[发明专利]一种铁路既有线隧道套衬结构及其施工方法

摘要

本发明公开了一种铁路既有线隧道套衬结构及其施工方法，该隧道套衬结构包括多榀钢拱架和现浇钢筋混凝土套衬；该施工方法包括步骤：一、既有衬砌凿毛；二、确定钢拱架安装位置；三、加工制作钢拱架；四、钢拱架的下运；五、架设钢拱架；六、施作锚杆；七、植入钎钉；八、施作套衬钢筋；九、施作套衬混凝土；十、注浆加固。本发明结构设置合理，现浇钢筋混凝土套衬与既有衬砌紧密连接，在不影响既有衬砌结构的情况下，能够有效对既有衬砌进行加固，在进行混凝土浇筑过程中外模板可以重复使用，有效降低施工成本，同时钢拱架作为侧模板，使用完成后不用拆除，能够与既有衬砌一起受力，共同工作，大大提高现浇钢筋混凝土套衬结构的安全性。

主权项

1.一种铁路既有线隧道套衬结构的施工方法，该铁路既有线隧道套衬结构包括设置在既有衬砌(1)内侧面上的多榀钢拱架(2)、以及用于将既有衬砌(1)和多榀钢拱架(2)浇筑为一体的现浇钢筋混凝土套衬，所述钢拱架(2)包括上部钢拱架节段(2-3)和对称设置在上部钢拱架节段(2-3)两侧的钢拱架单元，所述钢拱架单元包括下部钢拱架节段(2-1)和中部钢拱架节段(2-2)，所述下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)和上部钢拱架节段(2-3)均通过膨胀螺栓(4)固定在既有衬砌(1)的内侧面上，所述现浇钢筋混凝土套衬包括多个沿既有线隧道长度方向布设且设置在相邻两榀钢拱架(2)之间的套衬节段(3)，所述套衬节段(3)与既有衬砌(1)之间设置有多个钎钉(5)；/n其特征在于，该施工方法包括以下步骤：/n步骤一、既有衬砌凿毛：采用风镐对待加固隧道节段位置处的既有衬砌(1)内侧距墙脚1m以下的区域进行既有混凝土的凿除；采用电镐对既有衬砌(1)内侧距墙脚1m以上的区域进行既有混凝土表面凿毛处理，既有衬砌(1)内侧距墙脚1m以下既有混凝土的凿除厚度不小于既有衬砌(1)内侧距墙脚1m以上既有混凝土表面的凿毛厚度；/n步骤二、确定钢拱架安装位置：根据多榀钢拱架(2)的设计间距采用全站仪对待加固隧道节段处既有衬砌(1)内表面进行测量放样，用记号笔标记出每榀钢拱架(2)的安装位置，多榀钢拱架(2)沿隧道的长度方向呈等间距布设在待加固隧道节段之间，相邻两榀钢拱架(2)之间的距离为1.5m～2m；/n步骤三、加工制作钢拱架：采用断面仪扫描多个钢拱架安装位置处的既有衬砌(1)内表面并得到其断面轮廓大样图，对多个断面轮廓大样图进行对比，选择既有衬砌(1)内表面轮廓线最长的一个断面轮廓大样图作为钢拱架加工图，根据钢拱架加工图加工制作多榀钢拱架(2)，其中，既有衬砌(1)内表面轮廓线最长的长度为L，单位为m；/n每榀钢拱架(2)进行加工时，分上部钢拱架节段(2-3)、下部钢拱架节段(2-1)和中部钢拱架节段(2-2)进行分段加工，使加工好的一个上部钢拱架节段(2-3)、两个下部钢拱架节段(2-1)和两个中部钢拱架节段(2-2)拼接在一起形成钢拱架(2)，并对拼接好的钢拱架(2)进行尺寸偏差测量，保证其尺寸偏差在规定范围内，若其尺寸偏差不在规定范围内，则分别对下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)和上部钢拱架节段(2-3)进行校正后再进行拼接，直至拼接好的钢拱架(2)的尺寸偏差满足规定；/n步骤四、钢拱架的下运：将步骤三中加工制作好的下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)和上部钢拱架节段(2-3)运输至待加固隧道节段处；/n步骤五、架设钢拱架：在步骤二中标记的多个钢拱架安装位置分别进行多榀钢拱架(2)的架设，在指定的钢拱架安装位置处架设钢拱架(2)，当该指定的钢拱架安装位置的既有衬砌(1)内表面轮廓线长度为L时，在该指定的钢拱架安装位置处顺时针或逆时针将下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)和上部钢拱架节段(2-3)安装在既有衬砌(1)上对应位置处，下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)和上部钢拱架节段(2-3)均与既有衬砌(1)的内表面贴合；/n当该指定的钢拱架安装位置的既有衬砌(1)内表面轮廓线长度小于L时，在该指定的钢拱架安装位置处顺时针或逆时针将下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)和上部钢拱架节段(2-3)安装在既有衬砌(1)上对应位置处，并根据该指定的钢拱架安装位置的既有衬砌(1)内表面轮廓线长度对最后一个下部钢拱架节段(2-1)进行裁割，使下部钢拱架节段(2-1)、中部钢拱架节段(2-2)、上部钢拱架节段(2-3)和裁割后的下部钢拱架节段(2-1)均与既有衬砌(1)的内表面贴合；/n步骤六、施作锚杆：在待加固隧道节段的拱脚处打设一排到两排锚杆，所述锚杆的外露段与钢拱架(2)焊接固定；/n步骤七、植入钎钉：在相邻两榀所述钢拱架(2)之间的既有衬砌(1)上植入多组呈梅花形布设的钎钉(5)，所述钎钉(5)伸入至既有衬砌(1)内部的长度不小于20cm；/n步骤八、施作套衬钢筋：在相邻两榀钢拱架(2)之间设置两层钢筋网，两层所述钢筋网之间通过多根勾筋紧固连接，所述勾筋锚固在既有衬砌(1)上；在位于既有衬砌(1)拱顶的一排所述勾筋上沿隧道的长度方向搭设注浆管和排气管，通过多根勾筋连接的两层所述钢筋网构成一节套衬钢筋；/n步骤九、施作套衬混凝土：在步骤八中完成套衬钢筋的安装后，将多个由钢拱架(2)分隔而成的套衬钢筋分为两组，两组套衬钢筋均为间隔型套衬钢筋组，两组间隔型套衬钢筋组的混凝土浇筑方法均相同，对任一组间隔型套衬钢筋组进行混凝土浇筑时，均包括以下步骤：/n步骤901、搭设模板：对间隔型套衬钢筋组内的每一节套衬钢筋进行模板的搭设，对一节套衬钢筋进行模板的搭设时，使套衬钢筋两侧的钢拱架(2)作为侧模板，在两个钢拱架(2)之间搭设外模板形成浇筑空腔，套衬钢筋位于浇筑空腔内，所述外模板由多个沿钢拱架(2)的内侧面布设的竹胶板组成，所述竹胶板的两端分别固定在两个钢拱架(2)上，所述外模板的内侧设置有多个用于对其进行加固的横向槽钢，所述横向槽钢的两端分别跨过两个钢拱架(2)后通过螺杆与既有衬砌(1)固定连接；/n步骤902、浇筑混凝土：采用二次构造柱泵分别对每一个由外模板、既有衬砌(1)和两个钢拱架(2)形成的浇筑空腔进行混凝土的浇筑进而形成套衬节段(3)；/n步骤903、模板拆卸：等套衬节段(3)内的混凝土完全凝固后，将多个所述套衬节段(3)外部的外模板和横向槽钢进行拆除；/n步骤十、注浆加固：通过步骤八中搭设的注浆管对既有衬砌(1)与现浇钢筋混凝土套衬之间的空洞区域进行注浆加固。/n