一种既有隧道修复结构的制作方法

1.本实用新型属于隧道修复技术领域，特别涉及一种既有隧道修复结构。


背景技术：

2.城市轨道交通中的隧道多以盾构结构进行设计与建设实施，即完全以预制管片以螺栓固定方式进行拼装，在地下约20-50米深度的土壤中形成多绞圆环结构，低于外部土壤(包括含水泥浆)的压力，由此，隧道周围的土壤和泥浆便成为载荷的支撑体，也是保证隧道稳定结构的载体，如果发生少量超载、卸载、位移等变化，都会使隧道结构发生形变，严重的变形会影响隧道内车辆的安全运行限界，直接危及安全运行，随着铁路建设总里程的增加，隧道病害不可避免，这将会带来大体量的隧道修复工程。
3.国内外目前已有的结构加固方法主要为粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法，粘贴纤维复合材加固法面临粘结剂难以短时间内完全固化，严重影响了隧道结构加固的效果，而粘贴钢板加固法面临钢板自重过大、需专用举重设备需长距离进出场加固耗时过长、焊缝多、焊接质量波动大、加固造价高等难题。
4.如何设计一种既有隧道修复结构，如何增加隧道修复效率，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种既有隧道修复结构，用于解决现有技术中隧道修复困难、效率低的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种既有隧道修复结构，包括波纹板组件、地脚、穿轨条板和加固层；
7.所述波纹板组件由不锈钢波纹板沿既有隧道环向拼接而成，所述不锈钢波纹板的两侧均设置有内翻边；相邻所述不锈钢波纹板之间通过桥接件固定，所述桥接件包括内衬于相邻不锈钢波纹板端头之间的桥接板，所述桥接板通过螺栓与不锈钢波纹板的端头波峰固定，所述桥接板通过紧固件与不锈钢波纹板的端头波谷以及既有隧道内壁固定，并在所述不锈钢波纹板与既有隧道内壁之间形成灌注空间；
8.所述地脚的上端沿隧道环向对接在波纹板组件的下端，所述地脚与波纹板组件的连接结构与相邻不锈钢波纹板的连接结构相同；
9.所述穿轨条板横穿既有轨道并与地脚的下端固定；
10.所述加固层由灌注在灌注空间内部的微膨胀高强水泥砂浆固结而成。
11.通过采用这种技术方案：在既有隧道道床两侧设置地脚，并在地脚的上方使用不锈钢波纹板拼装成波纹钢组件结构，将既有道床两侧的地脚通过穿轨条板固定，波纹钢组件、地脚、穿轨条板与道床连接形成整体，然后通过紧固件将不锈钢波纹板和地脚与既有隧道内壁固定为一体，最后向不锈钢波纹板与既有隧道内壁之间形成的灌注空间内部灌注微膨胀高强水泥砂浆，固结后形成加固层实现既有隧道内壁的修复；波纹钢组件、地脚、穿轨
条板和道床连接为一环整体环形结构，该结构通过紧固件与既有隧道内壁固定为一体，并在该结构与既有隧道内壁之间的空隙内部灌注微膨胀高强水泥砂浆，固化后与既有隧道形成一共同受力结构，从而实现既有隧道修复加固的目的，适用于地铁铁路等隧道间歇式或连续式修复；整体环形结构为拼装式结构，实现既有隧道快速修复、加固的同时，可大幅度缩减施工时间和施工难度，增加既有隧道的修复效率。
12.于本实用新型的一实施例中，所述内翻边包括法兰内翻边和加强筋内翻边两种，其中所述法兰内翻边的中心位置沿不锈钢波纹板的板向开设有均布的轴向连接孔。
13.通过采用这种技术方案：设置两种翻边形式，可以根据实际隧道纵向修复宽度选择使用法兰内翻边和加强筋内翻边形式的不锈钢波纹板，其中法兰内翻边形式的不锈钢波纹板可以通过其上的轴向连接孔与螺栓配合进行不锈钢波纹板沿隧道纵向的连接，以适应不同隧道所需纵向修复宽度。
14.于本实用新型的一实施例中，所述桥接件还包括防渗垫片，所述防渗垫片压设于桥接板和待接体之间，所述待接体包括不锈钢波纹板和地脚。
15.通过采用这种技术方案：设置防渗垫片增加相邻不锈钢波纹板连接位置处以及不锈钢波纹板和地脚连接位置处的密封性，防止修复结构渗漏，避免后续灌注时微膨胀高强水泥砂浆溢出。
16.于本实用新型的一实施例中，所述不锈钢波纹板的端头波谷位置开设有与紧固件配合的第一锚接孔，所述不锈钢波纹板的端头波峰位置开设有与螺栓配合的第一栓接孔。
17.通过采用这种技术方案：不锈钢波纹板端头波谷位置更贴合于隧道内壁，在波谷位置开设第一锚接孔可以配合紧固件增加不锈钢波纹板与既有隧道内壁连接的稳定性；不锈钢波纹板端头波峰位置会与隧道内壁存在一定间距，方便螺栓的安装以及相邻不锈钢波纹板之间的连接，并能够确保不锈钢波纹板能够与隧道内壁形成灌注空间。
18.于本实用新型的一实施例中，所述桥接板为波形与不锈钢波纹板以及地脚顶端波形相同的波纹板，所述桥接板的波峰和波谷位置均开设有穿接孔，所述穿接孔为腰形孔。
19.通过采用这种技术方案：确保桥接板能够与不锈钢波纹板以及地脚端头相互贴合，增加相互连接面积，通过螺栓相互连接后能够保证连接的稳定性；设置腰形的穿接孔来适应螺栓的位置，可以调整装配偏差，降低连接的难度。
20.于本实用新型的一实施例中，所述地脚为热成型网格式板框结构，所述地脚的上端波谷位置开设有与紧固件配合的第二锚接孔，所述地脚的上端波峰位置开设有与螺栓配合的第二栓接孔，所述第二锚接孔和第二栓接孔均为条形孔。
21.通过采用这种技术方案：将地脚的上侧设置为热成型网格式板框结构来增加整体结构的强度；设置第二锚接孔和第二栓接孔分别适应紧固件和螺栓，并将第二锚接孔和第二栓接孔设置为条形孔来适应紧固件和螺栓的位置，可以允许存在一定的位置偏差以及调整，降低连接的难度。
22.于本实用新型的一实施例中，所述地脚的下端通过螺栓与角接件的一肢固定，所述角接件的另一肢搭接在穿轨条板的端部上侧并通过螺栓固定。
23.通过采用这种技术方案：设置角接件作为中间连接件，实现地脚下端与穿轨条板端部的连接。
24.于本实用新型的一实施例中，所述穿轨条板的两端均开设有与螺栓配合的第三栓
接孔，所述第三栓接孔为腰形孔。
25.通过采用这种技术方案：通过第三栓接孔提供螺栓的安装位置，并将第三栓接孔设置为腰形孔来适应螺栓的位置，可以允许螺栓穿入位置存在一定的偏差，降低连接的难度。
26.有益效果
27.本实用新型结构中，1)、拼装式波纹钢组件通过地脚、穿轨条板与道床连接为一环整体环形结构，随后通过紧固件与既有隧道固定为一体，并在该结构与既有隧道内壁之间形成的灌注空间内部灌注微膨胀高强水泥砂浆，微膨胀高强水泥砂浆固结后使得该结构与既有隧道结构形成一共同受力结构，从而实现既有隧道修复加固的目的，该共同受力结构具有较高的修复、加固效率；2)、波纹钢组件由不锈钢波纹板配合桥接件连接而成，不锈钢波纹板本身具有较长的使用寿命，并且单块不锈钢波纹板占用面积小、便于运输且成本低，而且能够在运输至隧道修复位置后快速进行连接，具有施工效率高的特点；3)、采用法兰内翻边或加强筋内翻边不锈钢波纹板组件，适用于既有隧道连续式或间歇式修复；4)、充分利用波纹板的特性，与既有隧道内壁之间形成灌注空间的同时，将栓接孔与锚接孔区别，锚接孔配合紧固件可实现相邻波纹板之间的紧固连接以及波纹板与既有隧道内壁固定的双层功效，既增加了相邻波纹板之间的连接强度，增加整体结构的稳定性，又可以减少锚杆使用数量；推广应用具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
28.图1是本实用新型的立体示意图。
29.图2是本实用新型的不锈钢波纹板侧视图。
30.图3是本实用新型的不锈钢波纹板截面图。
31.图4是本实用新型的不锈钢波纹板端头对接示意图。
32.图5是本实用新型的桥接板截面图。
33.图6是本实用新型的桥接板侧视图。
34.图7是本实用新型的地脚主视图。
35.图8是本实用新型的地脚侧视图。
36.图9是图7中a-a向断面图。
37.图10是本实用新型的角接件截面图。
38.图11是本实用新型的穿轨条板俯视图。
39.图中：1.波纹板组件；11.不锈钢波纹板；111.第一锚接孔；112.第一栓接孔；2.地脚；23.第二锚接孔；24.第二栓接孔；3.桥接板；31.穿接孔；4.防渗垫片；5.螺栓；6.角接件；7.穿轨条板；71.第三栓接孔。
具体实施方式
40.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
41.请参阅图1至图11。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新
型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
42.实施例一：
43.如图1-11所示，本实用新型提供一种既有隧道修复结构，包括作为主要修复结构的波纹板组件1、地脚2、穿轨条板7和加固层；
44.请参阅图1-6，波纹板组件1由不锈钢波纹板11沿既有隧道环向拼接而成，不锈钢波纹板11的两侧均设置有用来增加结构强度的加强筋内翻边，同时确保不锈钢波纹板11与既有隧道贴合固定后能够与既有隧道内壁之间形成灌注空间；沿既有隧道环向相邻的不锈钢波纹板11端头之间通过桥接件固定，桥接件包括内衬于相邻不锈钢波纹板11端头之间与不锈钢波纹板11波形相同的桥接板3，桥接板3通过螺栓5与不锈钢波纹板11的端头波峰固定，使用螺栓5可以将相邻不锈钢波纹板11的端部进行固定，桥接板3通过紧固件与不锈钢波纹板11的端头波谷以及既有隧道内壁固定，使用紧固件可以将不锈钢波纹板11与既有隧道内壁固定，并同时增加相邻不锈钢波纹板11之间的连接稳定性，并在不锈钢波纹板11与既有隧道内壁之间形成灌注空间，为灌注微膨胀高强水泥砂浆形成一体式结构提供前提条件；
45.桥接件还包括防渗垫片4，防渗垫片4压设于桥接板3和待接体之间，待接体包括不锈钢波纹板11和地脚2，设置防渗垫片4增加相邻不锈钢波纹板11连接位置处以及不锈钢波纹板11和地脚2连接位置处的密封性，防止修复结构渗漏，避免后续灌注时微膨胀高强水泥砂浆溢出。
46.请参阅图7-9，地脚2的上侧设置为热成型网格式板框结构，增加地脚2自身的结构强度，地脚2的上端沿隧道环向对接在波纹板组件1的下端，地脚2与波纹板组件1的连接结构与相邻不锈钢波纹板11的连接结构相同，使得地脚2与不锈钢波纹板11和相邻不锈钢波纹板11之间的连接形式相同，降低连接的难度，并确保地脚2的上端也能够适应不锈钢波纹板11的波形，增加地脚2与不锈钢波纹板11连接的稳定性。
47.请参阅10-11，穿轨条板7横穿既有轨道并通过角接件6与地脚2的下端固定，两侧地脚2通过穿轨条板7形成整体，从而使得波纹钢组件1、地脚2和穿轨条板7形成一环式整体结构，形成较好的抗拉力和抗压力，具有可靠的整体性能。
48.加固层由灌注在灌注空间内部的微膨胀高强水泥砂浆固结而成，加固层成型后，能够与波纹钢组件1、地脚2和穿轨条板7形成的一环式整体结构以及隧道内壁固定，从而使得一环式整体结构与既有隧道内壁固定，完成既有隧道的修复和加固。
49.实施例二：
50.请参阅图1-11，一种既有隧道修复结构，包括作为主要修复结构的波纹板组件1、地脚2、穿轨条板7和加固层；
51.请参阅图1-6，波纹板组件1由不锈钢波纹板11沿既有隧道环向拼接而成，不锈钢波纹板11的两侧均设置有用来增加结构强度并便于沿隧道纵向进行相邻不锈钢波纹板11
连接的的法兰内翻边，同时确保不锈钢波纹板11与既有隧道贴合固定后能够与既有隧道内壁之间形成灌注空间；沿既有隧道纵向相邻的不锈钢波纹板11通过法兰内翻边与螺栓5配合进行固定，沿既有隧道环向相邻的不锈钢波纹板11端头之间通过桥接件固定，桥接件包括内衬于相邻不锈钢波纹板11端头之间与不锈钢波纹板11波形相同的桥接板3，桥接板3通过螺栓5与不锈钢波纹板11的端头波峰固定，使用螺栓5可以将相邻不锈钢波纹板11的端部进行固定，桥接板3通过紧固件与不锈钢波纹板11的端头波谷以及既有隧道内壁固定，使用紧固件可以将不锈钢波纹板11与既有隧道内壁固定，并同时增加相邻不锈钢波纹板11之间的连接稳定性，并在不锈钢波纹板11与既有隧道内壁之间形成灌注空间，为灌注微膨胀高强水泥砂浆形成一体式结构提供前提条件；
52.桥接件还包括防渗垫片4，防渗垫片4压设于桥接板3和待接体之间，待接体包括不锈钢波纹板11和地脚2，设置防渗垫片4增加相邻不锈钢波纹板11连接位置处以及不锈钢波纹板11和地脚2连接位置处的密封性，防止修复结构渗漏，避免后续灌注时微膨胀高强水泥砂浆溢出。
53.请参阅图7-9，地脚2的上侧设置为热成型网格式板框结构，增加地脚2自身的结构强度，地脚2的上端沿隧道环向对接在波纹板组件1的下端，地脚2与波纹板组件1的连接结构与相邻不锈钢波纹板11的连接结构相同，使得地脚2与不锈钢波纹板11和相邻不锈钢波纹板11之间的连接形式相同，降低连接的难度，并确保地脚2的上端也能够适应不锈钢波纹板11的波形，增加地脚2与不锈钢波纹板11连接的稳定性。
54.请参阅10-11，穿轨条板7横穿既有轨道并通过角接件6与地脚2的下端固定，两侧地脚2通过穿轨条板7形成整体，从而使得波纹钢组件1、地脚2和穿轨条板7形成一环式整体结构，形成较好的抗拉力和抗压力，具有可靠的整体性能。
55.加固层由灌注在灌注空间内部的微膨胀高强水泥砂浆固结而成，加固层成型后，能够与波纹钢组件1、地脚2和穿轨条板7形成的一环式整体结构以及隧道内壁固定，从而使得一环式整体结构与既有隧道内壁固定，完成既有隧道的修复和加固。
56.具体实施时，把螺栓5及适配的防渗垫片4用卡簧固定在不锈钢波纹板11端头的第一栓接孔112内部以及地脚2上端的第二栓接孔24内部；在既有道床基础两侧放置地脚2，从任意一侧地脚2的上端开始放置第一块不锈钢波纹板11，确认不锈钢波纹板11与地脚2对接处在同一弧度上，然后在不锈钢波纹板11与地脚2对接处内衬放置桥接板3，并使得防渗垫片4和桥接板3通过穿接孔31套设在不锈钢波纹板11与地脚2对接处固定的螺栓5上，拧紧螺栓5使桥接板3压紧在防渗垫片4上并完成不锈钢波纹板11与地脚2对接处的固定；采用同种方式沿既有隧道的环向进行相邻不锈钢波纹板11之间的对接，最终将最后一块不锈钢波纹板11与另一侧地脚2的上端固定；将作为紧固件的锚栓由内向外依次穿过桥接板3上剩余未使用的穿接孔31、防渗垫片4和不锈钢波纹板11上的第一锚接孔111打入既有隧道内壁内部，完成不锈钢波纹板11与既有隧道内壁的固定；在既有轨道上铺设穿轨条板7，并在穿轨条板7的端部通过第三栓接孔71与螺栓5的配合与角接件6的一肢固定，随后将角接件6的另一肢通过螺栓5与地脚2的下端固定；将作为紧固件的锚栓由内向外依次穿过桥接板3上剩余未使用的穿接孔31、防渗垫片4和地脚2上的第二锚接孔23打入既有隧道内壁内部，完成地脚2与既有隧道内壁的固定；在已安装的中上侧的不锈钢波纹板11上开设注浆孔和溢浆孔，并通过注浆孔向不锈钢波纹板11与既有隧道内壁间形成的注浆空间内部注入微膨胀高
强水泥砂浆，通过浆液自流，一次性完成整环的注浆，等待微膨胀高强水泥砂浆固结为加固层，完成加固施工。
57.综上所述，本实用新型提供一种既有隧道修复结构，拼装式波纹钢组件1通过地脚2、穿轨条板7与道床连接为一环整体环形结构，随后通过紧固件与既有隧道固定为一体，并在该结构与既有隧道内壁之间形成的灌注空间内部灌注微膨胀高强水泥砂浆，微膨胀高强水泥砂浆固结后使得该结构与既有隧道结构形成一共同受力结构，从而实现既有隧道修复加固的目的，该共同受力结构具有较高的修复、加固效率；波纹钢组件1由不锈钢波纹板11配合桥接件连接而成，不锈钢波纹板11本身具有较长的使用寿命，并且单块不锈钢波纹板11占用面积小、便于运输且成本低，而且能够在运输至隧道修复位置后快速进行连接，具有施工效率高的特点；采用法兰内翻边或加强筋内翻边不锈钢波纹板11组件，适用于既有隧道连续式或间歇式修复；充分利用波纹板的特性，与既有隧道内壁之间形成灌注空间的同时，将栓接孔与锚接孔区别，锚接孔配合紧固件可实现相邻波纹板之间的紧固连接以及波纹板与既有隧道内壁固定的双层功效，既增加了相邻波纹板之间的连接强度，增加整体结构的稳定性，又可以减少锚杆使用数量；推广应用具有良好的经济效益和社会效益。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
58.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种既有隧道修复结构，其特征在于：包括波纹板组件(1)、地脚(2)、穿轨条板(7)和加固层；所述波纹板组件(1)由不锈钢波纹板(11)沿既有隧道环向拼接而成，所述不锈钢波纹板(11)的两侧均设置有内翻边；相邻所述不锈钢波纹板(11)端头之间通过桥接件固定，所述桥接件包括内衬于相邻不锈钢波纹板(11)端头之间的桥接板(3)，所述桥接板(3)通过螺栓(5)与不锈钢波纹板(11)的端头波峰固定，所述桥接板(3)通过紧固件与不锈钢波纹板(11)的端头波谷以及既有隧道内壁固定，并在所述不锈钢波纹板(11)与既有隧道内壁之间形成灌注空间；所述地脚(2)的上端沿隧道环向对接在波纹板组件(1)的下端，所述地脚(2)与波纹板组件(1)的连接结构与相邻不锈钢波纹板(11)的连接结构相同；所述穿轨条板(7)横穿既有轨道并与地脚(2)的下端固定；所述加固层由灌注在灌注空间内部的微膨胀高强水泥砂浆固结而成。2.根据权利要求1所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述内翻边包括法兰内翻边和加强筋内翻边两种，其中所述法兰内翻边的中心位置沿不锈钢波纹板(11)的板向开设有均布的轴向连接孔。3.根据权利要求1所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述桥接件还包括防渗垫片(4)，所述防渗垫片(4)压设于桥接板(3)和待接体之间，所述待接体包括不锈钢波纹板(11)和地脚(2)。4.根据权利要求1所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述不锈钢波纹板(11)的端头波谷位置开设有与紧固件配合的第一锚接孔(111)，所述不锈钢波纹板(11)的端头波峰位置开设有与螺栓(5)配合的第一栓接孔(112)。5.根据权利要求1所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述桥接板(3)为波形与不锈钢波纹板(11)以及地脚(2)顶端波形相同的波纹板，所述桥接板(3)的波峰和波谷位置均开设有穿接孔(31)，所述穿接孔(31)为腰形孔。6.根据权利要求1所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述地脚(2)为热成型网格式板框结构，所述地脚(2)的上端波谷位置开设有与紧固件配合的第二锚接孔(23)，所述地脚(2)的上端波峰位置开设有与螺栓(5)配合的第二栓接孔(24)，所述第二锚接孔(23)和第二栓接孔(24)均为条形孔。7.根据权利要求1所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述地脚(2)的下端通过螺栓(5)与角接件(6)的一肢固定，所述角接件(6)的另一肢搭接在穿轨条板(7)的端部上侧并通过螺栓(5)固定。8.根据权利要求7所述的一种既有隧道修复结构，其特征在于：所述穿轨条板(7)的两端均开设有与螺栓(5)配合的第三栓接孔(71)，所述第三栓接孔(71)为腰形孔。

技术总结
本实用新型提供一种既有隧道修复结构，包括波纹板组件、地脚、穿轨条板和加固层；所述波纹板组件由不锈钢波纹板沿既有隧道环向拼接而成，所述不锈钢波纹板的两侧均设置有内翻边；相邻所述不锈钢波纹板端头之间通过桥接件固定，本实用新型结构中，拼装式波纹钢组件通过地脚、穿轨条板与道床连接为一环整体环形结构，随后通过紧固件与既有隧道固定为一体，并在该拼装结构与既有隧道内壁之间形成的空间内部灌注微膨胀高强水泥砂浆，固结后形成的加固层与不锈钢拼装结构以及既有隧道内壁成为一体，形成一共同受力结构，从而实现既有隧道修复加固的目的，适用于地铁铁路等隧道间歇式或连续式修复，并具有较高的修复、加固效率。并具有较高的修复、加固效率。并具有较高的修复、加固效率。


技术研发人员：赵文亮 乔树章 柳献 张清照 杨奕 杨朋 吕有旭 匡增华 石奇林
受保护的技术使用者：上海青济新材料发展有限公司
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2023/7/14