[发明专利]一种隧道预制钢拱架加固补强方法

说明书

本发明涉及一种隧道预制钢拱架加固补强方法，包括以下步骤：1)采用三维激光扫描获取隧道加固断面衬砌内侧轮廓信息，并据此制作钢拱架，该钢拱架由预制的分段钢拱架构件组成；2)在衬砌内侧从边墙底脚沿环向到拱部，通过螺栓将预制的各段钢拱架构件组合成钢拱架；3)在钢拱架底脚位置安装预应力锚杆，使锚杆贯穿衬砌并插入隧道围岩中；4)在钢拱架与衬砌内侧的间隙填充无收缩砂浆或楔块；5)为保证钢拱架纵向的稳定性，在沿隧道纵向设置的多个钢拱架间安装内撑杆；6)在钢拱架内侧安装防火装饰层。与现有技术相比，本发明具有不需要对原衬砌结构进行开槽、高强度、防火、快速便捷、无损加固等优点。

技术领域

本发明涉及隧道钢拱架加固技术领域，尤其是涉及一种隧道预制钢拱架加固补强方法。

背景技术

现有的加固隧道钢拱架方法(中国专利CN201910560454.7)主要采用嵌入旧衬砌的方法，其基本步骤如下：

(1)在原衬砌内侧沿隧道纵向方向按照一定间隔开设沿原衬砌周向方向分布的环向凹槽；

(2)在上述的环向凹槽中嵌入弧形的工字型钢拱架；

(3)在原衬砌内侧位于相邻两个环向槽之间的位置开设多条沿隧道纵向分布的水平槽，纵向水平槽两端分别与两侧的环向槽相连，形成网格状的开槽结构；

(4)在纵向水平槽中嵌入连接筋，并将纵向钢筋的两端分别焊接在两侧钢拱架上；

(5)向环向和纵向槽中浇筑混凝土形成混凝土填充层，在混凝土填充层和原衬砌间隙注入水泥砂浆填充；

(6)在网格状开槽结构的所有网格中心位置插入预应力锚杆，并贯穿原衬砌插入隧道围岩中；

(7)向原衬砌内侧喷射一层混凝土，与钢拱架、纵向连接筋、填充层、锚杆等共同形成一层网状钢筋混凝土结构，即为加固隧道衬砌的嵌拱结构。

该工法通过在衬砌上开槽嵌入钢拱架，与混凝土填充、锚杆、喷射混凝土等形成加固隧道衬砌的复合结构，可对开裂、剥离或坍塌衬砌进行加固，维持隧道结构的稳定性。

但是，上述现有工法的主要缺点在于施工过程复杂，首先需要对原结构行进一定程度的破坏(开槽)，再通过填充层修复对原结构的损伤，无论是开槽的过程，还是浇筑和养护混凝土的过程，耗时都比较长，导致施工工期长、对交通影响较久，并且安装钢拱架后还需要喷射混凝土填充拱架形成的网格，进一步增加了施工的难度和时间。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种隧道预制钢拱架加固补强方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种隧道预制钢拱架加固补强方法，包括以下步骤：

1)采用三维激光扫描获取隧道加固断面衬砌内侧轮廓信息，并据此制作钢拱架，该钢拱架由预制的分段钢拱架构件组成；

2)在衬砌内侧从边墙底脚沿环向到拱部，通过螺栓将预制的各段钢拱架构件组合成钢拱架；

3)在钢拱架底脚位置安装预应力锚杆，使锚杆贯穿衬砌并插入隧道围岩中；

4)在钢拱架与衬砌内侧的间隙填充无收缩砂浆或楔块；

5)为保证钢拱架纵向的稳定性，在沿隧道纵向设置的多个钢拱架间安装内撑杆；

6)在钢拱架内侧安装防火装饰层。

所述的步骤1)中，钢拱架采用冷加工H型钢制成后经防锈处理。

所述的步骤1)中，钢拱架截面的选取原则如下：

对于2车道公路隧道、直径不大于10m的盾构隧道，采用H90～H125型钢；