一種盾構隧道管片錯臺加固密封結構及施工方法與流程

本發明屬于隧道施工領域，具體設計一種盾構隧道管片錯臺加固密封結構及施工方法。

背景技術：

1、目前，盾構法已經成為城市軌道交通地下區間的主要施工方法，而成型隧道一般主要采用預制襯砌管片拼接而成，而管片錯臺則是襯砌施工中的常見問題之一。管片錯臺是指管片拼裝后相鄰塊管片之間的尺寸偏差，同一環上的稱為環向錯臺，相鄰環上的稱為縱向錯臺。造成錯臺的原因主要有拼裝作業不規范、掘進機姿態不合理導致的盾尾擠壓和壁后注漿參數選擇不當等。

2、管片錯臺若不進行及時處置，將會引起一系列質量問題。錯臺量過大時，管片連接螺栓及螺栓孔附近管片會出現較大應力集中，易造成栓桿剪斷和管片崩壞、掉塊等問題；若使得防水墊層搭接處張開，會影響襯砌結構的防水性能；承受過大的剪切作用力易出現螺栓剪斷、螺栓孔附近管片應力集中，造成螺栓孔附近管片崩角、掉塊等破壞問題；施工過程中，盾尾千斤頂持續作用于管片環，將產生較大附加扭矩，影響管片內力分布，易造成管片損壞；此外，錯臺還將對襯砌耐久性造成不利影響。

3、在專利cn201610161924.9中公開了一種盾構隧道錯臺病害處治結構，采用植筋、鋼筋網、止水帶和修補砂漿進行管片錯臺的處理，但存在如下問題：該結構中止水帶錨固于下沉管片錯出的側壁，外覆修補砂漿進行治理；但只對上抬管片進行了植筋，下沉管片幾乎未作任何處理；兩管片之間僅靠砂漿粘結進行補強，力學性能上對兩管片整體剛度的改善不大；若外荷載有不利變化，仍面臨錯臺量增大甚至防水失效等問題。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，本發明提供了一種對錯臺進行加固密封的快速、高效處置結構及施工方法，可有效治理錯臺量發展、接縫防水失效問題，具有較高技術效益和現場應用價值。

2、為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案實現：

3、第一方面，本發明提供了一種盾構隧道管片錯臺加固密封結構，包括外錯管片、內錯管片、植筋、鋼筋網、修補砂漿、防水砂漿和止水帶；所述外錯管片上開設植筋孔，所述植筋通過外錯管片上的植筋孔以及植筋膠與外錯管片錨固連接，所述的所述鋼筋網與植筋群點焊連接；所述止水帶密貼于外錯管片、內錯管片連接處附近內表面，并以鉚釘固定；還包括弧形鋼板，在內錯管片和弧形鋼板均對應的開設螺栓孔，所述膨脹螺栓依次穿過弧形鋼板、內錯管片上的螺栓孔將弧形鋼板固定在內錯管片底部；且在弧形鋼板靠近外錯管片和內錯管片接縫側的端頭開設若干鋼筋塞焊孔，所述鋼筋網一側預留足夠長度，彎曲處理后與弧形鋼板的鋼筋塞焊孔塞焊連接；所述防水砂漿填補于外錯管片與內錯管片因錯臺產生的細小縫隙；所述修補砂漿用于填補外錯管片、內錯管片、植筋、鋼筋網以及弧形鋼板之間的內部空間，并在外側與鋼板平接以及形成鋼筋系統的保護層。

4、本發明中防水砂漿填補于錯臺縫隙，填至與外錯管片平齊，作為第一道防水處理；所述止水帶鋪設于兩管片接縫周圍，并與內錯管片、外錯管片分別錨固，作為第二道防水處理。進一步的，上述外錯管片上開設植筋孔，所述植筋插入孔中用植筋膠與外錯管片錨固；所述內錯管片上開設螺栓孔，所述弧形鋼板平貼內錯管片，并按相同布置開設螺栓孔，此外，在靠近管片接縫側的端頭開設若干開鋼筋孔；所述膨脹螺栓插入內錯管片與弧形鋼板的預留螺栓孔，將鋼板固定于管片；鋼筋網一段彎曲后穿入鋼板開設的鋼筋孔，塞焊；通過植筋+鋼筋網+鋼板+膨脹錨栓，對外錯管片與內錯管片進行力學性能上的加固。

5、作為進一步的技術方案，所述的外錯管片錯列開設植筋孔。

6、作為進一步的技術方案，所述的弧形鋼板錯列開設螺栓孔。

7、作為進一步的技術方案，所述防水砂漿為陽離子氯丁膠乳、水泥和砂配比制成，填充錯臺引起的管片縫隙，與外錯管片平齊。

8、作為進一步的技術方案，所述植筋熱軋帶肋螺紋筋，要求最小外露長度隨靠近管片接縫線性遞增，保證可與鋼筋網順利焊接。

9、作為進一步的技術方案，所述鋼筋網采用熱軋光圓鋼筋，靠近管片接縫一段進行彎曲處理，以便于弧形鋼板焊接。

10、作為進一步的技術方案，所述膨脹螺栓錯列排布。

11、作為進一步的技術方案，所述修補砂漿為可再分散乳膠粉、水泥和硅砂配比制成。

12、第二方面，本發明公開了盾構隧道管片錯臺加固密封結構的施工方法，具體包括以下步驟：

13、步驟1：將外錯管片進行鑿毛、清理；

14、步驟2：在外錯管片區域錯列鉆圓形植筋孔，清孔，孔內注入植筋膠，隨后植入鋼筋，管片外預留長度足夠長；

15、步驟3：在內錯管片區域鉆錯列圓形螺栓孔，隨后旋入膨脹螺栓，必要時可輔以加固膠增強抗拔力；

16、步驟4：弧形鋼板使用鋼板打孔機按步驟3的螺栓分布鉆好螺栓孔，同時在靠近邊緣處鉆鋼筋塞焊孔；

17、步驟5：將兩側管片中間小縫隙注滿防水砂漿，隨后將止水帶嚴密粘結于管片連接處附近的管片內緣，用鉚釘固定；

18、步驟6：布設鋼筋網，其中指向管片接縫的鋼筋統一進行彎曲處理，確保可塞入鋼板增設的鋼筋塞焊孔；

19、步驟7：將弧形鋼板通過螺栓群嚴密固定在內錯管片內緣，隨后將鋼筋網彎折端塞入鋼板孔，進行塞焊，再將鋼筋網與植筋點焊固定；

20、步驟8：截斷鋼筋長余部分，將鋼筋網內孔隙布滿修補砂漿，并滿足最小保護層要求，在與鋼板銜接處厚度至鋼板內緣。

21、與現有技術相比，本發明所述盾構隧道管片錯臺加固密封結構具有以下特點：

22、1.所述外錯管片上開設植筋孔，所述植筋插入孔中用植筋膠與外錯管片錨固；所述內錯管片上開設螺栓孔，所述弧形鋼板平貼內錯管片，并按相同布置開設螺栓孔，此外，在靠近管片接縫側的端頭開設若干開鋼筋孔；所述膨脹螺栓插入內錯管片與弧形鋼板的預留螺栓孔，將鋼板固定于管片；鋼筋網一段彎曲后穿入鋼板開設的鋼筋孔，塞焊；通過植筋+鋼筋網+鋼板+膨脹錨栓，對外錯管片與內錯管片進行力學性能上的加固。

23、2.在防水處理上，對管片接縫進行防水砂漿+止水帶雙重防滲處理，更有效地避免了錯臺尤其是大幅度錯臺可能引起的防水失效問題。具體的，本發明的所述防水砂漿填補于外錯管片和內錯管片的錯臺縫隙，填至與外錯管片平齊，作為第一道防水處理；所述止水帶鋪設于兩管片接縫周圍，并與內錯管片、外錯管片分別錨固，作為第二道防水處理。

24、3、加固處理上，外錯管片采用錯列植筋焊接鋼筋網，與現有處理方法相比在內錯管片采用膨脹螺栓連接鋼板，然后鋼筋網與光板塞焊連接，增加了兩側管片的整體剛度，克服了管片間單純螺栓縱向連接抗拉不抗剪的弊端。在管片發生錯臺并有進一步擴大的趨勢時，這種可補強兩管片橫向強度和剛度的處置結構更有優勢。

25、4、對于內錯管片的處理上，僅在內錯管片內緣附加了一層1cm厚鋼板，對整體結構空間和后續施工操作幾乎無任何影響。

26、5、本發明的處置方法工藝簡單，材料均為施工領域常見、常用，處置成本低，可兼顧錯臺管片間的加固、防水處置需求。

技術特征：

1.一種盾構隧道管片錯臺加固密封結構，包括外錯管片、內錯管片、植筋、鋼筋網、修補砂漿、防水砂漿和止水帶；所述外錯管片上開設植筋孔，所述植筋通過外錯管片上的植筋孔以及植筋膠與外錯管片錨固連接，所述的所述鋼筋網與植筋群點焊連接；所述止水帶密貼于外錯管片、內錯管片連接處附近內表面，并以鉚釘固定；其特征在于，還包括弧形鋼板，在內錯管片和弧形鋼板均對應的開設螺栓孔，所述膨脹螺栓依次穿過弧形鋼板、內錯管片上的螺栓孔將弧形鋼板固定在內錯管片底部；且在弧形鋼板靠近外錯管片和內錯管片接縫側的端頭開設若干鋼筋塞焊孔，所述鋼筋網一側預留足夠長度，彎曲處理后與弧形鋼板的鋼筋塞焊孔塞焊連接；所述防水砂漿填補于外錯管片與內錯管片因錯臺產生的細小縫隙；所述修補砂漿用于填補外錯管片、內錯管片、植筋、鋼筋網以及弧形鋼板之間的內部空間，并在外側與弧形鋼板平接以及形成鋼筋系統的保護層。

2.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述的外錯管片錯列開設植筋孔。

3.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述的弧形鋼板錯列開設螺栓孔。

4.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述防水砂漿為陽離子氯丁膠乳、水泥和砂配比制成，填充錯臺引起的管片縫隙，與外錯管片平齊。

5.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述植筋熱軋帶肋螺紋筋，要求最小外露長度隨靠近管片接縫線性遞增，保證可與鋼筋網順利焊接。

6.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述鋼筋網采用熱軋光圓鋼筋，靠近管片接縫一段進行彎曲處理，以便于弧形鋼板焊接。

7.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述膨脹螺栓錯列排布。

8.如權利要求1所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構，其特征在于，所述修補砂漿為可再分散乳膠粉、水泥和硅砂配比制成。

9.權利要求1-8中任一項所述的盾構隧道管片錯臺加固密封結構的施工方法，其特征在于，包括以下實施步驟：

技術總結
本發明公開了一種盾構隧道管片錯臺加固密封結構及施工方法，包括外錯管片、內錯管片、弧形鋼板、膨脹螺栓、植筋、鋼筋網和止水帶；外錯管片開設植筋孔，內錯管片開設螺栓孔，鋼板開設螺栓孔和鋼筋塞焊孔；外錯管片通過植筋孔與植筋連接，內錯管片通過膨脹螺栓與鋼板緊密固定；鋼筋網與植筋點焊鏈接，鋼筋網近管片接縫處預留足夠長，彎曲處理后與鋼板塞焊連接；防水砂漿用以填補外錯管片和內錯管片之間的張開縫隙；止水帶密貼于管片連接處附近，并以鉚釘固定；修補砂漿對鋼筋網與管片內部空間進行填補，并形成鋼筋保護層。該結構補強了管片間的橫向剛度且具備防水性能，兼顧了管片錯臺處治的加固與防水需求，可有效改善管片錯臺的不良影響。

技術研發人員：劉朝陽,白迎正,曾會柯,姜向華,楊成濤,張子璇,王天亮,宋增亮
受保護的技術使用者：中鐵十四局集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21