隧道基底加固方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及隧道施工领域，具体地，涉及一种隧道基底加固方法。
【背景技术】
[0002]隧道基底是隧道的底部结构，该底部结构的坚实稳固是保证隧道内的轨道或者路面良好状态的首要条件。隧道底部由于结构耐久性设计薄弱，排水设计不合理，施工工艺缺陷、质量差，日常养护维修不到位，以及隧道底部受到车辆反复动力、地下水侵蚀等方面的自然和人为因素作用，基底经常出现开裂、破损、下陷、向两侧外挤以及翻浆、冒泥等现象。
[0003]以铁路隧道基底为例，运营铁路(普通、客货及重载)隧道底部结构均出现不同程度下沉、水沟外挤及基底翻浆冒泥等病害，导致轨道结构状态恶化。如:客货共线铁路兰武二线乌鞘岭隧道、西康线秦岭隧道、黔桂线定水坝、银洞坡隧道、遂渝线龙凤等隧道内无砟轨道曾出现不同程度裂损，部分地段隧道基底出现翻浆冒泥病害，给后期的养护维修带来众多困难；大秦、朔黄重载铁路隧道在重载列车的长期振动冲击作用下，基底病害更加严重，其中，朔黄线长梁山、水泉湾及张家坪等隧道、大秦线大团尖、军都山、九山、景忠山等隧道基底均出现不同程度的吊空、下沉、翻浆冒泥等病害。这些病害都会造成轨距偏差，钢轨及接头断裂。
[0004]因此，隧道基底的病害对隧道线路的运营和乘客的舒适性造成不利影响，严重时甚至危及行车安全。目前，针对上述隧道底部病害大多采用常规道床基底注浆、道床翻修及道床基底换填方式进行处理。
[0005]道床基底注浆法主要采用钻机向下钻孔直至设计要求的深度，然后插入注浆管以静压注浆的方式对基底进行加固处理。该方法施工简单、方便、快捷，能有效提高地层的强度，但在地下水系发育的地段上加固效果较差。
[0006]道床翻修法主要是采用施工便梁(如D型梁)将轨道结构架空，采用风镐凿除破损混凝土，然后灌注新的混凝土，该法工作量较大，修复较慢(修复距离一般5?6m左右)，扰动较大，影响车辆的正常运营，会造成巨大的经济损失。
[0007]道床基底换填法的特点是施工简单，但是其存在较大的局限性，具体来说，当基底的基础层厚度较大时，换填量也相对较大，并且基底边坡开挖还要采取相应的支护措施，从经济性和安全性这两个方面综合考虑的话，对基础层较深的隧道采用该方法就显得不太适合，而该方法较适用于基底粘土层深度为2.0-5.0m的隧道。
[0008]针对以上加固处理方式存在的问题，专利文献CN103510532A公开了一种基于装配式梁板粧的铁路隧道底部病害整治技术，采用约束梁架空线路，在梁的施工位置处对底部进行切割掏槽；按照粧的布置位置进行钻孔；在钻孔中埋入预制粧之后，进行灌浆作业；待预制粧浆液的强度达到设计要求后，将预制的梁架设在粧之上，梁上铺预制板，恢复道砟及线路。该方法虽然能够加快病害整治的施工速度，但是在使用过程中还是需要部分挖开混凝土层，并且没有解决地下水系发育的地段上加固效果较差的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种隧道基底加固方法，施工周期短，对地下水系发育和基础层厚度较大的隧道基底也可以获得较好的加固效果。
[0010]为了实现上述目的，本发明提供一种隧道基底加固方法，包括下列步骤:
[0011]步骤A，在隧道基底病害处钻孔，钻至穿透混凝土层停止，然后向孔内灌入快凝水泥浆液，以填充基底空洞和/或破损部分和/或翻浆冒泥部分；
[0012]步骤B，当所灌入的快凝水泥浆液处于或者基本处于初凝状态后，继续钻孔深入基岩，然后提出钻杆；
[0013]步骤C，向孔内插入加强杆，然后向孔内灌入憎水性灌浆材料。
[0014]优选地，在所述步骤A中，在钻孔时使用的钻头的外壁具有凸棱。
[0015]优选地，所述凸棱呈螺旋状设置。
[0016]优选地，在所述步骤A中，所述快凝水泥浆液通过钻杆的空心腔灌入。
[0017]优选地，在所述步骤A中，所述快凝水泥浆液为水玻璃水泥浆或者TGRM浆液。
[0018]优选地，在所述步骤C中，所述加强杆为钢筋束。
[0019]优选地，所述钢筋束为通过多根螺纹钢筋固定在一起所形成。
[0020]优选地，在所述步骤C中，所述憎水性灌浆材料为高分子聚氨酯灌浆材料。
[0021]优选地，所述钻孔后形成的多个孔呈梅花形或方形布置。
[0022]优选地，所述孔位于相邻轨枕之间且位于所述轨道外侧。
[0023]与现有的隧道基底加固方法的不同之处在于，本发明提供的隧道基底加固方法首先在隧道基底病害处钻孔，穿透混凝土层后注入快凝水泥浆液，可以填充基底空洞或者破损部分或者翻浆冒泥部分，并将地下水排开，等待快凝水泥浆液初凝后，继续钻孔深入基岩，再将加强杆插入孔内，并灌入憎水性灌浆材料，以填充没有被快凝水泥浆液填充的部分，并将地下水排开，同时将加强杆和孔壁固连在一起，从而改善隧道基底的受力性能，提高基底承载能力，防止基底下沉。由于本发明的加固方法不需要挖开基底或者采取支护措施，相对于道床翻修法和道床基底换填法，施工周期更短，并且由于是采用钻孔并灌装水泥浆后再灌装憎水性灌浆材料的方式来加固，对地下水系发育和基础层厚度较大的隧道基底也可以获得较好的加固效果。
[0024]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0025]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0026]图1是本发明隧道基底加固方法的隧道基底钻孔结构示意图；
[0027]图2是图1中A处的放大图；
[0028]图3是本发明隧道基底加固方法中可以使用的钻头和钻杆的结构示意图；
[0029]图4是本发明隧道基底加固方法的钻孔分布示意图；
[0030]图5是本发明隧道基底加固方法的使用的加强杆的结构示意图；
[0031]附图标记说明
[0032]I孔2钻杆
[0033]21空心腔22灌浆口
[0034]3钻头31凸棱
[0035]4加强杆5螺纹钢筋
[0036]6轨道61轨枕
[0037]7混凝土层8基岩
[0038]9病害区
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0040]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指本发明中涉及的隧道基底的上下左右，并与附图1所示方向一致。“内、外”是指相对于各个零部件本身的轮廓的内外。
[0041]首先需要说明的是，本发明旨在提供一种隧道基底加固方法，通过在隧道基底病害处钻孔后灌入快凝水泥浆液，快凝水泥浆液初凝后继续钻孔，再插入加强杆并灌注憎水性灌浆材料，可以在不挖开基底的同时改善基底的受力性能，较好的适应地下水系发育和基础层厚度较大的隧道基底的加固。在此技术构思范围内，本发明隧道基底加固方法并不局限于图1-5中所示的特定的具体细节结构。
[0042]适当参见图1-图2，为了实现本发明的上述技术目的，本发明基本实施方式的隧道基底加固方法可以包括下列步骤:
[0043]步骤A，在隧道基底病害处钻孔，钻至穿透混凝土层停止，然后向孔I内灌入快凝水泥浆液，以填充基底空洞和/或