一种隧道内表面补强防护方法

专利名称：一种隧道内表面补强防护方法
技术领域：
本发明涉及一种对隧道内表面的防护方法。
背景技术：
在隧道施工中，防水技术是隧道施工的重要环节。目前，广泛使用的公路隧道防水 技术是在初期支护与二次衬砌之间挂设无纺布作为排水层和缓冲层，在无纺布排水层下方 将防水板焊接在一起得到防水层，其缺陷在于挂设无纺布排水层大都是人工挂设，防水板 也是通过人工焊接成一个整体，效率非常低，施工的工人劳动强度比较大；最致命的是，防 水板容易破碎，防水板与防水板之间的焊接质量难以保证，焊接处容易出现渗漏水情况，导 致目前隧道工程渗漏水较普遍，防水效果不是很理想。目前，用于行驶交通工具的隧道基本 上采用的都是钢筋混凝 土结构，但是这种结构随使用年限的延长隧道内表面还是经常出现 微裂缝、渗水等现象，渗入的水对隧道内的各种设施和设备造成腐蚀危害，也缩短了隧道的 使用寿命，更不便于交通工具的通行。隧道内表面很容易出现微裂缝和渗水等现象，而且隧 道内表面的混凝土在高温的环境下容易爆裂，如果隧道内失火，会造成墙体的大面积毁坏。 专利号01107173. 7，授权公告号CN1139551C中公布的外保温砂浆及制备方法，其砂浆由水 泥、丙烯酸乳液、聚苯乙烯泡沫颗粒、聚丙烯纤维和水组成。其中现有技术中聚苯乙烯为泡 沫颗粒，只解决了无机胶凝材料与聚苯乙烯泡沫颗粒的亲合性，外保温砂浆的易性好，粘结 强度高，有较好的保温隔热的性能，但不能解决隧道表面的裂缝、渗水和高温爆裂问题。专 利号CN100535393公开了一种补强防护方法，是利用水泥中掺杂聚丙烯酸乳液以及聚丙烯 纤维的方式解决隧道内表面的裂缝、渗水和高温爆裂问题，这种方法具有步骤简单、成本低 廉和工作可靠的优点，有利于在实践中推广，本申请的发明人在使用该方法时，无意发现如 果使用聚甲基丙烯酸乳液如α-聚甲基丙烯酸乳液和β-聚甲基丙烯酸乳液代替聚丙烯酸 乳液，并调节水泥防水砂浆的各组分比，最终可以起到更好的效果。

发明内容
本发明的目的是提供一种隧道内表面补强防护方法。专利CN100535393在此全部引入并作参考。本发明的目的是在现有技术的基础上进行改造，提供一种隧道内表面的补强防护 方法，使用方便，在潮湿基面、低温条件下皆可进行施工。通过用聚甲基丙烯酸乳液代替聚 丙烯酸乳液，可以更好的增强隧道内表面的表面强度，解决隧道内表面的防水、防潮、防冻、 抗冲磨、耐腐蚀裂缝、渗水和高温爆裂问题。本发明的目的是通过下列方法实现的。本发明的技术方案包括下述步骤步骤一、配制水泥防水砂浆，水泥防水砂浆由以下重量比的组分充分混合而成，水 泥砂子水聚甲基丙烯酸乳液=1 0. 3 0. 45 0. 5 0. 8 0. 01 0. 015 ；步骤二、按水泥防水砂浆聚丙烯纤维=1 0. 004 0. 005的重量比在水泥防水砂浆中充分混合入聚丙烯纤维，制成改性水泥砂浆，聚丙烯纤维的长度是6 15毫米；步骤三、把改性水泥砂浆喷射到混凝土结构的隧道的内表面上，等到改性水泥砂 浆凝固就完成了隧道内表面的补强防护工作。由于隧道内表面上采取了本发明的方法设置了保护层，聚丙烯纤维在各个方向上 对抗着水泥收缩的应力，因此极大地减少了水泥开裂的可能性，也提高了防水砂浆凝固后 的强度，同时聚甲基丙烯酸乳液作为粘结剂和防水剂减小隧道壁渗水的可能。并且，由于聚 丙烯纤维和聚甲基丙烯酸乳液都是有机物，受热后会熔化，熔化流出后使隧道墙体中密布 细小的气孔，如果失火，墙体内高温后膨胀的气体从气孔中逸出，不会产生高压，因此也就 不能使墙体爆裂。本发明的方法具有步骤简单、成本低廉和工作可靠的优点，具有较大的推 广价值。它既可以用于已经出现裂缝的隧道的补强，也可以用于刚刚施工完毕还未出现裂 缝的隧道的预先防护处理。用聚甲基丙烯酸乳液代替聚丙烯酸乳液最终的的防护效果更 好，但导致这种效果的具体机理现在仍不清楚。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备 方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制 备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。实施例1 步骤一配制水泥防水砂浆，水泥防水砂浆由以下重量比的组分充分混合而成，水 泥砂子水a -聚甲基丙烯酸乳液=1 0.35 0.7 0.01 ；步骤二 按水泥防水砂浆聚丙烯纤维=1 0. 0045的重量比在水泥防水砂浆中 充分混合入聚丙烯纤维，制成改性水泥砂浆，聚丙烯纤维的长度是6 15毫米，聚丙烯纤维 的直径是5 10微米；步骤三把改性水泥砂浆喷射到混凝土结构的隧道的内表面上，等到改性水泥砂 浆凝固就完成了隧道内表面的补强防护工作。水泥选用P. 032. 5型号的产品，砂子选用粒 度小于4. 75毫米、细度模数2. 4 2. 9的中砂。实施例2:步骤一配制水泥防水砂浆，水泥防水砂浆由以下重量比的组分充分混合而成，水 泥砂子水3 -聚甲基丙烯酸乳液=1 0.45 0.6 0. 013 ；步骤二 按水泥防水砂浆聚丙烯纤维=1 0. 0045的重量比在水泥防水砂浆中 充分混合入聚丙烯纤维，制成改性水泥砂浆，聚丙烯纤维的长度是6 15毫米，聚丙烯纤维 的直径是5 10微米；步骤三把改性水泥砂浆喷射到混凝土结构的隧道的内表面上，等到改性水泥砂 浆凝固就完成了隧道内表面的补强防护工作。水泥选用P. 032. 5型号的产品，砂子选用粒 度小于4. 75毫米、细度模数2. 4 2. 9的中砂。实施例3:在上述实施例1和2中实施步骤一前还进行如下步骤在隧道的内表面上覆盖并 固定格栅网，网格状的格栅网是由碳纤维与环氧树脂组成的复合材料制成。其它步骤与实 施方式一相同。网格状的格栅网相当于改性水泥砂浆的骨架，提高了由改性水泥砂浆凝固后所形成的保护层的强度。另外隧道中的电气设备在运行时会产生杂散电流，杂散电流对 隧道内主体结构钢筋以及一定范围内的各种金属管网的电化学腐蚀比较严重，造成一定的 危害。在隧道的内表面上覆盖含有碳纤维的格栅网，形成一个全屏蔽静电防护系统，可有效 防止杂散电流向外弥散，保护了隧道墙壁内的金属结构件以及隧道内的金属管线，本领域 技术人员可以理解的是，格栅网通过钢钉固定在隧道的内表面上。格栅网由体积比为碳纤 维环氧树脂=30 35 100的组分组成，环氧树脂作为基体材料，碳纤维充分混合在环 氧树脂中固化而成格栅网。碳纤维可以选用日本东丽公司的T700型号的产品或国产同类 碳纤维，环氧树脂选用型号为E54的产品。格栅网的网眼大小是BXC= 100毫米X100毫 米或根据需要自行设计。实施例4 (采用聚丙烯酸乳液的情况)步骤一配制水泥防水砂浆，水泥防水砂浆由以下重量比的组分充分混合而成，水 泥砂子水聚丙烯酸乳液=1 0.6 0.5 0.007；步骤二 按水泥防水砂浆聚丙烯纤维=1 0. 007的重量比在水泥防水砂浆中 充分混合入聚丙烯纤维，制成改性水泥砂浆，聚丙烯纤维的长度是6 15毫米，聚丙烯纤维 的直径是5 10微米；步骤三把改性水泥砂浆喷射到混凝土结构的隧道的内表面上，等到改性水泥砂 浆凝固就完成了隧道内表面的补强防护工作。水泥选用P. 032. 5型号的产品，砂子选用粒 度小于4. 75毫米、细度模数2. 4 2. 9的中砂。比较实施例5 分别按照实施例1、实施例2、实施例4所述的方法进行隧道内表面补强防护，然后 分别测得各种实验数据如下(耐热性是在100°c水的试验条件下进行测量的)
耐热性粘结强抗渗强项目名凝结时耐酸性耐碱性耐冻性耐湿性耐水性(涂层度度称间(360h)(360h)(20 次)(720h)(720h)厚度(MPa)(MPa)20mm)无开无开无开无开无开实施例28d》28d》10小时sS 24裂，剥裂，剥裂，剥裂，起裂，起12. 52. 9无开裂落落落层层无开无开无开无开无开实施例28d》28d》11小时sS 24裂，剥裂，剥裂，剥裂，起裂，起22. 93. 0无开裂落落落层层
5耐热性
粘结强 抗渗强
项目名 凝结时耐酸性 耐碱性 耐冻性 耐湿性 耐水性(涂层 由上表的数据可以看出利用实施例1和2的方法进行的隧道内表面防护较之利用 实施例4防护方法得到的隧道内表面，在粘结强度、抗渗强度、耐热性方面具有显著优势， 达到了防水抗渗、抗裂、增加抗压、粘结强度的目的。因此，本发明隧道的补强防护可以应用 到类似隧道的建筑物上，例如地铁站、地下人行道、地下商场和地下停车场等墙体上，能够 高效阻隔外来湿热侵害，保护墙体的安全。
权利要求
一种隧道内表面补强防护方法，其特征在于将改性水泥砂浆喷射到混凝土结构的隧道的内表面上，等到改性水泥砂浆凝固即可完成，所述改性水泥砂浆包含水泥防水砂浆，水泥防水砂浆的配置由以下重量比的组分充分混合而成，水泥∶砂子∶水∶聚甲基丙烯酸乳液＝1∶0.3～0.45∶0.5～0.8∶0.01～0.015，并且按水泥防水砂浆∶聚丙烯纤维＝1∶0.004～0.005的重量比在水泥防水砂浆中充分混合入聚丙烯纤维，制成改性水泥砂浆，聚丙烯纤维的长度是6～15毫米。
2.根据权利要求1所述的隧道内表面补强防护方法，其特征在于所述聚甲基丙烯酸 乳液是α-聚甲基丙烯酸乳液和β-聚甲基丙烯酸乳液中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的隧道内表面补强防护方法，其特征在于所述隧道的内表面 上覆盖并固定格栅网，网格状的格栅网是由碳纤维与环氧树脂组成的复合材料制成。
4.根据权利要求3所述的隧道内表面补强防护方法，其特征在于格栅网由体积比为 碳纤维环氧树脂=30 35 100的组分组成，环氧树脂作为基体材料，碳纤维充分混合 在环氧树脂中固化。
5.根据权利要求1所述的隧道内表面补强防护方法，其特征在于聚丙烯纤维的直径 是5 10微米。
全文摘要
隧道内表面的补强防护方法，本发明涉及一种对隧道内表面的补强防护方法。它通过在水泥防水砂浆中加入聚丙烯酸乳液和聚丙烯纤维提高了隧道内表面的表面强度，解决了隧道内表面的裂缝、渗水和高温爆裂问题。首先配制水泥防水砂浆，水泥∶砂子∶水∶聚甲基丙烯酸乳液＝1∶0.3～0.45∶0.5～0.8∶0.01～0.015；接着按水泥防水砂浆∶聚丙烯纤维＝1∶0.004～0.005的重量比在水泥防水砂浆中充分混合入聚丙烯纤维，制成改性水泥砂浆，把改性水泥砂浆喷射到混凝土结构的隧道的内表面上。聚丙烯纤维在各个方向上对抗着水泥收缩的应力，因此提高了防水砂浆凝固后的强度，同时具有提高耐火极限的作用。
文档编号C04B28/00GK101871351SQ20101020302
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者彭勇 申请人:成都威邦科技有限公司