隧道病害修復方法及修復漿料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隧道病害的修復方法，其包括：利用探測雷達檢測受損隧道內(nèi)的脫空及涌水通道的位置；在所述脫空位置的襯砌表面進行鉆孔得到注漿孔并安裝注漿管，注漿管伸入至該脫空內(nèi)，在涌水通道出口鉆孔得到直徑大于涌水通道出口的注漿孔一，該注漿孔一內(nèi)密封配合有注漿管一；對注漿孔及注漿孔一進行注漿并利用探測雷達實時檢測脫空及涌水通道內(nèi)部的漿料填充情況，當漿料充滿脫空及涌水通道時停止注漿；漿料固化并達到最終強度后，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并固化；對脫空及四周相鄰部位進行固定強化，排出滲水通道內(nèi)的積水。
【專利說明】隧道病害修復方法及修復漿料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道病害修復方法及修復漿料，能夠?qū)λ淼纼?nèi)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里程的不斷增加，隧道數(shù)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(qū)域?qū)λ淼赖囊r砌的固定形成威脅，因此及時發(fā)現(xiàn)并消除上述脫空區(qū)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松動，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，今后可能仍會因為四周的土層或巖層松動再次在該處引起脫空現(xiàn)象。
[0004]滲水病害主要是由于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，由于水的沖刷作用，透水處的裂縫會越來越覽，最后引起襯砲朋塌。
[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，但該方法主要在于將滲水口及涌水通道進行封堵，未將涌水通道內(nèi)的水完全排出，留中涌水通道內(nèi)的部分積水會使襯砌后方的土層或巖層松動，存在潛在隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明首要解決的技術問題是提供一種隧道病害修復方法，能夠?qū)γ摽占八闹芟噜彶课贿M行固定強化，同時排出滲水通道內(nèi)的積水。
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種隧道病害修復方法，其包括如下步驟:
a.利用探測雷達檢測受損隧道內(nèi)的脫空及涌水通道的位置，在內(nèi)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鉆孔得到注漿孔并安裝注漿管，注漿管伸入至該脫空內(nèi)，在涌水通道出口鉆孔得到直徑大于涌水通道出口的注漿孔一，該注漿孔一內(nèi)密封配
合有注衆(zhòng)管一；
c.對注漿管及注漿管一進行注漿并利用探測雷達實時檢測脫空及涌水通道內(nèi)部的漿料填充情況，當漿料充滿脫空及涌水通道時停止注漿；
d.注漿停止后再次利用探測雷達檢測該脫空及涌水通道內(nèi)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鉆孔、注漿； e.上述充入的漿料固化并達到最終強度后，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(nèi)進行移動注漿，填滿漿料并固化。
[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(cè)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余縱向槽與橫向槽。
[0011]該漿料用于上述權利要求1 一 4之一所述隧道病害修復方法的注漿過程。
[0012]該漿料是高強度發(fā)泡型樹脂。
[0013]該漿料在注入5分鐘后完全固化，注入10分鐘后達到最終強度。
[0014]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有的技術效果是:
1)本發(fā)明的隧道病害修復方法，通過探測雷達檢測與鉆孔、注漿相結(jié)合，快速確定隧道脫空及涌水通道的部位并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涌水通道內(nèi)的積水并使?jié){料填充涌水通道，相比現(xiàn)有技術中僅封堵涌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(chǎn)生新的病害；然后在襯砌表面開出圍繞該脫空部位并深達巖土層的條形槽，在該條形槽內(nèi)注漿并固化，對該脫空部位四周相鄰的巖土層進行固定強化，并將脫空內(nèi)固化的漿料與網(wǎng)狀槽內(nèi)的漿料連成一體，從而使該脫空部位及四周有松動趨勢的巖土層、隔水層或襯砌連成一體，相比現(xiàn)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(xiàn)松動、形成新脫空的概率；
2)所述注漿孔約12mm，相比現(xiàn)有技術中修復路面采用的16mm注漿孔，對于結(jié)構強度要求更高的隧道內(nèi)拱，其影響更??；
3)縱向槽與橫向槽的寬度為3_，可以減小開槽對隧道內(nèi)拱結(jié)構強度的影響，開槽深度超出脫空的最大深度10cm，對槽進行注漿固化后，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(jié)構強化，進一步減小該脫空部位再次出現(xiàn)脫空的概率；
4)最外側(cè)的橫向槽與縱向槽與其內(nèi)部的橫向槽、縱向槽組成網(wǎng)狀結(jié)構并與脫空相連通，填充漿料后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(chǎn)生干縮現(xiàn)象，能夠密實填充脫空及涌水通道；漿料固化后有柔韌性與彈性，不容易發(fā)生開裂，同時該樹脂材料具有良好的抗?jié)B性，可以阻止巖土層內(nèi)的積水經(jīng)涌水通道滲入隧道內(nèi)，對裂縫和接縫有良好的密封作用；
6)該漿料在注入5分鐘后完全固化，注入10分鐘后達到最終強度，固化時間短，減少了施工時間及對交通的影響，漿料固化后形成發(fā)泡狀固體，其密度為水泥漿的10%，不會對襯砌產(chǎn)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涌水通道周圍的土層；
8)固化后的漿料穩(wěn)定性強，不易老化變形，其耐久性可達百年；
9)漿料固化后，各化學成分不會溶解或分解于巖土積水內(nèi)而流失，對環(huán)境無污染；
10)經(jīng)該漿料修復后的脫空及涌水通道，后期無需定期維護、保養(yǎng)，減少了養(yǎng)護成本。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了清楚說明本發(fā)明的創(chuàng)新原理及其相比于現(xiàn)有產(chǎn)品的技術優(yōu)勢，下面借助于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(fā)明中受損隧道的斷面圖；
圖2為本發(fā)明中開槽后的隧道的斷面圖；
圖3為本發(fā)明中隧道內(nèi)脫空處的拱襯砌表面開槽后的正視圖。
[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，涌水通道10。
[0019]脫空一般出現(xiàn)在巖土層與隔水層之間并且可能位于隧道拱頂、隧道拱側(cè)或隧道拱底，在出現(xiàn)脫空的部位四周的巖土層存在松動的趨勢，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于安定狀態(tài)，防止該處以后再次出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。
[0020]涌水通道一般從襯砌后方的巖土層穿過隔水層2并延伸至襯砌3的表面，涌水通道之間相互連通，一般多個涌水通道共用一個滲水出口。
[0021]如圖1與圖2所示，本發(fā)明的隧道病害修復方法，包括以下步驟:
(1)利用三維探測雷達檢測受損隧道內(nèi)拱襯砌內(nèi)的脫空4及涌水通道10的位置，在內(nèi)拱襯砌的表面詳細標記出脫空4部位的大概輪廓線5并測出該脫空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的位置進行鉆孔并安裝注漿管7，注漿孔的直徑為12mm，注漿管7伸入至該脫空4內(nèi)；
(3)在涌水通道出口標出注漿孔一11的位置，在該位置進行鉆孔，該注漿孔一的直徑略大于涌水通道出口，注漿孔一的深度為5-lOcm，在該注漿孔一內(nèi)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(nèi)液體外流的單向閥12 ；
(4)在注漿管7上安裝注漿接頭，調(diào)試注漿設備并與注漿接頭及上述單向閥12連接，檢驗注漿材料并加入注漿設備中；
(4)對注漿孔7及單向閥12進行注漿并利用三維探測雷達實時檢測脫空4及涌水通道10內(nèi)部的漿料填充情況，當漿料充滿該脫空4及涌水通道10時停止注漿；
(5)注漿停止后再次利用探測雷達檢測該脫空4及涌水通道10內(nèi)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鉆孔、注漿；
(6)等待10分鐘后，上述充入的漿料固化并達到最終強度，然后根據(jù)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并用開槽機進行開槽，開出的槽包括多條平行于隧道中線的縱向槽8與垂直于隧道中線的橫向槽9，襯砌表面上外側(cè)的兩條縱向槽8與兩條橫向槽9包圍所述脫空的輪廓線并組成一個長方形，其余縱向槽8分別起始于外側(cè)的橫向槽9并終止于輪廓線5，其余橫向槽9起始于外側(cè)的縱向槽8并終止于輪廓線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(nèi)進行移動注漿，最后將上述所有縱向槽、橫向槽都填滿漿料并固化。
[0022]實施例2
本發(fā)明中所述的漿料采用一種高強度發(fā)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，適于快速到達脫空部位或進入涌水通道內(nèi)，在注漿壓力作用下適于排擠出涌水通道內(nèi)的積水并填充該涌水通道，當上述漿料注入5分鐘后完全固化，注入10分鐘后達到其最終強度，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(chǎn)生干縮現(xiàn)象，能夠密實填充脫空及涌水通道；漿料固化后有柔韌性與彈性，不容易發(fā)生開裂，同時該樹脂材料具有良好的抗?jié)B性，可以阻止巖土層內(nèi)的積水經(jīng)涌水通道滲入隧道內(nèi)，對裂縫和接縫有良好的密封作用；
(2)漿料固化后形成發(fā)泡狀固體，其密度為水泥漿的10%，不會對襯砌產(chǎn)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涌水通道周圍的土層；
(4)固化后的漿料穩(wěn)定性強，不易老化變形，其耐久性可達百年； (5)漿料固化后，各化學成分不會溶解或分解于巖土積水內(nèi)而流失，對環(huán)境無污染；
(6)經(jīng)該漿料修復后的脫空及涌水通道，后期無需定期維護、保養(yǎng)，減少了養(yǎng)護成本。
[0024]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于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。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種隧道病害的修復方法，其特征在于包括如下步驟: a.利用探測雷達檢測受損隧道內(nèi)的脫空(4)及涌水通道(10)的位置，在內(nèi)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鉆孔得到注漿孔(7)并安裝注漿管(7)，注漿管(7)伸入至該脫空(4)內(nèi)，在涌水通道出口鉆孔得到直徑大于涌水通道出口的注漿孔一(11)，該注漿孔一(11)內(nèi)密封配合有注漿管一(13)； c.對注漿管(7)及注漿管一(13)進行注漿并利用探測雷達實時檢測脫空(4)及涌水通道(10)內(nèi)部的漿料填充情況，當漿料充滿脫空(4)及涌水通道(10)時停止注漿； d.注漿停止后再次利用探測雷達檢測該脫空(4)及涌水通道(10)內(nèi)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鉆孔、注漿； e.上述充入的漿料固化并達到最終強度后，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(cè)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(nèi)進行移動注漿，填滿漿料并固化。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述注漿孔的直徑為12mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于: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(yōu)先權日:2014年5月26日
【發(fā)明者】陳贊, 宋妍曈, 冷一杰 申請人:江蘇鼎泰工程材料有限公司