隧道衬砌空洞的修补；空洞周边因空洞的出现容易滋生连带问题，补浆只能对空洞进行修补加固，无法避免该处位置出现其他病害。
5.如何设计一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构，如何实现隧道衬砌空洞的快速修补，并避免之后隧道衬砌空洞位置周边出现其他连带问题，成为急需解决的问题。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构，用于解决现有技术中隧道衬砌空洞修补速度慢，无法对空洞周边结构提供保护的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构，包括钢筋混凝土基础、波纹钢板拱、加强筋和保温层；
8.所述钢筋混凝土基础设置在既有隧道衬砌的拱脚内侧；
9.所述波纹钢板拱的底端安装在钢筋混凝土基础上，所述波纹钢板拱与既有隧道衬砌之间形成灌注空间；
10.所述加强筋沿既有隧道衬砌的内壁环向均匀间隔布设；
11.所述保温层由聚氨酯保温浆料注入在灌注空间内部固结而成；
12.通过采用这种技术方案：在既有隧道衬砌的内侧设置钢筋混凝土基础，在钢筋混凝土基础之上安装波纹钢板拱，使其与既有隧道衬砌之间形成灌注空间，再向由波纹钢板
拱与既有隧道衬砌之间形成的灌注空间内部注入聚氨酯保温浆料，聚氨酯保温浆料固结后形成保温层完成既有隧道空洞的修补；聚氨酯保温浆料具有流动性和快干性，可以实现既有隧道衬砌上空洞的快速自动填补，并且由聚氨酯保温浆料固结形成的保温层具有保温性能，可以避免修补位置处出现冻害；加强筋可以一体固结在保温层的内部，从而增加保温层与既有隧道衬砌之间的连接稳定性，保证对既有隧道衬砌上空洞的修补效果；使用波纹钢板拱作为内衬，不仅能够实现既有隧道衬砌上空洞的修补，还能够实现环向的加固，避免原空洞位置周边出现连带病害导致既有隧道衬砌受损。
13.于本实用新型的一实施例中，所述钢筋混凝土基础一体固结在既有隧道衬砌拱脚内侧；
14.通过采用这种技术方案：实现钢筋混凝土基础与既有隧道衬砌的固定，进而增加钢筋混凝土基础上安装的波纹钢板拱的稳定性。
15.于本实用新型的一实施例中，所述波纹钢板拱由波纹钢单体拼装而成，相邻所述波纹钢单体之间通过紧固螺栓连接，相邻所述波纹钢单体连接位置处之间夹设有密封垫；
16.通过采用这种技术方案：波纹钢板拱之间通过紧固螺栓连接，连接简单，无论是现场拼接还是预接，都能够快速的完成连接，减少施工时间；密封垫可以增加相邻波纹钢单体连接之间的密封性，避免出现漏水、漏浆的问题。
17.于本实用新型的一实施例中，所述波纹钢板拱的两端均通过螺栓连接有封堵板，所述封堵板与波纹钢板拱和既有隧道衬砌之间形成灌注空间；
18.通过采用这种技术方案：封堵板可以封堵住波纹钢板拱与既有隧道衬砌之间形成空间的两端端口，从而避免在注浆时浆液从端口位置流出。
19.于本实用新型的一实施例中，所述波纹钢板拱的底端垂直于既有隧道衬砌的内壁穿设有中空锚杆，所述中空锚杆的一端打设、固定在既有隧道衬砌的内部；
20.通过采用这种技术方案：中空锚杆可以实现波纹钢板拱与既有隧道衬砌之间的连接，从而增加波纹钢板拱安装在既有隧道内部之后的稳定性；中空锚杆通过注浆后具有较高的连接稳定性，从而保证波纹钢板拱的安装稳定性。
21.于本实用新型的一实施例中，所述既有隧道衬砌拱脚位置连接的加强筋伸入、固结在钢筋混凝土基础的内部；
22.通过采用这种技术方案：通过将既有隧道衬砌拱脚位置处连接的加强筋伸入、固结在钢筋混凝土基础的内部，来增加钢筋混凝土基础与既有隧道衬砌连接的稳定性。
23.有益效果
24.本实用新型结构中，使用聚氨酯保温浆料作为既有隧道衬砌空洞的修补浆料，能够快速完成既有隧道衬砌空洞的修补；使用波纹钢板拱作为内衬，除了配合聚氨酯保温浆料固结形成的保温层来实现既有隧道衬砌空洞的修补之外，还能够实现空洞所在位置环向的加固，避免既有隧道衬砌原有空洞周边出现连带病害；既有隧道衬砌上打设有加强筋，加强筋可以增加保温层与既有隧道衬砌之间的连接稳定性，从而增加既有隧道衬砌空洞的修补效果；推广应用具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
25.图1是本实用新型的修补结构纵断面示意图。
26.图2是本实用新型的标准段修补层剖面图。
27.图中：1.钢筋混凝土基础；2.波纹钢板拱；3.中空锚杆；4.加强筋；5.保温层；6.既有隧道衬砌。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
29.请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
30.如图1-2所示，本实用新型提供一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构，包括钢筋混凝土基础1、波纹钢板拱2、加强筋4和保温层5；通过采用这种技术方案：钢筋混凝土基础1、波纹钢板拱2、加强筋4和保温层5为主要修补结构。
31.钢筋混凝土基础1设置在既有隧道衬砌6的拱脚内侧；通过采用这种技术方案：在既有隧道衬砌6的拱脚内侧设置钢筋混凝土基础1，提供既有隧道衬砌6内侧波纹钢板拱2的连接位置，为波纹钢板拱2的安装提供前提。
32.进一步的，钢筋混凝土基础1一体固结在既有隧道衬砌6拱脚内侧。通过采用这种技术方案：实现钢筋混凝土基础1与既有隧道衬砌6的固定，进而增加钢筋混凝土基础1上安装的波纹钢板拱2的稳定性。
33.波纹钢板拱2的底端安装在钢筋混凝土基础1上，波纹钢板拱2与既有隧道衬砌6之间形成灌注空间；通过采用这种基础方案：在波纹钢板拱2与既有隧道衬砌6之间预留灌注空间，为聚氨酯保温浆料的注入以及保温层5的形成提供前提。
34.进一步的，波纹钢板拱2由波纹钢单体拼装而成，相邻波纹钢单体之间通过紧固螺栓连接，相邻波纹钢单体连接位置处之间夹设有密封垫；通过采用这种技术方案：波纹钢板拱2之间通过紧固螺栓连接，连接简单，无论是现场拼接还是预接，都能够快速的完成连接，减少施工时间；密封垫可以增加相邻波纹钢单体连接之间的密封性，避免出现漏水、漏浆的问题。
35.进一步的，波纹钢板拱2的两端均通过螺栓连接有封堵板，封堵板与波纹钢板拱2和既有隧道衬砌6之间形成灌注空间。通过采用这种技术方案：封堵板可以封堵住波纹钢板拱2与既有隧道衬砌6之间形成空间的两端端口，从而避免在注浆时浆液从端口位置流出。
36.加强筋4沿既有隧道衬砌6的内壁环向均匀间隔布设；通过采用这种技术方案：加强筋4可以在聚氨酯保温浆料注入后一体固结在保温层5的内部，从而增加保温层5与既有隧道衬砌6之间的连接稳定性，保证对既有隧道衬砌6上空洞的修补效果。
37.进一步的，既有隧道衬砌6拱脚位置连接的加强筋4伸入、固结在钢筋混凝土基础1
的内部。通过采用这种技术方案：通过将既有隧道衬砌6拱脚位置处连接的加强筋4伸入、固结在钢筋混凝土基础1的内部，来增加钢筋混凝土基础1与既有隧道衬砌6连接的稳定性。
38.波纹钢板拱2的底端垂直于既有隧道衬砌6的内壁穿设有中空锚杆3，中空锚杆3的一端打设、固定在既有隧道衬砌6的内部。通过采用这种技术方案：中空锚杆3可以实现波纹钢板拱2与既有隧道衬砌6之间的连接，从而增加波纹钢板拱2安装在既有隧道内部之后的稳定性；中空锚杆3通过注浆后具有较高的连接稳定性，从而保证波纹钢板拱2的安装稳定性。
39.保温层5由聚氨酯保温浆料注入在灌注空间内部固结而成。通过采用这种技术方案：聚氨酯保温浆料具有流动性和快干性，可以实现既有隧道衬砌6上空洞的快速自动填补，并且由聚氨酯保温浆料固结形成的保温层5具有保温性能，可以避免修补位置处出现冻害，并可以配合波纹钢板拱2实现环向的加固，避免原空洞位置周边出现连带病害导致既有隧道衬砌6受损。
40.具体实施时，施工用原材料质量检测；现场放样，测量空洞在既有隧道衬砌6的环向尺寸，提供给钢波纹板厂家定制及加工钢波纹板单体；专业电工对照明线路、网线和设备进行临时改移，再通过既有隧道衬砌6表面钻孔植筋对拆除的线缆临时固定；在既有隧道衬砌6内壁上均匀间隔垂直打入加强筋4；在既有隧道衬砌6拱脚内侧浇筑钢筋混凝土基础1；将预制的钢波纹板单体运输至现场；在钢筋混凝土基础1上放置波纹钢单体，并使其底端与钢筋混凝土基础1固定，然后沿顺时针方向在已安装波纹钢单体之上连接第二块波纹钢单体，以此类推，完成一圈波纹钢单体的安装，再用这种方式进行第二圈波纹钢单体的安装，并将第二圈波纹钢单体通过紧固螺栓与第一圈波纹钢单体进行连接，以此类推，多圈波纹钢单体圈共同形成波纹钢板拱2；在波纹钢板拱2的两端栓接封堵板封住波纹钢板拱2与既有隧道衬砌6内壁间形成空间的端口；采用自下而上的方式向由波纹钢板拱2、既有隧道衬砌6和封堵板形成的空间内部注入聚氨酯保温浆料；待聚氨酯保温浆料固结形成保温层；调整先前拆移的线缆位置，并将拆除的设备进行重新安装；检查修补结构并清理施工垃圾，最后进行工程验收。
41.综上所述，本实用新型提供一种用于修补隧道衬砌空洞病害的结构，使用聚氨酯保温浆料作为既有隧道衬6砌空洞的修补浆料，能够快速完成既有隧道衬砌6空洞的修补；使用波纹钢板拱2作为内衬，除了配合聚氨酯保温浆料固结形成的保温层5来实现既有隧道衬砌6空洞的修补之外，还能够实现空洞所在位置环向的加固，避免既有隧道衬砌6原有空洞周边出现连带病害；既有隧道衬砌6上打设有加强筋4，加强筋4可以增加保温层5与既有隧道衬砌6之间的连接稳定性，从而增加既有隧道衬砌6空洞的修补效果；推广应用具有良好的经济效益和社会效益。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
42.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。