[发明专利]一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道加固技术领域，具体为一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法。

背景技术

近年来,随着经济的快速发展,全国各地区开始了城市地铁的大建设时期。盾构隧道因其施工过程对周围环境影响小，几乎成为了修建地铁的必选项。盾构隧道结构是典型的拼装结构，采用高强螺栓将一块块的混凝土预制块进行纵横向连接，形成具有承载能力的结构体。然而地下条件复杂，地下水位等变化对结构外荷载影响较大，盾构隧道结构在这些影响下会发生变形，如横向截面收敛。考虑到材料、结构的老化，隧道结构的加固将具有非常大的市场。在加固中，需要考虑到材料的长期耐久性能，而目前常用的基于钢材料的加固法技术显著存在不足；同时，对加固后结构性能的变化也是业主与工程人员关心的问题，因此开发一种兼具加固和监测功能的盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法是目前本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法，以解决上述背景技术中提出的常用的基于钢材料的加固法技术显著存在不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种盾构隧道环向智能化加固结构，包括加固结构本体，所述加固结构本体的顶部通过螺栓均匀固定安装有盾构管片连接柱，所述加固结构本体的底部左端通过螺栓固定连接有支撑柱，所述加固结构本体的底部右端开有固定槽，且固定槽与支撑柱相互配合，所述加固结构本体的外壁开有灌注口，所述加固结构本体包括砂浆层，所述砂浆层的底部固定连接有钢板，所述钢板与砂浆层之间开有中空内腔，所述中空内腔与灌注口相互配合，所述中空内腔的腔室灌注有环氧树脂层，所述钢板的底部固定连接有碳纤维层，所述碳纤维层的内腔圆周依次安装有CCD图像传感器、应力传感器和渗水传感器。

优选的，所述砂浆层为水泥、沙、矿粉、粉煤灰、膨胀剂、减水剂和水混合结构。

优选的，所述盾构管片连接柱和支撑柱均为不锈钢结构。

优选的，所述固定槽的圆周直径与支撑柱的圆周直径相同，且固定槽的高度与支撑柱的直径相同。

一种盾构隧道环向智能化加固结构的加固方法，包括如下步骤：盾构管片开槽、安装加固结构、灌注环氧树脂和传感器接线，该种盾构隧道环向智能化加固结构的加固方法，具体步骤如下：

S1：盾构管片开槽：通过开槽电机在盾构隧道内的盾构管片上开设与多个盾构管片连接柱相配合的连接槽；

S2：安装加固结构：在盾构管片顶部的上半圆区域涂抹结构胶，将第一个加固结构上的盾构管片连接柱分别插入到盾构管片上半部开设的多个连接槽内，并使加固结构本体上的砂浆层与盾构管片通过结构胶充分粘结，之后用锚栓固定，此时再在盾构管片顶部的下半圆区域涂抹结构胶，将第二个加固结构上的盾构管片连接柱分别插入到盾构管片下半部开设的多个连接槽内，而且使第一个加固结构底部左端的支撑柱插入到第二个加固结构上的顶部左端的固定槽内，使第二个加固结构顶部右端的支撑柱插入到第一个加固结构上的顶部右端的固定槽内，最后使第二个加固结构本体上的砂浆层与盾构管片通过结构胶充分粘结，之后用锚栓固定；

S3：灌注环氧树脂：将环氧树脂灌装机的两个喷头分别插入到第一加固结构和第二个加固结构上的灌注口上，通过环氧树脂灌装机向中空内腔内灌注环氧树脂。

S4：传感器接线：将CCD图像传感器、应力传感器和渗水传感器通过导线连接到监测计算机上。

优选的，所述步骤S2中，第二个加固结构的内腔不安装CCD图像传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种盾构隧道环向智能化加固结构及加固方法，设计合理，采用砂浆层、钢板和碳纤维复合成型，提高了盾构隧道的极限承载能力和刚度，而且能在空间狭窄、允许加固时间短等苛刻条件下，实现隧道的快速加固，采用CCD图像传感器、应力传感器和渗水传感器，可以实时监测盾构隧道内的图像，监测加固结构的应变分布和渗水情况。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内部结构示意图。

图中：1加固结构本体、2盾构管片连接柱、3支撑柱、4固定槽、5灌注口、6砂浆层、7钢板、8中空内腔、9碳纤维层、10CCD图像传感器、11应力传感器、12渗水传感器。

具体实施方式