技术领域
[0001] 本发明涉及工程装置领域，尤其是涉及一种隧道加固装置及隧道加固方法。
相关背景技术
[0002] 相关技术中，隧道加固通常是在隧道表面使用混凝土加固，在距离隧道表面一定距离的位置架设拱形模，然后向拱形模与隧道表面两者之间的空间注入混凝土，在混凝土
凝固后移开拱形模至下一处需要加固的位置，整体工作量大。
具体实施方式
[0033] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0035] 此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
[0036] 在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0037] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
[0038] 下面结合附图描述本发明实施例的隧道加固装置100。
[0039] 参照图1、图2所示，根据本发明实施例的隧道加固装置100，包括：支撑梁10与预制板20。
[0040] 支撑梁10用于连接隧道的内壁200。预制板20设于支撑梁10背离内壁200的一侧，预制板20上设有混凝土空间21，混凝土空间21用于填充混凝土，混凝土与预制板20共同构
造出加固隧道的加固层。
[0041] 具体地，支撑梁10固定在隧道的内壁200上，例如，支撑梁10通过机械锚栓11连接隧道的内壁200。
[0042] 其中，预制板20为预制件，在固定于支撑梁10之前，预制板20已经成型。
[0043] 例如，预制板20通过螺栓连接支撑梁10，从而将预制板20固定在支撑梁10上。
[0044] 需要说明的是，可以是在将支撑梁10固定在内壁200之后，将预制板20安装在支撑梁10上；或者，在将预制板20安装到支撑梁10之后，将支撑梁10固定在隧道的内壁200上。
[0045] 其中，预制板20与隧道的内壁200间隔开，预制板20与内壁200共同限定出混凝土空间21，向混凝土空间21注入混凝土，混凝土终凝后与预制板20形成为一体，参照图7所示，
混凝土与预制板20共同构造为加固层，加固层加固隧道，其中，预制板20在注入混凝土的过
程中发挥着模板的作用。
[0046] 相关技术中，隧道加固通常是在隧道表面使用混凝土加固，在距离隧道表面一定距离的位置架设拱形模，然后向拱形模与隧道表面两者之间的空间注入混凝土，在混凝土
凝固后移开拱形模至下一处需要加固的位置，整体工作量大。
[0047] 本发明实施例通过设置预先成型的预制板20与混凝土共同构造出加固隧道的加固层，预制板20无需拆除，相比较相关技术中架设拱形模的方案，本发明实施例中预制板20
无需拆除，减少了工作量，同时，实施本发明实施例的方案后，无需等待混凝土终凝便可以
对隧道的其他部分进行加固，例如，待混凝土初凝后，加固层初步成型，便可以对隧道的其
他部分进行加固，减少了等待时间，提高了效率。
[0048] 根据本发明实施例的隧道加固装置100，通过设置预先成型的预制板20与混凝土共同构造出加固隧道的加固层，预制板20无需拆除，相比较相关技术中架设拱形模的方案，
本发明实施例中预制板20无需拆除，减少了工作量，同时，实施本发明实施例的方案后，无
需等待混凝土终凝便可以对隧道的其他部分进行加固，减少了等待时间，提高了效率。
[0049] 参照图2所示，在一些实施例中，支撑梁10为钢梁，钢梁具有上翼缘与下翼缘，上翼缘通过后植机械栓与内壁200连接，下翼缘通过螺栓与预制板20连接。
[0050] 参照图1、图2所示，在一些实施例中，支撑梁10为多个，多个支撑梁10沿隧道的延伸方向间隔固定于内壁200，预制板20部分连接其中一个支撑梁10，预制板20另外部分连接
相邻的另一个支撑梁10，相邻的两个支撑梁10与预制板20共同限定出混凝土空间21。
[0051] 其中，隧道通常在实体中延伸，例如山体或者地下的隧道均延伸，多个支撑梁10沿隧道的延伸方向间隔固定在内壁200，可以理解，隧道的内壁200与预制板20之间具有空间，
在隧道的延伸方向上，相邻的两个支撑梁10封堵上述空间，即限制出混凝土空间21，注入混
凝土空间21的混凝土不会泄漏。
[0052] 在上述方案中，混凝土空间21由预制板20及相邻的支撑梁10共同限定出，无需其他密封结构，从而减少了零部件数量，简化整体结构。
[0053] 参照图1、图2所示，在一些实施例中，支撑梁10为多个，多个支撑梁10沿隧道的延伸方向间隔固定于内壁200，预制板20部分连接其中一个支撑梁10，预制板20另外部分连接
相邻的另一个支撑梁10，相邻的两个支撑梁10与预制板20共同限定出混凝土空间21。
[0054] 在上述方案中，预制板20为多个，多个预制板20沿支撑梁10的延伸方向依次固定于支撑梁10，多个预制板20更加方便运输，可以理解，分解为多个的预制板20体积较小，更
加容易通过一些较小的限制通道、出入口，同时更加容易找到运输的工具，容易搬运移动。
[0055] 在一些具体实施例中，多个预制板20中至少部分预制板20构造为相同尺寸。
[0056] 具体地，也就是说，部分预制板20构造为通用预制板20，也就是说，多个预制板20使用同一个模具制造成型，从而提高了通用性，提高了生产效率，降低了成本。
[0057] 参照图1、图2所示，具体地，隧道通常为拱形，支撑梁10沿隧道的拱形表面延伸，多个预制板20沿支撑梁10的延伸方向依次固定于支撑梁10，简单理解，多个预制板20沿隧道
的拱形表面依次设置。
[0058] 更具体地，在隧道的截面上，多个预制板20从内壁200的一端依次布置至内壁200的另一端，多个预制板20密布于内壁200表面，从而使得加固层加固整体内壁200，提高了隧
道的稳定性。
[0059] 其中，多个预制板20上设有注入口，注入口用于混凝土的注入，可以理解，未凝固的混凝土为流体，未凝固的混凝土自动填充整体混凝土空间21。
[0060] 更具体地，注入口设置在多个预制板20中位于最高位置的预制板20上，从注入口注入的混凝土在自身重力下自动下滑至底端，然后未凝固的混凝土堆积至填充满整个混凝
土空间21，本发明实施例将注入口设置在高处，使得混凝土自动堆积，简化整个操作过程，
降低了工作量。
[0061] 在一些实施例中，预制板20构造为高韧性混凝土板，高韧性混凝土板的材料包括：胶凝材料、骨料、外加剂、纤维、矿物掺合料。
[0062] 在上述方案中，预制板20构造为高韧性混凝土板，高韧性混凝土板的材料包括：胶凝材料、骨料、外加剂、纤维、矿物掺合料，利用高韧性混凝土板自身的高韧性、高抗裂性、高
耐损伤的能力，使得高韧性混凝土板在限制混凝土时较好地应对膨胀的问题，降低高韧性
混凝土板发生膨胀的概率。
[0063] 具体地，高韧性混凝土板的材料包括：胶凝材料、骨料、外加剂、纤维、矿物掺合料，原材料按一定比例加水搅拌后成型，充分发挥自身高韧性、高抗裂性、高耐损伤的能力，提
高整体性能。
[0064] 在一些具体实施例中，纤维为PVA纤维(聚乙烯醇纤维)、PE纤维(聚乙烯纤维)、玄武岩纤维、钢纤维中一种或多种。
[0065] 在上述方案中，高韧性混凝土板的材料中的纤维可以为PVA纤维、PE纤维、玄武岩纤维、钢纤维中一种或多种，利用不同纤维的特性增强高韧性混凝土板的性能，针对不同隧
道的具体情况，可以更换不同纤维，从而提高了适应性。
[0066] 例如，高韧性混凝土板的材料中的纤维为PVA纤维；或者，高韧性混凝土板的材料中的纤维为PE纤维；或者，高韧性混凝土板的材料中的纤维为玄武岩纤维；或者，高韧性混
凝土板的材料中的纤维为钢纤维；或者，高韧性混凝土板的材料中的纤维为PVA纤维、PE纤
维两种；或者，高韧性混凝土板的材料中的纤维为PVA纤维、PE纤维、玄武岩纤维三种；或者，
高韧性混凝土板的材料中的纤维为PVA纤维、PE纤维、玄武岩纤维、钢纤维四种。当然，上述
仅为举例，高韧性混凝土板的材料中的纤维还可以为其他种，这里不再赘述。
[0067] 需要说明的是，高韧性混凝土板中无配筋，抗裂、耐腐蚀、耐久性好。
[0068] 参照图3至图6所示，在一些实施例中，隧道加固装置100还包括：支撑组件30，支撑组件30包括：主体33与支撑结构31。
[0069] 支撑结构31设于主体33，支撑结构31止抵预制板20，以使预制板20与内壁200之间保持预定距离。
[0070] 其中，预定距离为人为预先要求的距离，支撑梁10安装在内壁200上，预制板20固定在支撑梁10时，预制板20与内壁200之间的距离为预定距离。
[0071] 需要说明的是，混凝土通常具有一定重量，在隧道加固过程中，混凝土堆积在预制板20上可能导致预制板20发生变形，本发明实施例中设置支撑结构31支撑预制板20，使得
预制板20与内壁200始终保持预定距离，支撑结构31支撑预制板20，降低了预制板20发生变
形的概率。
[0072] 在上述方案中，支撑结构31安装在主体33上，支撑结构31止抵预制板20，使得预制板20与内壁200之间保持预定距离，也就是说，混凝土空间21未发生变化，预制板20保持与
内壁200之间的距离，降低了预制板20发生膨胀的概率，从而降低了混凝土泄漏的概率。
[0073] 参照图5所示，在一些实施例中，主体33背离支撑结构31的一侧设有避让空间331，避让空间331对应隧道内的行车道。
[0074] 在上述方案中，主体33背离支撑结构31的一侧设有避让空间331，避让空间331对应隧道内的行车道，避让空间331发挥避让作用，行车道上的车辆可以通过避让空间331穿
过支撑组件30，也就是说，在向混凝土空间21注入混凝土的同时，隧道可以正常通车，隧道
加固工程不会影响车辆通行。
[0075] 参照图5所示，在另一些实施例中，主体33上设有移动装置332，移动装置332设于主体33的底部，以使主体33移动。
[0076] 在上述方案中，主体33上设置有移动装置332，移动装置332位于主体33的底部，例如，移动装置332为滚轮，或者，移动装置332为台车，从而使得主体33较轻松地移动，降低了
隧道加固工程的工作量。
[0077] 参照图5所示，在又一些实施例中，主体33背离支撑结构31的一侧设有避让空间331，避让空间331对应隧道内的行车道，同时，主体33上设有移动装置332，移动装置332设
于主体33的底部，以使主体33移动。
[0078] 在上述方案中，主体33的底部设置有移动装置332，例如滚轮，或者台车，同时在主体33上开设有避让空间331，避让空间331避让隧道内的行车道，可以理解，支撑组件30位于
隧道内时，车辆可以穿过支撑组件30，支撑组件30可以在隧道内较轻松地移动，车辆行驶在
行车道上时，支撑组件30也可以移动，车辆与支撑组件30互不影响。
[0079] 参照图5所示，在一些实施例中，支撑结构31包括：环向支撑件311与纵向支撑件312。
[0080] 环向支撑件311为多个，多个环向支撑件311沿纵向方向间隔设于主体33上。纵向支撑件312为多个，多个纵向支撑件312沿环向方向间隔设于两个相邻的环向支撑件311之
间。
[0081] 其中，环向支撑件311沿纵向方向间隔设置在主体33上，支撑组件30位于隧道内时，纵向方向为隧道的延伸方向，多个环向支撑件311在隧道的延伸方向上间隔设置，在两
个相邻的环向支撑件311之间设置纵向支撑件312，环向方向垂直纵向方向，多个纵向支撑
件312沿环向方向间隔设置，多个环向支撑件311、多个纵向支撑件312止抵预制板20，使得
预制板20与内壁200之间保持预定距离。
[0082] 在上述方案中，多个环向支撑件311及多个纵向支撑件312止抵预制板20，预制板20更加稳定，进一步降低了预制板20发生膨胀的概率。
[0083] 具体地，环向支撑件311上设有加劲肋，加筋肋与纵向支撑件312连接，提高了强度。
[0084] 参照图2、图4及图5所示，在一些实施例中，预制板20为多个，多个预制板20沿支撑梁10的延伸方向依次设置，多个预制板20包括第一预制板22与第二预制板23，第一预制板
22邻接第二预制板23，至少部分纵向支撑件312的部分止抵第一预制板22，另一部分止抵第
二预制板23。
[0085] 其中，多个预制板20沿支撑梁10的延伸方向依次设置，多个预制板20首尾相连，支撑梁10沿内壁200延伸，多个预制板20包括第一预制板22与第二预制板23，多个纵向支撑件
312中部分支撑件同时止抵两个预制板20，例如，一个纵向支撑件312止抵在第一预制板22
与第二预制板23两者的缝隙上，纵向支撑件312一部分止抵在第一预制板22上，另一部分止
抵在第二预制板23上，使得预制板20与内壁200之间始终保持预定距离，避免混凝土从第一
预制板22与第二预制板23之间的缝隙中泄漏，降低了预制板20变形的概率。
[0086] 参照图4至图6所示，在一些具体实施例中，环向支撑件311与主体33之间设有伸缩件32，环向支撑件311包括：第一子段3111、第二子段3112及第三子段3113。
[0087] 第一子段3111至少部分设于主体33的上方。第二子段3112与第三子段3113分别可转动地连接第一子段3111的相对两端。
[0088] 其中，第一子段3111与主体33之间设置有伸缩件32，第二子段3112与主体33之间设置有伸缩件32，第三子段3113与主体33之间设置有伸缩件32，环向支撑件311拆分为至少
三个子段，第一子段3111位于中间位置，第二子段3112与第三子段3113分别设置在第一子
段3111的两侧。
[0089] 在上述方案中，环向支撑件311拆分为至少三个子段，同时在子段与主体33之间设置有伸缩件32，伸缩件32可以驱动子段靠近或者远离主体33，使得环向支撑件311可以适应
不同大小的隧道，提高了适应能力。
[0090] 具体地，第二子段3112通过连接铰连接第一子段3111，第三子段3113通过连接铰连接第一子段3111。
[0091] 当然，环向支撑件311还可以拆分为更多子段，这里不再赘述。
[0092] 具体地，第二子段3112与第三子段3113分别设置在第一子段3111的左右两侧，若隧道较大，伸缩件32驱动第一子段3111远离主体33，伸缩件32驱动第二子段3112、第三子段
3113张开远离主体33，从而适应较大的隧道，若隧道较小，伸缩件32驱动第一子段3111靠近
主体33，伸缩件32驱动第二子段3112、第三子段3113收缩靠近主体33，从而适应较小的隧
道。
[0093] 根据本发明实施例的隧道加固方法，隧道加固方法使用隧道加固装置100，隧道加固装置100包括：支撑梁10与预制板20，支撑梁10用于连接隧道的内壁200，预制板20设于支
撑梁10背离内壁200的一侧，预制板20上设有混凝土空间21。参照图8所示，隧道加固方法包
括：
[0094] S2：将支撑梁固定于隧道的内壁。
[0095] 具体地，支撑梁10固定在隧道的内壁200上，例如，支撑梁10通过机械锚栓11连接隧道的内壁200。
[0096] S3：将预制板固定于支撑梁。
[0097] 其中，预制板20为预制件，在固定于支撑梁10之前，预制板20已经成型。
[0098] 具体地，预制板20通过螺栓连接支撑梁10，从而将预制板20固定在支撑梁10上。
[0099] 需要说明的是，可以是在将支撑梁10固定在内壁200之后，将预制板20安装在支撑梁10上；或者，在将预制板20安装到支撑梁10之后，将支撑梁10固定在隧道的内壁200上。
[0100] S4：向预制板与隧道的内壁之间的混凝土空间注入混凝土，混凝土与预制板共同构造出加固隧道的加固层。
[0101] 根据本发明实施例的隧道加固方法，通过设置预先成型的预制板20与混凝土共同构造出加固隧道的加固层，预制板20无需拆除，相比较相关技术中架设拱形模的方案，本发
明实施例中预制板20无需拆除，减少了工作量，同时，实施本发明实施例的方案后，无需等
待混凝土终凝便可以对隧道的其他部分进行加固，减少了等待时间，提高了效率。
[0102] 在一些实施例中，支撑梁10为钢梁，钢梁具有上翼缘与下翼缘，上翼缘通过后植机械栓与内壁200连接，下翼缘通过螺栓与预制板20连接。
[0103] 在一些实施例中，支撑梁10为多个，多个支撑梁10沿隧道的延伸方向间隔固定于内壁200，预制板20部分连接其中一个支撑梁10，预制板20另外部分连接相邻的另一个支撑
梁10，相邻的两个支撑梁10与预制板20共同限定出混凝土空间21。
[0104] 其中，隧道通常在实体中延伸，例如山体或者地下的隧道均延伸，多个支撑梁10沿隧道的延伸方向间隔固定在内壁200，可以理解，隧道的内壁200与预制板20之间具有空间，
在隧道的延伸方向上，相邻的两个支撑梁10封堵上述空间，即限制出混凝土空间21，注入混
凝土空间21的混凝土不会泄漏。
[0105] 在上述方案中，混凝土空间21由预制板20及相邻的支撑梁10共同限定出，无需其他密封结构，从而减少了零部件数量，简化整体结构。
[0106] 在一些实施例中，支撑梁10为多个，多个支撑梁10沿隧道的延伸方向间隔固定于内壁200，预制板20部分连接其中一个支撑梁10，预制板20另外部分连接相邻的另一个支撑
梁10，相邻的两个支撑梁10与预制板20共同限定出混凝土空间21。
[0107] 在上述方案中，预制板20为多个，多个预制板20沿支撑梁10的延伸方向依次固定于支撑梁10，多个预制板20更加方便运输，可以理解，分解为多个的预制板20体积较小，更
加容易通过一些较小的限制通道、出入口，同时更加容易找到运输的工具，容易搬运移动。
[0108] 在一些具体实施例中，多个预制板20中至少部分预制板20构造为相同尺寸。
[0109] 在一些实施例中，隧道加固装置100还包括：支撑组件30，隧道加固方法还包括：
[0110] S5：控制支撑组件止抵预制板。
[0111] 支撑组件30包括：主体33与支撑结构31，支撑结构31设于主体33，支撑结构31止抵预制板20，以使预制板20与内壁200之间保持预定距离。
[0112] 其中，预定距离为人为预先要求的距离，支撑梁10安装在内壁200上，预制板20固定在支撑梁10时，预制板20与内壁200之间的距离为预定距离。
[0113] 需要说明的是，混凝土通常具有一定重量，在隧道加固过程中，混凝土堆积在预制板20上可能导致预制板20发生变形，本发明实施例中设置支撑结构31支撑预制板20，使得
预制板20与内壁200始终保持预定距离，支撑结构31支撑预制板20，降低了预制板20发生变
形的概率。
[0114] 在上述方案中，支撑结构31安装在主体33上，支撑结构31止抵预制板20，使得预制板20与内壁200之间保持预定距离，也就是说，混凝土空间21未发生变化，预制板20保持与
内壁200之间的距离，降低了预制板20发生膨胀的概率，从而降低了混凝土泄漏的概率。
[0115] 根据本发明实施例的隧道加固装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0116] 在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本
说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体
特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0117] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。
