[实用新型]用于既有铁路隧道衬砌缺陷整治的补强加固装置

说明书

本实用新型公开了一种用于既有铁路隧道衬砌缺陷整治的补强加固装置，其包括：纤维复合型材层，其固定于所述隧道衬砌的缺陷处，所述纤维复合型材层包括纤维层，所述纤维层内设有依次连接的多个型材；高强砂浆层，其分别填设于多个所述型材内。本实用新型所述的加固装置，通过多个型材、纤维层、高强砂浆层三种材料的复合，并调整多个型材的组合截面、纤维的复合层数或高强砂浆的强度，使得该加固装置的综合承载能力达到甚至超过隧道常用的型钢拱架的承载能力。

技术领域

本实用新型涉及铁路隧道交通工程技术领域，具体涉及一种用于既有铁路隧道衬砌缺陷整治的补强加固装置。

背景技术

隧道以其特殊的建筑结构形式决定了其在铁路、公路等交通工程中的重要性和不可替代性。到2020年底，中国铁路营业里程达14.5万km，其中投入运营的铁路隧道共16798座，总长约19630km，其中特长铁路隧道(长度在10千米以上)共209座，总长2811km。然而，由于不可避免的地质、环境条件，修建过程中的设计和施工技术限制，以及后期运营的增量和超量影响，大部分隧道衬砌均出现了不同程度的病害。这些病害主要包括：衬砌背后空洞、衬砌厚度不足、衬砌开裂、错台、变形，衬砌渗漏水，衬砌腐蚀、冻害等。针对这些病害如果不进行有效处理，一旦发生事故，轻则干扰行车，影响列车正常运行，重则衬砌脱落砸中列车，影响运营安全。因此，为保障铁路隧道的正常运营，开展针对既有铁路隧道衬砌缺陷的病害治理研究已刻不容缓。

铁路隧道衬砌缺陷的治理具有时效性。若治理发生在线路没有交验或未通车前，则机具和人员容易到达现场，施工时间不受限制，实施病害治理的难度较小，治理方法较多；然而，如果铁路线路交验通车之后就成为既有线路，那么为了确保安全，既有线病害整治施工均要按照规定的程序和安全要求实施。隧道施工需在天窗点内进行，这样因时间和空间的限制，施工人员和大型机具不易或不能到达现场。一般情况，既有线隧道衬砌病害整治施工前要先进行接触网接地，开通前要先拆除接地线。施工需要搭设作业平台，作业平台可以现场搭设也可以提前在轨道车搭设好天窗点内达到现场。现场搭设平台要在接触网接地后搭设，在施工结束前要提前拆除，如果采用轨道车平台，轨道车要在天窗点开始后由附近车站到达作业现场，天窗点结束前离开作业现场达到附近车站。因此，无论采用哪种方法，有效的作业时间都要缩短很多，按照经验，3小时的天窗时间，扣除接触网接地和平台搭拆或轨道车进出隧道所需时间，有效的作业时间只有1～1.5小时，功效很低。

针对既有铁路隧道衬砌缺陷特征，目前有一些常用的治理方法，如：针对隧道衬砌背后空洞采用注浆填充，针对衬砌渗漏水采用注浆封堵和开槽引排，针对冻害采用增加保温、增设电热带结合引排水。针对衬砌厚度不足、开裂、错台、变形、腐蚀等病害常用的方法有挂网喷锚、支立型钢拱架、支立型钢拱架同时挂网喷锚、W钢带加固等方法，近年来，高铁隧道衬砌缺陷经常采用拆换衬砌和套拱的方式进行整治。

在上述针对衬砌厚度不足、开裂、错台、变形、腐蚀的病害治理方法中，W钢带加固因其钢带成型无法采用较厚的钢板，抗弯和抗剪能力有限，属于弱加固，而其它几种方法均需采用大型设备和较重的钢材或砂石料，因此施工期间搬运和转场过程较为困难，再加上有效作业时间的影响，工作效率较低，经常一个在线路开通前仅需要2～3天就能完成的整治项目，在开通后需要2～3个月才能够完成，而且整个过程耗费大量的人力，增加很多劳动成本。因此，上述这些方法更多针对衬砌缺陷造成严重安全隐患的地段进行整治，不能大范围应用和实施。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种用于既有铁路隧道衬砌缺陷整治的补强加固装置，以解决现有既有隧道衬砌缺陷如衬砌厚度不足、开裂、错台、变形、腐蚀加固存在的技术问题。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种用于既有铁路隧道衬砌缺陷整治的补强加固装置，其包括：

纤维复合型材层，其固定于所述隧道衬砌的缺陷处，所述纤维复合型材层包括纤维层，所述纤维层内设有依次连接的多个型材；