本發(fā)明涉及隧道加固技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)及加固方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,全國(guó)各地區(qū)開(kāi)始了城市地鐵的大建設(shè)時(shí)期。盾構(gòu)隧道因其施工過(guò)程對(duì)周?chē)h(huán)境影響小，幾乎成為了修建地鐵的必選項(xiàng)。盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)是典型的拼裝結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)螺栓將一塊塊的混凝土預(yù)制塊進(jìn)行縱橫向連接，形成具有承載能力的結(jié)構(gòu)體。然而地下條件復(fù)雜，地下水位等變化對(duì)結(jié)構(gòu)外荷載影響較大，盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)在這些影響下會(huì)發(fā)生變形，如橫向截面收斂?？紤]到材料、結(jié)構(gòu)的老化，隧道結(jié)構(gòu)的加固將具有非常大的市場(chǎng)。在加固中，需要考慮到材料的長(zhǎng)期耐久性能，而目前常用的基于鋼材料的加固法技術(shù)顯著存在不足；同時(shí)，對(duì)加固后結(jié)構(gòu)性能的變化也是業(yè)主與工程人員關(guān)心的問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)一種兼具加固和監(jiān)測(cè)功能的盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)及加固方法是目前本技術(shù)領(lǐng)域人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)及加固方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的常用的基于鋼材料的加固法技術(shù)顯著存在不足的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)，包括加固結(jié)構(gòu)本體，所述加固結(jié)構(gòu)本體的頂部通過(guò)螺栓均勻固定安裝有盾構(gòu)管片連接柱，所述加固結(jié)構(gòu)本體的底部左端通過(guò)螺栓固定連接有支撐柱，所述加固結(jié)構(gòu)本體的底部右端開(kāi)有固定槽，且固定槽與支撐柱相互配合，所述加固結(jié)構(gòu)本體的外壁開(kāi)有灌注口，所述加固結(jié)構(gòu)本體包括砂漿層，所述砂漿層的底部固定連接有鋼板，所述鋼板與砂漿層之間開(kāi)有中空內(nèi)腔，所述中空內(nèi)腔與灌注口相互配合，所述中空內(nèi)腔的腔室灌注有環(huán)氧樹(shù)脂層，所述鋼板的底部固定連接有碳纖維層，所述碳纖維層的內(nèi)腔圓周依次安裝有CCD圖像傳感器、應(yīng)力傳感器和滲水傳感器。

優(yōu)選的，所述砂漿層為水泥、沙、礦粉、粉煤灰、膨脹劑、減水劑和水混合結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述盾構(gòu)管片連接柱和支撐柱均為不銹鋼結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述固定槽的圓周直徑與支撐柱的圓周直徑相同，且固定槽的高度與支撐柱的直徑相同。

一種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)的加固方法，包括如下步驟：盾構(gòu)管片開(kāi)槽、安裝加固結(jié)構(gòu)、灌注環(huán)氧樹(shù)脂和傳感器接線(xiàn)，該種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)的加固方法，具體步驟如下：

S1：盾構(gòu)管片開(kāi)槽：通過(guò)開(kāi)槽電機(jī)在盾構(gòu)隧道內(nèi)的盾構(gòu)管片上開(kāi)設(shè)與多個(gè)盾構(gòu)管片連接柱相配合的連接槽；

S2：安裝加固結(jié)構(gòu)：在盾構(gòu)管片頂部的上半圓區(qū)域涂抹結(jié)構(gòu)膠，將第一個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的盾構(gòu)管片連接柱分別插入到盾構(gòu)管片上半部開(kāi)設(shè)的多個(gè)連接槽內(nèi)，并使加固結(jié)構(gòu)本體上的砂漿層與盾構(gòu)管片通過(guò)結(jié)構(gòu)膠充分粘結(jié)，之后用錨栓固定，此時(shí)再在盾構(gòu)管片頂部的下半圓區(qū)域涂抹結(jié)構(gòu)膠，將第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的盾構(gòu)管片連接柱分別插入到盾構(gòu)管片下半部開(kāi)設(shè)的多個(gè)連接槽內(nèi)，而且使第一個(gè)加固結(jié)構(gòu)底部左端的支撐柱插入到第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的頂部左端的固定槽內(nèi)，使第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)頂部右端的支撐柱插入到第一個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的頂部右端的固定槽內(nèi)，最后使第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)本體上的砂漿層與盾構(gòu)管片通過(guò)結(jié)構(gòu)膠充分粘結(jié)，之后用錨栓固定；

S3：灌注環(huán)氧樹(shù)脂：將環(huán)氧樹(shù)脂灌裝機(jī)的兩個(gè)噴頭分別插入到第一加固結(jié)構(gòu)和第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的灌注口上，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂灌裝機(jī)向中空內(nèi)腔內(nèi)灌注環(huán)氧樹(shù)脂。

S4：傳感器接線(xiàn)：將CCD圖像傳感器、應(yīng)力傳感器和滲水傳感器通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接到監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)上。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔不安裝CCD圖像傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)及加固方法，設(shè)計(jì)合理，采用砂漿層、鋼板和碳纖維復(fù)合成型，提高了盾構(gòu)隧道的極限承載能力和剛度，而且能在空間狹窄、允許加固時(shí)間短等苛刻條件下，實(shí)現(xiàn)隧道的快速加固，采用CCD圖像傳感器、應(yīng)力傳感器和滲水傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)隧道內(nèi)的圖像，監(jiān)測(cè)加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布和滲水情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1加固結(jié)構(gòu)本體、2盾構(gòu)管片連接柱、3支撐柱、4固定槽、5灌注口、6砂漿層、7鋼板、8中空內(nèi)腔、9碳纖維層、10CCD圖像傳感器、11應(yīng)力傳感器、12滲水傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)，包括加固結(jié)構(gòu)本體1，所述加固結(jié)構(gòu)本體1的頂部通過(guò)螺栓均勻固定安裝有盾構(gòu)管片連接柱2，所述加固結(jié)構(gòu)本體1的底部左端通過(guò)螺栓固定連接有支撐柱3，所述加固結(jié)構(gòu)本體1的底部右端開(kāi)有固定槽4，且固定槽4與支撐柱3相互配合，所述加固結(jié)構(gòu)本體1的外壁開(kāi)有灌注口5，所述加固結(jié)構(gòu)本體1包括砂漿層6，所述砂漿層6的底部固定連接有鋼板7，所述鋼板7與砂漿層6之間開(kāi)有中空內(nèi)腔8，所述中空內(nèi)腔8與灌注口5相互配合，所述中空內(nèi)腔8的腔室灌注有環(huán)氧樹(shù)脂層，所述鋼板7的底部固定連接有碳纖維層9，所述碳纖維層9的內(nèi)腔圓周依次安裝有CCD圖像傳感器10、應(yīng)力傳感器11和滲水傳感器12，CCD圖像傳感器10監(jiān)測(cè)盾構(gòu)隧道內(nèi)的圖像，應(yīng)力傳感器11監(jiān)測(cè)加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布，滲水傳感器12監(jiān)測(cè)滲水情況。

其中，所述砂漿層6為水泥、沙、礦粉、粉煤灰、膨脹劑、減水劑和水混合結(jié)構(gòu)，所述盾構(gòu)管片連接柱2和支撐柱3均為不銹鋼結(jié)構(gòu)，所述固定槽4的圓周直徑與支撐柱3的圓周直徑相同，且固定槽4的高度與支撐柱3的直徑相同。

本發(fā)明還提供一種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)的加固方法，包括如下步驟：盾構(gòu)管片開(kāi)槽、安裝加固結(jié)構(gòu)、灌注環(huán)氧樹(shù)脂和傳感器接線(xiàn)，該種盾構(gòu)隧道環(huán)向智能化加固結(jié)構(gòu)的加固方法，具體步驟如下：

S1：盾構(gòu)管片開(kāi)槽：通過(guò)開(kāi)槽電機(jī)在盾構(gòu)隧道內(nèi)的盾構(gòu)管片上開(kāi)設(shè)與多個(gè)盾構(gòu)管片連接柱2相配合的連接槽；

S2：安裝加固結(jié)構(gòu)：在盾構(gòu)管片頂部的上半圓區(qū)域涂抹結(jié)構(gòu)膠，將第一個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的盾構(gòu)管片連接柱2分別插入到盾構(gòu)管片上半部開(kāi)設(shè)的多個(gè)連接槽內(nèi)，并使加固結(jié)構(gòu)本體1上的砂漿層6與盾構(gòu)管片通過(guò)結(jié)構(gòu)膠充分粘結(jié)，之后用錨栓固定，此時(shí)再在盾構(gòu)管片頂部的下半圓區(qū)域涂抹結(jié)構(gòu)膠，將第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的盾構(gòu)管片連接柱2分別插入到盾構(gòu)管片下半部開(kāi)設(shè)的多個(gè)連接槽內(nèi)，而且使第一個(gè)加固結(jié)構(gòu)底部左端的支撐柱3插入到第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的頂部左端的固定槽4內(nèi)，使第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)頂部右端的支撐柱3插入到第一個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的頂部右端的固定槽4內(nèi)，最后使第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)本體1上的砂漿層6與盾構(gòu)管片通過(guò)結(jié)構(gòu)膠充分粘結(jié)，之后用錨栓固定，第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔不安裝CCD圖像傳感器10。

S3：灌注環(huán)氧樹(shù)脂：將環(huán)氧樹(shù)脂灌裝機(jī)的兩個(gè)噴頭分別插入到第一加固結(jié)構(gòu)和第二個(gè)加固結(jié)構(gòu)上的灌注口5上，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂灌裝機(jī)向中空內(nèi)腔8內(nèi)灌注環(huán)氧樹(shù)脂。

S4：傳感器接線(xiàn)：將CCD圖像傳感器10、應(yīng)力傳感器11和滲水傳感器12通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接到監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)上。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。