一種用于加固既有隧道的格柵鋼架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于隧道應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于加固既有隧道的格柵鋼架。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)2000年以前修建的大多數(shù)隧道，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)低，加之受圍巖壓力，地質(zhì)構(gòu)造及凍融影響，普遍存在襯砌腐蝕、裂損、掉塊等病害，嚴(yán)重威脅列車運(yùn)營(yíng)安全及隧道使用壽命，而過去整治襯砌較重病害常用辦法為局部鑿除既有表層襯砌，布設(shè)直徑較大鋼筋網(wǎng)或嵌放工字鋼拱架，然后噴射混凝土加固襯砌，以及拆除既有襯砌，重新灌注襯砌。不論采用哪種方法，都具有各自的缺點(diǎn):襯砌網(wǎng)噴混凝土，由于缺乏骨架筋，恢復(fù)承載力較低；嵌放工字鋼強(qiáng)度較大，但與噴射混凝土粘結(jié)不好，與圍巖間的空隙充填不實(shí)，難以與混凝土共同受力，導(dǎo)致鋼架附近噴射混凝土再次出現(xiàn)裂紋；拆除既有襯砌，重新灌注襯砌施工進(jìn)度慢，工程費(fèi)用高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、行車干擾大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，通過在既有隧道上安裝該格柵鋼架后噴射混凝土，該格柵鋼架與混凝土有較好的粘結(jié)力，能形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，解決了原有加固隧道襯砌方法的弊端，使隧道結(jié)構(gòu)得到了長(zhǎng)久的加固作用，并具備施工較快、費(fèi)用低、強(qiáng)度小及對(duì)行車干擾小等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種用于加固既有隧道的格柵鋼架，包括數(shù)榀與既有隧道拱墻形狀相匹配的格柵拱架，數(shù)榀格柵拱架沿既有隧道走向排布，相鄰格柵拱架之間通過連接縱筋連接；所述格柵拱架具有數(shù)段弧形8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)，所述的8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)由四條空間排布的主筋和數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件組成，數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件交替式排布在由四條主筋組成的空間內(nèi)部。
[0006]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，8字結(jié)鋼筋組件包括兩個(gè)8字型鋼筋，8字型鋼筋具有4個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)中心結(jié)，8字型鋼筋以中心結(jié)為中心折彎，兩個(gè)8字型鋼筋的中心結(jié)固定焊接。
[0007]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，所述連接縱筋在相鄰拱形格柵之間呈內(nèi)外交錯(cuò)布置。
[0008]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，相鄰格柵拱架之間還設(shè)有鋼筋網(wǎng)。
[0009]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，所述鋼筋網(wǎng)中的網(wǎng)格為20cmX20cm，鋼筋網(wǎng)中鋼筋直徑為8_。
[0010]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，還包括定位錨桿，所述8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)通過定位錨桿固接在既有隧道的頂部。
[0011]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，所述定位錨桿設(shè)置在相鄰8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)的接頭處。
[0012]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，所述定位錨桿的長(zhǎng)度為1.5-3.0m，定位錨桿采用的鋼筋直徑為22-25_。
[0013]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，還包括鎖腳錨管，所述鎖腳錨管設(shè)置在格柵拱架的底端。
[0014]所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，主筋采用的鋼筋直徑為22-25_，8字結(jié)鋼筋組件采用的鋼筋直徑為14-16_，連接縱筋采用的鋼筋直徑為22-25_。
[0015]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，對(duì)原有加固隧道襯砌方法進(jìn)行了改善，通過在網(wǎng)噴混凝土中增設(shè)格柵鋼架，充分利用了格柵與噴射混凝土粘結(jié)性能好的特點(diǎn)，在既有襯砌中形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，發(fā)揮更好的支護(hù)作用，長(zhǎng)久、有效的解決了隧道襯砌腐蝕、網(wǎng)裂、掉塊等嚴(yán)重威脅行車安全及隧道使用的病害現(xiàn)象，并具備施工較快、費(fèi)用低、強(qiáng)度小及對(duì)行車干擾小等優(yōu)點(diǎn)，為運(yùn)營(yíng)及養(yǎng)護(hù)單位節(jié)省了大量的人力、物力。
[0017]格柵拱架根據(jù)隧道對(duì)應(yīng)斷面的實(shí)際尺寸進(jìn)行洞外或車間加工制作，施工時(shí)洞內(nèi)拼裝，具有施工快，不影響行車等優(yōu)點(diǎn)。格柵鋼架采用分榀分段分節(jié)制作，施工過程中對(duì)每段的節(jié)點(diǎn)采用錨桿(錨管)及時(shí)錨固，提高整體格柵鋼架穩(wěn)定性。相鄰格柵拱架間鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并通過連接縱筋連接，不僅增加了整體格柵鋼架的牢固性，還便于混凝土的噴射及凝結(jié)，對(duì)布置好的格柵鋼架及鋼筋網(wǎng)噴射纖維混凝土，并滿足鋼架的保護(hù)層厚度。
[0018]本實(shí)用新型格柵鋼架是由鋼筋焊接組合而成，其斷面形狀和尺寸，均可根據(jù)隧道襯砌厚度和形狀確定的，對(duì)大跨度坑道特別適用；鋼架安裝后可立即承受部分松動(dòng)荷載，當(dāng)噴射混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，便能共同承受逐漸增長(zhǎng)的圍巖壓力，從而符合“新奧法”先柔后剛的支護(hù)原則；與噴射混凝土粘結(jié)較好，能形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，更好的發(fā)揮支護(hù)作用；鋼架與圍巖間的空隙，能被噴射混凝土填實(shí)，有利于結(jié)構(gòu)受力；鋼架在縱、橫向的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性基本相同，且能和噴射混凝土連為一體。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型一種用于加固既有隧道的格柵鋼架的部分展開及連接縱筋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為一種用于加固既有隧道的格柵鋼架縱向連接側(cè)面示意圖。
[0021]圖3為圖1中8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0022]圖4為8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)中8字結(jié)鋼筋的連接示意圖。
[0023]圖5為一種用于加固既有隧道的格柵鋼架配合網(wǎng)噴混凝土加固隧道襯砌斷面示意圖。
[0024]其中1-格柵拱架，2-連接縱筋，3-8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)，4-主筋，5-8字結(jié)鋼筋組件，6-8字型鋼筋，7-鋼筋網(wǎng)，8-定位錨桿，9-隧道，10-接頭，11-鎖腳錨管，12-8字型鋼筋的頂點(diǎn)，13-8字型鋼筋的中心結(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1-5所示一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，包括數(shù)榀與既有隧道拱墻形狀相匹配的格柵拱架1，數(shù)榀格柵拱架I沿既有隧道9走向排布，相鄰格柵拱架I之間通過連接縱筋2連接，連接縱筋2在相鄰格柵拱架I之間呈內(nèi)外交錯(cuò)布置，連接縱筋2采用的鋼筋直徑為22mm。相鄰格柵拱架I之間還設(shè)有鋼筋網(wǎng)7，鋼筋網(wǎng)7中的網(wǎng)格為20cmX20cm，鋼筋網(wǎng)7中鋼筋直徑為8mm。所述格柵拱架I具有數(shù)段如圖3_4所示的弧形8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)3，8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)3通過定位錨桿8固接在既有隧道9的頂部，定位錨桿8設(shè)置在相鄰8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)9的接頭10處，定位錨桿8的長(zhǎng)度為1.5-3.0m,定位錨桿8采用直徑為22_的鋼筋。在拱形格柵I的底端設(shè)置鎖腳錨管11進(jìn)行加固。8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)3由四條空間排布的主筋4和數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件5組成，數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件5交替式排布在由四條主筋4組成的空間內(nèi)部，主筋4采用的鋼筋直徑為22mm。如圖3和4所示8字結(jié)鋼筋組件5包括兩個(gè)8字型鋼筋6，8字型鋼筋6具有4個(gè)頂點(diǎn)12和一個(gè)中心結(jié)13，8字型鋼筋6以中心結(jié)13為中心折彎，兩個(gè)8字型鋼筋6的中心結(jié)13固定焊接，8字結(jié)鋼筋8組件采用的鋼筋直徑為22_。
[0026]如圖5所示利用上述格柵鋼架對(duì)既有隧道進(jìn)行加固的安裝方法為:
[0027]步驟一:沿現(xiàn)有待修補(bǔ)加固的隧道拱部襯砌環(huán)向鑿格柵槽，為保證施工安全，應(yīng)采取跳槽施工。
[0028]步驟二:完成鑿槽后，及時(shí)將格柵鋼架就位，每榀格柵拱架I的具體尺寸應(yīng)依據(jù)對(duì)應(yīng)斷面的實(shí)際尺寸在洞外或車間加工制作，以確保安裝準(zhǔn)確；每榀格柵拱架I為方便安裝，應(yīng)分節(jié)加工，并嚴(yán)格控制格柵拱架之間的排距，格柵拱架縱向間距可根據(jù)襯砌破損及裂紋深度等情況適當(dāng)調(diào)整間距。
[0029]步驟三:安設(shè)定位錨桿8及鎖腳錨管11，并與格柵拱架I焊接牢固，格柵拱架I中每段8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)的接頭10處采用4根定位錨桿進(jìn)行定位；格柵拱架I的底部設(shè)置2根鎖腳銷管11。
[0030]步驟四:鑿除格柵間的混凝土，安設(shè)連接縱筋2及鋼筋網(wǎng)7，連接縱筋2、鋼筋網(wǎng)7與主筋4焊接牢固，連接縱筋2內(nèi)外交錯(cuò)布置。
[0031]步驟五:噴設(shè)混凝土至設(shè)計(jì)厚度，噴射混凝土前，應(yīng)將表面粉塵清除干凈，從而增強(qiáng)噴射混凝土與混凝土的粘結(jié)力。為提高襯砌抗裂性、耐久性及自防水能力可在噴射混凝土中添加聚乙烯纖維網(wǎng)。
[0032]以上所述，僅為本實(shí)用新型拱部襯砌實(shí)施例，本實(shí)用新型亦可應(yīng)用于邊墻等其它部位，以本實(shí)用新型的技術(shù)方案及說明書內(nèi)容所作的等效變化，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，包括數(shù)榀與既有隧道拱墻形狀相匹配的格柵拱架，數(shù)榀格柵拱架沿既有隧道走向排布，相鄰格柵拱架之間通過連接縱筋連接；所述格柵拱架具有數(shù)段弧形8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)，所述的8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)由四條空間排布的主筋和數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件組成，數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件交替式排布在由四條主筋組成的空間內(nèi)部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，8字結(jié)鋼筋組件包括兩個(gè)8字型鋼筋，8字型鋼筋具有4個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)中心結(jié)，8字型鋼筋以中心結(jié)為中心折彎，兩個(gè)8字型鋼筋的中心結(jié)固定焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，所述連接縱筋在相鄰拱形格柵之間呈內(nèi)外交錯(cuò)布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，相鄰格柵拱架之間還設(shè)有鋼筋網(wǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，所述鋼筋網(wǎng)中的網(wǎng)格為20cmX20cm，鋼筋網(wǎng)中鋼筋直徑為8mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，還包括定位錨桿，所述8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)通過定位錨桿固接在既有隧道的頂部。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，所述定位錨桿設(shè)置在相鄰8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)的接頭處。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，所述定位錨桿的長(zhǎng)度為1.5-3.0m，定位錨桿采用的鋼筋直徑為22-25_。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，還包括鎖腳錨管，所述鎖腳錨管設(shè)置在格柵拱架的底端。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，其特征在于，主筋采用的鋼筋直徑為22-25_，8字結(jié)鋼筋組件采用的鋼筋直徑為14-16_，連接縱筋采用的鋼筋直徑為 22_25mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于加固既有隧道的格柵鋼架，包括數(shù)榀與既有隧道拱墻形狀相匹配的格柵拱架，數(shù)榀格柵拱架沿既有隧道走向排布，相鄰格柵拱架之間通過連接縱筋連接；所述格柵拱架具有數(shù)段弧形8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)，所述的8字結(jié)骨架結(jié)構(gòu)由四條空間排布的主筋和數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件組成，數(shù)個(gè)8字結(jié)鋼筋組件交替式排布在由四條主筋組成的空間內(nèi)部。解決了原有加固隧道襯砌方法的弊端，使隧道結(jié)構(gòu)得到了長(zhǎng)久的加固作用，并具備施工較快、費(fèi)用低、強(qiáng)度小及對(duì)行車干擾小等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E21D11/10
【公開號(hào)】CN204941566
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520598531
【發(fā)明人】董建武, 王忠文, 張磊, 范偉, 王巖
【申請(qǐng)人】吉林鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日