[发明专利]用于隧道口部快速修复的装配式整体GFRP-骨架混凝土口部衬砌结构及快速修复方法

说明书

本发明提供一种用于隧道口部快速修复的装配式整体GFRP‑骨架混凝土口部衬砌结构，包括预制衬砌骨架、预制GFRP永久模板以及现浇混凝土结构，其中，预制衬砌骨架由多品预制铝合金桁架构成，相邻两品桁架之间的纵向间距按照模数设置，相邻两品桁架之间采用连杆连接，组成预制衬砌骨架；预制GFRP永久模板采用模块化设计，现浇混凝土结构与预制衬砌骨架、预制GFRP永久模板共同构成装配式整体GFRP‑骨架混凝土衬砌结构。本发明提供的装配式整体GFRP‑骨架混凝土口部衬砌结构用于隧道口部的快速修复，组装方便、施工快速高效，适应性强，承载力高。

技术领域

本发明总体上涉及隧道口部的快速修复技术领域，尤其是一种用于隧道口部快速修复的装配式整体GFRP-骨架混凝土口部衬砌结构及快速修复方法。

背景技术

当前我国隧道工程的规模和数量显著增加，公路隧道、铁路隧道以及阵地隧道持续发展，一系列的工程问题也随之产生。隧道投入运营一定时间后，二次衬砌常产生开裂、剥落、掉块等病害，当这些病害严重时将威胁到隧道的行车安全及其支护结构的耐久性。隧道口部受爆炸冲击和顶部塌方重压，尤其需要快速有效地进行修复处理。

目前各类修复措施和方法较多，主要以回填注浆、锚杆加固、以及粘贴纤维布等为主，效果也较为显著。但这些常规的修复技术受限于施工慢、效率低，野外作业受施工机械和现场水、电、原材料的限制，无法实现快速修复，更无法在条件受限时主要由人工作业来完成，且现有的修复技术和修复结构承载力有限，无法承受爆炸冲击。因此，急需一种承载力高、施工简易、能够快速修复隧道口部的技术来满足实际工程的修复需求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种装配式整体GFRP-骨架混凝土口部衬砌结构，用于隧道口部的快速修复，预制、吊装、运输、连接方便，能够实现快速高效的施工，实现口部衬砌浇筑作业快速高效完成。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提供了一种用于隧道口部快速修复的装配式整体GFRP-骨架混凝土口部衬砌结构，包括预制衬砌骨架、预制GFRP永久模板以及现浇混凝土结构，其中，

预制衬砌骨架由多品预制铝合金桁架构成，单品桁架包括左、右格构柱和连接在左、右格构柱之间的拱顶桁架梁，左、右格构柱各包括位于下部的一个第一模块和拼装于第一模块上端的一个第二模块，拱顶桁架梁包括位于拱两端的两个第三模块和拼装在两个第三模块之间的一个第四模块，拱顶桁架梁的两个第三模块分别与左、右格构柱的第二模块的顶端连接，组成一品预制铝合金桁架；相邻两品桁架之间的纵向间距按照模数设置，相邻两品桁架之间采用连杆连接，组成预制衬砌骨架；

预制GFRP永久模板采用模块化设计，包括侧墙内模板、侧墙外模板和拱顶模板，侧墙内模板和侧墙外模板以对拉螺栓安装固定在所述格构柱的内外两侧，对拉螺栓作用在内外模板上，拱顶模板以对拉螺栓安装固定在所述拱顶桁架梁底部，对拉螺栓作用在拱顶桁架梁或连杆上；

现浇混凝土结构包括在所述侧墙内模板和侧墙外模板之间浇筑混凝土形成的混凝土侧墙，以及在所述拱顶模板上浇筑混凝土形成的混凝土拱顶，现浇混凝土结构与预制衬砌骨架、预制GFRP永久模板共同构成装配式整体GFRP-骨架混凝土衬砌结构。

作为一种具体改进，所述第一模块、第二模块、第三模块以及第四模块为方形截面结构，端面设置有通过插头和/或插槽，第一模块、第二模块、第三模块以及第四模块之间通过插头和/或插槽相互插接连接。

作为一种具体改进，在所述第一模块、第二模块、第三模块以及第四模块之间的连接处，采用连接螺栓连接各模块的四条边。

作为一种具体改进，该口部衬砌结构还包括现浇条形基础，预制铝合金桁架通过连接件连接固定在条形基础上。