隧道病害修複方法及修復漿料的製作方法

2024-02-28 01:34:15

隧道病害修複方法及修復漿料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種隧道病害的修複方法，其包括：利用探測雷達檢測受損隧道內的脫空及湧水通道的位置；在所述脫空位置的襯砌表面進行鑽孔得到注漿孔並安裝注漿管，注漿管伸入至該脫空內，在湧水通道出口鑽孔得到直徑大於湧水通道出口的注漿孔一，該注漿孔一內密封配合有注漿管一；對注漿孔及注漿孔一進行注漿並利用探測雷達實時檢測脫空及湧水通道內部的漿料填充情況，當漿料充滿脫空及湧水通道時停止注漿；漿料固化並達到最終強度後，在襯砌表面開出多條由輪廓線向四周延伸的縱向槽與橫向槽；將上述所有槽都填滿漿料並固化；對脫空及四周相鄰部位進行固定強化，排出滲水通道內的積水。
【專利說明】隧道病害修複方法及修復漿料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種隧道病害修複方法及修復漿料，能夠對隧道內拱的脫空及滲水等病害進行修復。
【背景技術】
[0002]隨著我國公路與鐵路裡程的不斷增加，隧道數量也逐年增加，隨著隧道運營時間的增加，各種隧道病害影響著隧道的安全，其中脫空及滲水是影響安全最重要的兩種病害，脫空是指隧道襯砌與隔水層間脫空、隔水層與初期支護間脫空、初期支護與圍巖間脫空以及板底與仰拱間脫空。形成脫空的區域對隧道的襯砌的固定形成威脅，因此及時發現並消除上述脫空區域成為隧道維護的必要步驟。
[0003]中國專利號為CN102052081的文獻中公開了一種隧道脫空病害處治的技術及施工方法，對上述隧道脫空利用高聚物進行注漿填充，從而消除上述脫空；然而，脫空處四周一般還存在除脫空處以外的土層或巖層鬆動，才會引起上述脫空，上述方法僅在隧道的脫空處注漿固定脫空處的土層或巖層，今後可能仍會因為四周的土層或巖層鬆動再次在該處引起脫空現象。
[0004]滲水病害主要是由於受地下水的滲透作用，襯砌的防水及排水設施不完善，地下水會穿透隧道的隔水層及襯砌，從襯砌表面流出，由於水的衝刷作用，透水處的裂縫會越來越覽，最後引起襯砲朋塌。
[0005]中國專利號為CN102108873的文獻中公開了一種滲漏水的快速治理方法，但該方法主要在於將滲水口及湧水通道進行封堵，未將湧水通道內的水完全排出，留中湧水通道內的部分積水會使襯砌後方的土層或巖層鬆動，存在潛在隱患。

【發明內容】

[0006]本發明首要解決的技術問題是提供一種隧道病害修複方法，能夠對脫空及四周相鄰部位進行固定強化，同時排出滲水通道內的積水。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種隧道病害修複方法，其包括如下步驟:
a.利用探測雷達檢測受損隧道內的脫空及湧水通道的位置，在內拱襯砌的表面詳細標記出脫空部位的輪廓線；
b.在所述脫空位置的襯砌表面進行鑽孔得到注漿孔並安裝注漿管，注漿管伸入至該脫空內，在湧水通道出口鑽孔得到直徑大於湧水通道出口的注漿孔一，該注漿孔一內密封配
合有注眾管一；
c.對注漿管及注漿管一進行注漿並利用探測雷達實時檢測脫空及湧水通道內部的漿料填充情況，當漿料充滿脫空及湧水通道時停止注漿；
d.注漿停止後再次利用探測雷達檢測該脫空及湧水通道內是否還有未被漿料填充部位，對存在上述情況的位置重新進行鑽孔、注漿； e.上述充入的漿料固化並達到最終強度後，在襯砌表面開出多條由輪廓線向四周延伸的縱向槽與橫向槽且深度至少達到巖土層；
f.利用細管注漿接頭伸入所有縱向槽及橫向槽內進行移動注漿，填滿漿料並固化。
[0008]所述注漿孔的直徑為12mm。
[0009]所述縱向槽與橫向槽的寬度為3mm，深度超出脫空的最大深度10cm。
[0010]最外側的兩條縱向槽及橫向槽包圍輪廓線及由該輪廓線向四周延伸的其餘縱向槽與橫向槽。
[0011]該漿料用於上述權利要求1 一 4之一所述隧道病害修複方法的注漿過程。
[0012]該漿料是高強度發泡型樹脂。
[0013]該漿料在注入5分鐘後完全固化，注入10分鐘後達到最終強度。
[0014]相對於現有技術，本發明具有的技術效果是:
1)本發明的隧道病害修複方法，通過探測雷達檢測與鑽孔、注漿相結合，快速確定隧道脫空及湧水通道的部位並通過注漿填補上述脫空，對該脫空進行固定強化，通過壓力注漿逆向排出湧水通道內的積水並使漿料填充湧水通道，相比現有技術中僅封堵湧水通道而未排盡其中積水的方法，能夠防止積水對巖土的侵蝕而產生新的病害；然後在襯砌表面開出圍繞該脫空部位並深達巖土層的條形槽，在該條形槽內注漿並固化，對該脫空部位四周相鄰的巖土層進行固定強化，並將脫空內固化的漿料與網狀槽內的漿料連成一體，從而使該脫空部位及四周有鬆動趨勢的巖土層、隔水層或襯砌連成一體，相比現有技術中單獨注漿強化脫空部位的方法，其牢固性、可靠性更高，減少了該脫空部位再次出現鬆動、形成新脫空的概率；
2)所述注漿孔約12mm，相比現有技術中修復路面採用的16mm注漿孔，對於結構強度要求更高的隧道內拱，其影響更小；
3)縱向槽與橫向槽的寬度為3_，可以減小開槽對隧道內拱結構強度的影響，開槽深度超出脫空的最大深度10cm，對槽進行注漿固化後，不僅能強化脫空四周的巖土層，還能對該脫空背面更深處的巖土層進行結構強化，進一步減小該脫空部位再次出現脫空的概率；
4)最外側的橫向槽與縱向槽與其內部的橫向槽、縱向槽組成網狀結構並與脫空相連通，填充漿料後進一步提高了脫空部位及四周巖土層的加固強度；
5)該漿料不含水，不會產生幹縮現象，能夠密實填充脫空及湧水通道；漿料固化後有柔韌性與彈性，不容易發生開裂，同時該樹脂材料具有良好的抗滲性，可以阻止巖土層內的積水經湧水通道滲入隧道內，對裂縫和接縫有良好的密封作用；
6)該漿料在注入5分鐘後完全固化，注入10分鐘後達到最終強度，固化時間短，減少了施工時間及對交通的影響，漿料固化後形成發泡狀固體，其密度為水泥漿的10%，不會對襯砌產生較大載荷；
7)該漿料的自由膨脹比可達20:1，能夠快速填充脫空，在膨脹過程中進一步壓實脫空及湧水通道周圍的土層；
8)固化後的漿料穩定性強，不易老化變形，其耐久性可達百年；
9)漿料固化後，各化學成分不會溶解或分解於巖土積水內而流失，對環境無汙染；
10)經該漿料修復後的脫空及湧水通道，後期無需定期維護、保養，減少了養護成本。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了清楚說明本發明的創新原理及其相比於現有產品的技術優勢，下面藉助於附圖通過應用所述原理的非限制性實例說明可能的實施例。在圖中:
圖1為本發明中受損隧道的斷面圖；
圖2為本發明中開槽後的隧道的斷面圖；
圖3為本發明中隧道內脫空處的拱襯砌表面開槽後的正視圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]實施例1
如圖1所示，受損的隧道一般包括:巖土層1，隔水層2，襯砌3，脫空4，湧水通道10。
[0019]脫空一般出現在巖土層與隔水層之間並且可能位於隧道拱頂、隧道拱側或隧道拱底，在出現脫空的部位四周的巖土層存在鬆動的趨勢，因此有必要對脫空部位及四周同時進行固定強化才能使脫空處四周的巖土層處於安定狀態，防止該處以後再次出現脫空現象。
[0020]湧水通道一般從襯砌後方的巖土層穿過隔水層2並延伸至襯砌3的表面，湧水通道之間相互連通，一般多個湧水通道共用一個滲水出口。
[0021]如圖1與圖2所示，本發明的隧道病害修複方法，包括以下步驟:
(1)利用三維探測雷達檢測受損隧道內拱襯砌內的脫空4及湧水通道10的位置，在內拱襯砌的表面詳細標記出脫空4部位的大概輪廓線5並測出該脫空4部位的深度；
(2)在所述脫空位置中央的襯砌表面標出注漿孔6的位置，在注漿孔6的位置進行鑽孔並安裝注漿管7，注漿孔的直徑為12mm，注漿管7伸入至該脫空4內；
(3)在湧水通道出口標出注漿孔一11的位置，在該位置進行鑽孔，該注漿孔一的直徑略大於湧水通道出口，注漿孔一的深度為5-lOcm，在該注漿孔一內安裝注漿管一 13，注漿管一 13與注漿孔一的底部配合面設有密封圈，注漿管一 13的外端設有阻止管內液體外流的單向閥12 ；
(4)在注漿管7上安裝注漿接頭，調試注漿設備並與注漿接頭及上述單向閥12連接，檢驗注漿材料並加入注漿設備中；
(4)對注漿孔7及單向閥12進行注漿並利用三維探測雷達實時檢測脫空4及湧水通道10內部的漿料填充情況，當漿料充滿該脫空4及湧水通道10時停止注漿；
(5)注漿停止後再次利用探測雷達檢測該脫空4及湧水通道10內是否還有未被漿料填充部位，對存在上述情況的位置重新進行鑽孔、注漿；
(6)等待10分鐘後，上述充入的漿料固化並達到最終強度，然後根據脫空的深度及標記出的脫空4的輪廓線，如圖2與圖3所示，在襯砌表面上畫出多條開槽線並用開槽機進行開槽，開出的槽包括多條平行於隧道中線的縱向槽8與垂直於隧道中線的橫向槽9，襯砌表面上外側的兩條縱向槽8與兩條橫向槽9包圍所述脫空的輪廓線並組成一個長方形，其餘縱向槽8分別起始於外側的橫向槽9並終止於輪廓線5，其餘橫向槽9起始於外側的縱向槽8並終止於輪廓線5，所有槽的寬度為3_，各縱向槽8與橫向槽9的深度超出上述測得的脫空4的最大深度IOcm ；
(7)利用細管注漿接頭伸入所有縱向槽8及橫向槽9內進行移動注漿，最後將上述所有縱向槽、橫向槽都填滿漿料並固化。
[0022]實施例2
本發明中所述的漿料採用一種高強度發泡型樹脂，其型號為SZ2，注漿時將該樹脂加入上述注漿設備中，從該注漿設備中流出的樹脂粘度為200±65mPa*s，該樹脂漿料在流動中體積不斷增大，其滲透能力強，適於快速到達脫空部位或進入湧水通道內，在注漿壓力作用下適於排擠出湧水通道內的積水並填充該湧水通道，當上述漿料注入5分鐘後完全固化，注入10分鐘後達到其最終強度，包括壓縮強度≤I. 5MPa，彎曲強度≤I. 3MPa。
[0023]該漿料具有以下特點：
(O該漿料不含水，不會產生幹縮現象，能夠密實填充脫空及湧水通道；漿料固化後有柔韌性與彈性，不容易發生開裂，同時該樹脂材料具有良好的抗滲性，可以阻止巖土層內的積水經湧水通道滲入隧道內，對裂縫和接縫有良好的密封作用；
(2)漿料固化後形成發泡狀固體，其密度為水泥漿的10%，不會對襯砌產生較大載荷；
(3)該漿料的自由膨脹比可達20:1，能夠快速填充脫空，在膨脹過程中進一步壓實脫空及湧水通道周圍的土層；
(4)固化後的漿料穩定性強，不易老化變形，其耐久性可達百年； (5)漿料固化後，各化學成分不會溶解或分解於巖土積水內而流失，對環境無汙染；
(6)經該漿料修復後的脫空及湧水通道，後期無需定期維護、保養，減少了養護成本。
[0024]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種隧道病害的修複方法，其特徵在於包括如下步驟: a.利用探測雷達檢測受損隧道內的脫空(4)及湧水通道(10)的位置，在內拱襯砌的表面詳細標記出脫空(4)部位的輪廓線(5)； b.在所述脫空位置的襯砌表面進行鑽孔得到注漿孔(7)並安裝注漿管(7)，注漿管(7)伸入至該脫空(4)內，在湧水通道出口鑽孔得到直徑大於湧水通道出口的注漿孔一(11)，該注漿孔一(11)內密封配合有注漿管一(13)； c.對注漿管(7)及注漿管一(13)進行注漿並利用探測雷達實時檢測脫空(4)及湧水通道(10)內部的漿料填充情況，當漿料充滿脫空(4)及湧水通道(10)時停止注漿； d.注漿停止後再次利用探測雷達檢測該脫空(4)及湧水通道(10)內是否還有未被漿料填充部位，對存在上述情況的位置重新進行鑽孔、注漿； e.上述充入的漿料固化並達到最終強度後，在襯砌表面開出多條由輪廓線(5)向四周延伸的縱向槽(8)與橫向槽(9)且深度至少達到巖土層；所述縱向槽(8)與橫向槽(9)延伸至輪廓線(5)外側的兩對平行的縱向槽與橫向槽； f.利用細管注漿接頭伸入所有縱向槽(8)及橫向槽(9)內進行移動注漿，填滿漿料並固化。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述注漿孔的直徑為12mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述縱向槽(8)與橫向槽(9)的寬度為3mm,深度超出脫空(4)的最大深度10cm。
【文檔編號】E21D11/10GK104033165SQ201410223621
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】陳贊, 宋妍曈, 冷一傑 申請人:江蘇鼎泰工程材料有限公司