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]本實用新型屬于隧道應用技術(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2000年以前修建的大多數(shù)隧道，由于當時設(shè)計、施工標準低，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，嚴重威脅列車運營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:襯砌網(wǎng)噴混凝土，由于缺乏骨架筋，恢復承載力較低；嵌放工字鋼強度較大，但與噴射混凝土粘結(jié)不好，與圍巖間的空隙充填不實，難以與混凝土共同受力，導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度慢，工程費用高、勞動強度大、行車干擾大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實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)得到了長久的加固作用，并具備施工較快、費用低、強度小及對行車干擾小等優(yōu)點。
[0004]本實用新型采用的技術(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8字結(jié)鋼筋組件組成，數(shù)個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8字型鋼筋，8字型鋼筋具有4個頂點和一個中心結(jié)，8字型鋼筋以中心結(jié)為中心折彎，兩個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]本實用新型具有以下有益效果:
[0016]本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，對原有加固隧道襯砌方法進行了改善，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，在既有襯砌中形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，發(fā)揮更好的支護作用，長久、有效的解決了隧道襯砌腐蝕、網(wǎng)裂、掉塊等嚴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、費用低、強度小及對行車干擾小等優(yōu)點，為運營及養(yǎng)護單位節(jié)省了大量的人力、物力。
[0017]格柵拱架根據(jù)隧道對應斷面的實際尺寸進行洞外或車間加工制作，施工時洞內(nèi)拼裝，具有施工快，不影響行車等優(yōu)點。格柵鋼架采用分榀分段分節(jié)制作，施工過程中對每段的節(jié)點采用錨桿(錨管)及時錨固，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，并滿足鋼架的保護層厚度。
[0018]本實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，對大跨度坑道特別適用；鋼架安裝后可立即承受部分松動荷載，當噴射混凝土達到一定強度后，便能共同承受逐漸增長的圍巖壓力，從而符合“新奧法”先柔后剛的支護原則；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)揮支護作用；鋼架與圍巖間的空隙，能被噴射混凝土填實，有利于結(jié)構(gòu)受力；鋼架在縱、橫向的強度、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，13-8字型鋼筋的中心結(jié)。
【具體實施方式】
[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8字結(jié)鋼筋組件5組成，數(shù)個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8字型鋼筋6，8字型鋼筋6具有4個頂點12和一個中心結(jié)13，8字型鋼筋6以中心結(jié)13為中心折彎，兩個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既有隧道進行加固的安裝方法為:
[0027]步驟一:沿現(xiàn)有待修補加固的隧道拱部襯砌環(huán)向鑿格柵槽，為保證施工安全，應采取跳槽施工。
[0028]步驟二:完成鑿槽后，及時將格柵鋼架就位，每榀格柵拱架I的具體尺寸應依據(jù)對應斷面的實際尺寸在洞外或車間加工制作，以確保安裝準確；每榀格柵拱架I為方便安裝，應分節(jié)加工，并嚴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)外交錯布置。
[0031]步驟五:噴設(shè)混凝土至設(shè)計厚度，噴射混凝土前，應將表面粉塵清除干凈，從而增強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，僅為本實用新型拱部襯砌實施例，本實用新型亦可應用于邊墻等其它部位，以本實用新型的技術(shù)方案及說明書內(nèi)容所作的等效變化，皆應屬于本實用新型涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
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8字結(jié)鋼筋組件組成，數(shù)個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8字型鋼筋，8字型鋼筋具有4個頂點和一個中心結(jié)，8字型鋼筋以中心結(jié)為中心折彎，兩個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8字結(jié)鋼筋組件組成，數(shù)個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)得到了長久的加固作用，并具備施工較快、費用低、強度小及對行車干擾小等優(yōu)點。
【IPC分類】E21D11/10
【公開號】CN204941566
【申請?zhí)枴緾N201520598531
【發(fā)明人】董建武, 王忠文, 張磊, 范偉, 王巖
【申請人】吉林鐵道勘察設(shè)計院有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月10日