[发明专利]基于玻璃纤维管片的隧道加固装置及其施工方法

权利要求书

1.用于加固既有运营地铁隧道的加固装置，其特征在于：包括用于对隧道环向加固的玻璃纤维管环和用于纵向固定的纵向连接板；所述玻璃纤维管环包括由多个弧形支撑玻璃纤维板沿圆周方向拼装而成的支撑架和2个分别支撑在所述支撑架左右两侧底部的支撑架固定座；多个弧形支撑玻璃纤维板和两个支撑架固定座均布设在隧道的同一个横断面上，使玻璃纤维管环连接为一体；弧形支撑玻璃纤维板由固定连接的弧形面板和弧形筋板组成，相邻两个弧形支撑玻璃纤维板之间通过弧形筋板上多个螺栓进行紧固连接，弧形面板上均开有多个供膨胀锚栓安装的锚栓安装孔，并通过膨胀锚栓固定在隧道内的管片环上；每一玻璃纤维管环包括1件小弧形支撑玻璃纤维板、4件大弧形支撑玻璃纤维板和2个支撑架固定座；每一弧形支撑玻璃纤维板包括1块弧形面板和4块弧形筋板；每一支撑架包括1块水平面板和3块弧形筋板；每一纵向连接板包括1块弧形面板和2块弧形筋板；

所述玻璃纤维管环和/或纵向连接板由玻璃纤维制成，玻璃纤维的成分由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁和氧化钠组成，其中氧化钠0％～2％；玻璃纤维的单丝直径在10-20um之间；

其施工方法如下：

定位弧板安装好后，依次按照圆周方向从左至右的顺序首先进行环向加固，安装在管片内弧面，将大弧形支撑玻璃纤维板按照上面的孔与砼管片进行紧固膨胀锚栓，与环向支撑架固定座之间紧固螺栓，然后安装至小弧形支撑玻璃纤维板，再至另一侧大弧形支撑玻璃纤维板；安装过程所有玻璃纤维板均先紧固管片多个膨胀锚栓，再紧固相邻弧形支撑玻璃纤维板之间的多个螺栓；最后使管片和玻璃纤维管环形成环向整体；

根据隧道内管线的安装情况，采用5道玻璃纤维纵向连接板拉结，5道纵向连接板环采用纵向弧形筋板上多个螺栓与弧形支撑玻璃纤维板上纵向弧形筋板进行紧固连接，纵向连接板弧形面板与衬砌管片之间采用安装前刷涂环氧树脂进行粘结。

2.根据权利要求1所述的加固装置，其特征在于：所述支撑架固定座由水平面板和弧形筋板组成，水平面板和弧形筋板由环氧树脂将各玻璃纤维板材粘结拼装成型，弧形支撑玻璃纤维板与支撑架固定座之间均通过弧形筋板上多个螺栓进行紧固连接，2个支撑架固定座通过水平面板上锚栓分别支撑在隧道仰拱左右两侧上方；所述纵向连接板由弧形面板和纵向弧形筋板组成，相邻两个玻璃纤维管环之间由多道纵向弧形筋板上多个螺栓进行紧固连接。

3.使用权利要求1或2所述加固装置加固既有运营地铁隧道的施工方法，其特征在于：采用玻璃纤维管环对既有运营地铁隧道管片进行环向加固，并通过纵向连接板结合成整体对隧道管片进行纵向的加固；

包括如下步骤：

步骤一、预制构件

利用玻璃纤维材料预制弧形面板、水平面板和弧形筋板，并在每个弧形筋板均开有多个分别供螺栓安装的螺栓安装孔，每个弧形或水平面板上均开有多个供所述膨胀锚栓安装的锚栓安装孔；

步骤二、管片环向加固

根据隧道管片通缝或者错缝的形式采用不同的加固位置进行安装弧形支撑玻璃纤维板和支撑架固定座，安装在管片内弧面；小弧形支撑玻璃纤维板安装在衬砌封顶块位置处，其余大弧形支撑玻璃纤维板按错开环缝的方式安装，与衬砌邻接块和标准块位置一致；弧形支撑玻璃纤维板环向间的弧形筋板采用螺栓连接拼装，弧形面板上用膨胀锚栓与管片进行固定；

两个支撑架固定座与弧形支撑玻璃纤维板之间也采用螺栓连接，又利用锚栓将其固定在隧道底部道床之上，使加固环连接为一体；

步骤三、管片纵向加固

根据隧道内管线的安装情况，采用对应5块弧形支撑玻璃纤维板中间位置处的5道玻璃纤维纵向连接板拉结，多道纵向连接板环采用弧形筋板上多个螺栓与弧形支撑玻璃纤维板进行紧固连接，纵向连接板弧形面板与衬砌之间采用安装前刷涂环氧树脂进行粘结，使环向加固与纵向加固形成整体。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：步骤一中所述玻璃纤维管环整环由弧形面板、弧形筋板、支撑架固定座构成，之间用螺栓进行连接拼装，与管片通过膨胀锚栓进行锚固连接；所述玻璃纤维管环每一环沿圆周布置，每一弧形支撑玻璃纤维板均与衬砌相对位置对应划分为1件小弧形支撑玻璃纤维板和4件大弧形支撑玻璃纤维板，避开衬砌环缝布置；所述小弧形支撑玻璃纤维板长度要长于封顶块，其余多个所述大弧形支撑玻璃纤维板的结构和尺寸均相同。