隧道脫空病害處治高聚物注漿技術及其施工方法

2024-02-28 00:48:15 3

專利名稱：隧道脫空病害處治高聚物注漿技術及其施工方法
技術領域：
本發明屬於隧道養護維修技術，涉及隧道脫空病害處治技術，具體涉及隧道襯砌 脫空以及隧道路面板底脫空病害處治高聚物注漿技術。
背景技術：
隨著我國交通事業的飛速發展，隧道的數量和建設規模都達到了空前之最。由於 隧道工程建設質量和運營管理涉及人民的生命與財產安全，因而受到有關部門的高度重視 和社會的廣泛關注。隧道的病害是影響隧道安全的一個非常重要的方面，因此，開發新型、 高效、經濟、耐久的隧道病害處治技術，是我國隧道建設中亟待解決的關鍵問題。在隧道的病害中，脫空是隧道工程常見的病害之一。脫空部位主要出現於隧道拱 頂、左右邊拱以及隧道板底，一般可分為二次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。隧道作為永久性的重要結構物，對其安 全性、耐久性要求較高。因此，開發隧道脫空病害處治技術對於隧道工程安全保障具有重大眉、ο目前治理隧道脫空病害的方法有水泥混合液壓漿、噴射混凝土等，比較常用的是 水泥壓漿處理。水泥壓漿處理的主要缺陷是耐久性差。對於隧道底板脫空，採用水泥壓漿 方法一般只能維持幾個月。而開挖式維修不僅耗費巨大的人力、財力和物力，而且封閉施工 工期較長，對交通幹擾較大。高聚物注漿技術是20世紀70年代發展起來的地基基礎快速加固技術。該技術通 過向地基中注射多組份高聚物材料，利用高聚物材料發生化學反應後體積迅速膨脹並固化 的特性，達到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術主要應用於工 業與民用建築的地基加固和道路維修，目前國內隧道脫空病害處治高聚物注漿技術未見相 關報導。

發明內容
本發明的目的在於克服以上現有技術的不足，研究開發隧道脫空病害高聚物注漿 處治技術，為隧道病害處治提供快速、高效、無損、經濟、實用的新方法。本發明是通過以下技術方案實現的一種隧道脫空病害處治高聚物注漿技術及其施工方法，基於探地雷達(GPR)或落 錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；根據隧道脫空病害狀況，向脫空部位注射高 聚物材料，材料發生反應後體積迅速膨脹並固化，從而快速填充脫空。具體實施步驟為(1)基於探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；(2)對於需要處治的隧道襯砌脫空部位，以一定間距鑽注漿孔，孔深由襯砌的厚度 決定；對於需要處治的隧道脫空底板，以一定間距鑽注漿孔，孔深至底板與仰拱之間；(3)通過注漿孔向襯砌內部、底板脫空區域注射高聚物材料；
(4)利用探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)檢測評價注漿效果，如滿足要求， 則停止注漿；如不滿足要求，則需進行補註，直到達到要求為止。本發明具有以下優點(1)處治效果好。注射的高聚物材料耐久性好，防水性能優良，並具有較好的彈性。 而傳統水泥壓漿會產生幹縮，固結後為脆性材料，抗折強度低，因此耐久性較差；(2)施工快捷，不需養生。材料注射後15分鐘內可形成90%以上的強度，即可放 行交通。與傳統的隧道病害處治方法相比，本發明開發的高聚物注漿技術可節省70%以上 的工期；C3)針對性強，可控性好。本發明專利利用高聚物材料發生化學反應後體積自行膨 脹的特性，達到快速填充脫空的目的，而且材料固化後其密度和強度可根據工程需要調控。 因此，與傳統壓漿方法相比，本發明開發的高聚物注漿技術具有更好的針對性和可控性；(4)節省經費。對於隧道底板脫空處治，採用本發明開發的高聚物注漿技術比開挖 式維修可節省50%以上的費用。綜上所述，本發明開發的隧道脫空病害高聚物注漿快速處治技術與傳統的隧道病 害處治方法相比，在技術原理和施工方法方面都具有明顯創新，開創了快速、耐久、經濟、實 用的隧道維修新途徑。


圖1為隧道襯砌脫空處治前結構示意圖；圖2為隧道襯砌脫空處治後結構示意圖；圖3為隧道底板脫空處治前結構示意圖；圖4為隧道底板脫空處治後結構示意圖。
具體實施例方式實施例本發明的隧道脫空病害處治高聚物注漿技術及其施工方法包括以下內 容基於探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；根據隧道 脫空病害狀況，向脫空部位注射高聚物材料，材料發生反應後體積迅速膨脹並固化，從而快 速填充脫空。具體實施步驟為(1)基於探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；(2)對於圖1所示需要處治的隧道襯砌脫空1，以一定間距鑽注漿孔2，孔深由襯砌 的厚度決定；對於圖2所示需要處治的隧道底板脫空3，以一定間距鑽注漿孔4，孔深至底板 5與仰拱6之間；(3)通過注漿孔2向襯砌脫空1內部或底板脫空4區域注射高聚物材料；(4)利用探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)檢測評價注漿效果，如滿足要求， 則停止注漿；如不滿足要求，則需進行補註，直到達到要求為止。
權利要求
1. 一種隧道脫空病害處治高聚物注漿技術及其施工方法，其特徵在於 基於探地雷達(GPR)和落錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；根據隧道脫空 病害狀況，向脫空部位注射高聚物材料，材料發生反應後體積迅速膨脹並固化，從而快速填 充脫空；具體實施步驟為(1)基於探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；(2)對於需要處治的隧道襯砌脫空部位，以一定間距鑽注漿孔，孔深由襯砌的厚度決 定；對於需要處治的隧道脫空底板，以一定間距鑽注漿孔，孔深至底板與仰拱之間；(3)通過注漿孔向襯砌內部、底板脫空區域注射高聚物材料；(4)利用探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)檢測評價注漿效果，如滿足要求，則停 止注漿；如不滿足要求，則需進行補註，直到達到要求為止。
全文摘要
本發明公開了一種隧道脫空病害處治高聚物注漿技術及其施工方法。基於探地雷達(GPR)或落錘式彎沉儀(FWD)對隧道脫空病害進行檢測；根據隧道脫空病害狀況，向脫空部位注射高聚物材料，材料發生反應後體積迅速膨脹並固化，從而快速填充脫空。本發明具有處治效果好、施工快捷、不需養生、針對性強、可控性好、節省經費等特點，與傳統的隧道病害處治方法相比，其在技術原理和施工方法方面都具有明顯創新，開創了快速、耐久、經濟、實用的隧道維修新途徑。
文檔編號E21D11/00GK102052081SQ20091006633
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月2日 優先權日2009年11月2日
發明者張蓓, 徐建國, 王復明, 王緒東, 米海剛, 董新平, 蔡迎春, 郭成超, 鍾燕輝 申請人:鄭州優特基礎工程維修有限公司