[发明专利]一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构的施工方法

说明书

一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构的施工方法，包括衬砌管片，内钢圈层、道床板和固定机构；衬砌管片沿隧道内部铺设拼接并呈一环形外圈部；道床板设于环形外圈部的内壁面的底部；内钢圈层与衬砌管片连接并沿环形外圈部的内壁面铺设，内钢圈层包括气囊层和钢环层，气囊层设于钢环层与衬砌管片之间；内钢圈层与固定机构的一端连接，固定机构的另一端与道床板连接。本发明为了预防隧道盾构管片受外荷载影响而产生的横向变形，并考虑到在隧道横向变形发生后，通过填充气囊层使变形量得到一定的改善，并抑制其进一步发展。内钢圈层属于一种预制结构，拼装工艺快捷，并且便于拆卸。适用于受外部环境干扰敏感区域或曲率半径较小的隧道区间。

技术领域

本发明属于盾构隧道结构加固技术领域，具体涉及一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构的施工方法。

背景技术

近年来，伴随着我国城市轨道交通迅猛发展，地铁隧道结构的病害问题也越来越多。当隧道受到外部环境干扰时(例如：基坑开挖、临近施工等)，将会改变结构的受力状态，从而导致隧道结构横向变形，严重时将会出现管片开裂、渗漏、螺栓断裂等现象，最终给列车运营带来安全隐患。

目前工程中针对盾构管片结构采用的内钢环加固措施，主要是通过粘结材料将钢环粘合于混凝土管片内壁上，接头处采用焊接方式，二者形成一个整体结构，进而共同抵抗外部荷载。虽然该方法能够增强隧道结构的整体刚度，但是施工复杂、工期较长，并且对恢复管片结构已产生的变形影响甚微。

另外，工程中针对隧道结构变形的常用整治措施包括：侧向注浆；碳纤维、芳纶纤维布加固；工字钢连接加固。学者们也提出了一些新的加固措施，例如全环通过钢绞线施加预应力加固管片；异形合金加固管片接头；隧道管片整圆器；预应力钢绞线加固管片接头等。

从上述加固措施可以看出，目前针对隧道结构管片的加固大多属于变形发生后的补救处理，未能起到预防性的作用。因此，针对隧道结构横向变形的问题，提出一种既能够增强整体刚度，同时又能改善结构变形的管片加固措施将显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构，旨在解决现有技术存在的问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构，包括：

衬砌管片，内钢圈层、道床板和固定机构；

所述衬砌管片沿所述隧道内部铺设拼接并呈一环形外圈部；

所述道床板设于所述环形外圈部的内壁面的底部；

所述内钢圈层与所述衬砌管片连接并沿所述环形外圈部的内壁面铺设，所述内钢圈层包括气囊层和钢环层，所述气囊层设于所述钢环层与所述衬砌管片之间；

所述内钢圈层与所述固定机构的一端连接，所述固定机构的另一端与所述道床板连接。

优选的，所述衬砌管片包括封顶块、邻接块、标准块和封底块，所述封顶块设于所述隧道内部的顶部，所述邻接块与所述封顶块的两侧连接，所述封底块设于所述隧道内部的底部，所述标准块设于所述封底块与所述邻接块之间。

优选的，所述钢环层包括上层部和下层部，所述上层部设有用于放置气囊层的凹槽部，在所述凹槽部的两侧设有侧板，所述下层部设有若干与所述凹槽部相通的填充孔。

优选的，所述钢环层的左右两端设有钢绞线孔道和螺栓孔。

优选的，所述钢环层的左右两端设有连接部，所述连接部包括连接凹槽和连接凸起，所述相邻的钢环层之间通过连接部进行连接，所述相邻的连接部的连接凹槽与连接凸起相配合，所述钢绞线孔道和螺栓孔设于所述连接部。

优选的，所述下层部设有若干肋条，所述若干肋条之间形成减重槽。