本发明涉及工程施工技术领域，特别是一种岩溶地区止水加固施工方法。
背景技术：
岩溶，即水对可溶性岩石进行的以溶蚀作用为主的改造和破坏地址作用以及由此产生的地貌及水文地质现象的总称。岩溶地层的水文地质条件较为复杂，其透水性、流态及不均匀性都增大，容易发生渗漏、涌水、塌陷等现象，目前我国由岩溶地面塌陷引起的地质灾害问题己相当严重。全国每年发生岩溶地面塌陷地质灾害数千起，，其中影响严重的地区主要分布在广西、云南、贵州等地。岩溶地面塌陷地质灾害的发生不仅给隧道、道路、建筑物施工带来重大不利影响，而且还会威胁到人员生命，带来重大的经济损失。
传统的岩溶地面塌陷地质灾害治理方法通常采用换填、灌浆、冲击爆破、跨越等，其原理主要是通过减少溶洞的分布率，或增强溶洞的稳定性使其承载力有效提高，从而减轻其危害。在应用综合防治体系治理岩溶地面塌陷地质灾害时，溶洞规模的大小是治理技术选取的关键，土层分布的厚度大小对于治理措施的要求是非常高的，如溶洞的直径小于5m、距土层的深度小于3m时，在土拱效应的作用下应力可以满足土体自稳的要求。处理方法一般采用注浆法，即采用水泥砂浆混合物进行充填，支撑上部土层重量，防止其在地下水的溶蚀下继续塌落，扩大溶洞的范围，但是由于溶洞下会发生涌泉现象，水泥砂浆混合物往往还来不及凝固即被冲走。而当溶洞的直径大于5m、距土层的深度大于3m，土拱效应的作用力已经不能满足土体自稳的要求时，一般采用冲击爆破、桩基、跨越等方法治理。这种方法施工周期长，成本高。因此，研究一种快速、低成本的止水加固施工方法是亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种岩溶地区止水加固施工方法，通过聚氨酯发泡材料快速固结成型，时间短、速度快，隔水和支撑效果好。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种岩溶地区止水加固施工方法，包括以下步骤：
S1.根据溶洞的大小，确定灌注聚氨酯发泡材料的方法：
S1-1对洞高小于1m的无填充溶洞，或是洞高小于1.5m且空腹高度小于0.8m的溶洞，现场喷射聚氨酯发泡材料A，聚氨酯发泡材料A迅速发泡膨胀封堵住溶洞；
S1-2对于洞高大于等于1m的无填充溶洞，或是洞高大于等于1.5m且空腹高度大于等于0.8m的溶洞，先根据溶洞大小确定弹性膜袋的大小，然后在弹性膜袋中喷射砂浆，砂浆填充至膜袋的部分容积，从溶洞入口放入弹性膜袋，弹性膜袋随砂浆的重力深入至溶洞底部，从弹性膜袋的袋口喷射聚氨酯发泡材料B，聚氨酯发泡材料B迅速发泡膨胀封堵住溶洞，封堵完成后封住弹性膜袋的袋口；
S2.在膨胀成型后的聚氨酯表面及周边岩石表面铺设至少0.5m的混凝土。
进一步的，所述步骤S1-2中，弹性膜袋深入至溶洞底部后，在贴于溶洞入口处的弹性膜袋部分开设5~20个透气孔。
进一步的，在铺设混凝土前还包括以下步骤：在膨胀成型后的聚氨酯表面及周边岩石表面铺设一层防水卷材。
进一步的，所述聚氨酯发泡材料A由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇50~80份，异氰酸酯15~24份，泡沫稳定剂2~5份，发泡剂5~20份，钙皂1~2份，膨胀蛭石12~22份，硅酸盐水泥10~20份，地质聚合物干粉10~20份，木质纤维素5~12份，硅藻土1~2份，催化剂1.5~5份；基料成分与水的质量比为1:0.3~0.5。更进一步的，所述聚氨酯发泡材料A由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，异氰酸酯18份，泡沫稳定剂3，发泡剂15份，钙皂1.5份，膨胀蛭石18份，硅酸盐水泥15份，木质纤维素10份，地质聚合物干粉8份，硅藻土1.5份，催化剂3份。
进一步的，所述聚氨酯发泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇50~80份，异氰酸酯15~24份，泡沫稳定剂2~3份，发泡剂5~20份，钙皂1~2份，膨胀蛭石12~22份，硅酸盐水泥5~10份，木质纤维素5~12份，地质聚合物干粉2~8份，硅藻土1~2份，催化剂1.5~5份；基料成分与水的质量比为1:0.6~0.8。更进一步的，所述聚氨酯发泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，异氰酸酯18份，泡沫稳定剂2.5，发泡剂15份，膨胀蛭石18份，硅酸盐水泥8份，木质纤维素10份，地质聚合物干粉6份，硅藻土1.5份，催化剂2份。
进一步的，所述泡沫稳定剂为丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯和聚丙烯酰胺中的一种或两种。
进一步的，所述步骤S1-2中，弹性膜袋深入至溶洞底部后，在贴于溶洞入口处的弹性膜袋部分通过胶黏剂粘贴于溶洞入口处。
进一步的，所述弹性膜袋是采用天然橡胶或聚亚安酯制成的一端开口的袋状结构。
以上所述的岩溶地区止水加固施工方法，具有以下优点：
（1）本发明根据溶洞大小对喷射聚氨酯发泡材料的方式进行区分，小规模的溶洞直接喷射聚氨酯发泡材料，由于聚氨酯发泡材料发泡速度快、凝结速度快，可立即对小规模的溶洞进行封堵，大规模的溶洞配合采用弹性膜袋的方式进行喷射，弹性膜袋可以有效保护未完全发泡的聚氨酯材料被水流冲走，并在发泡完成后减小水流对聚氨酯材料的冲击，由于聚氨酯材料具有快速发泡、硬度大、隔水效果好等优势，可有效解决溶洞中水流对施工材料的冲击问题，并能对其上层的混凝土结构起到有效力学支撑以及封闭水流来源的作用。
（2）本发明根据溶洞大小的情况对聚氨酯发泡材料的组分进行了不同的设计，对于小规模的溶洞，采用水分较少、填充成分较多的原料复配，对于大规模的溶洞，由于采用了弹性膜袋对水流进行隔离，采用水分较多，填充成分较少的原料复配，从而使其在不同的环境下均匀发泡，并且节约原料成本。
（3）本发明制备聚氨酯发泡材料的组分包括：木质纤维素、硅酸盐水泥，可有效提高聚氨酯发泡材料的强度；膨胀蛭石，可使聚氨酯材料快速膨胀，加快成型速度；钙皂、硅藻土：加快干燥速度，提高成型速度；地质聚合物干粉：圆球度大，可提高各组分的混合速度，且其在常温下即可固化成型，也能加快成型速度，并且具有很好的支撑作用，能对周边的岩石形成有效支撑；另外，泡沫稳定剂中采用的丙烯酸树脂，能加快聚氨酯固化速度，且能有效提高聚氨酯的耐水性能。
（4）通过本发明的方法进行施工，施工工序简单，施工速度快，施工成本低，止水和封水性能好，并能对周边的岩石形成有效地支撑，能加固隧道、道路、建筑物施工的基层结构，可在岩溶地区施工技术领域广泛推广。
具体实施方式
以下将结合具体的实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例：
实施例1
S1.测量溶洞的大小，确定灌注聚氨酯发泡材料的方法：当洞高小于1m的无填充溶洞，或是洞高小于1.5m且空腹高度小于0.8m的溶洞，现场喷射聚氨酯发泡材料A，聚氨酯发泡材料A迅速发泡膨胀封堵住溶洞；
S2.在膨胀成型后的聚氨酯表面及周边岩石表面铺设一层防水卷材，再铺设1m的混凝土。
其中，聚氨酯发泡材料A由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，异氰酸酯18份，丙烯酸树脂3份，发泡剂15份，钙皂1.5份，膨胀蛭石18份，硅酸盐水泥15份，木质纤维素10份，地质聚合物干粉8份，硅藻土1.5份，催化剂3份，基料成分与水的质量比为1:0.4。喷射聚氨酯发泡材料A前，先将除异氰酸酯以外的成分先混合得混合料A，将后将混合料A与异氰酸酯混合放入高压喷涂机中，喷射入溶洞中。
实施例2
S1.测量溶洞的大小，确定灌注聚氨酯发泡材料的方法：当洞高大于等于1m的无填充溶洞，或是洞高大于等于1.5m且空腹高度大于等于0.8m的溶洞，先根据溶洞大小确定弹性膜袋的大小，然后在弹性膜袋中喷射砂浆，砂浆填充至膜袋的1/5容积，从溶洞入口放入弹性膜袋，弹性膜袋随砂浆的重力深入至溶洞底部，在贴于溶洞入口处的弹性膜袋部分涂覆胶黏剂将其粘贴于溶洞入口处，从弹性膜袋的袋口喷射聚氨酯发泡材料B，聚氨酯发泡材料B迅速发泡膨胀封堵住溶洞，封堵完成后封住弹性膜袋的袋口；
S2.在膨胀成型后的聚氨酯表面及周边岩石表面铺设一层防水卷材，再铺设1m的混凝土。
聚氨酯发泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，异氰酸酯18份，丙烯酸树脂2.5份，发泡剂15份，膨胀蛭石18份，硅酸盐水泥8份，木质纤维素10份，地质聚合物干粉6份，硅藻土1.5份，催化剂2份，基料成分与水的质量比为1:0.7。喷射聚氨酯发泡材料B前，先将除异氰酸酯以外的成分先混合得混合料B，将后将混合料B与异氰酸酯混合放入高压喷涂机中，喷射入溶洞中。
其中，弹性膜袋是采用天然橡胶制成的一端开口的袋状结构。
实施例3
S1.测量溶洞的大小，确定灌注聚氨酯发泡材料的方法：当洞高大于等于1m的无填充溶洞，或是洞高大于等于1.5m且空腹高度大于等于0.8m的溶洞，先根据溶洞大小确定弹性膜袋的大小，然后在弹性膜袋中喷射砂浆，砂浆填充至膜袋的1/8容积，从溶洞入口放入弹性膜袋，弹性膜袋随砂浆的重力深入至溶洞底部，在贴于溶洞入口处的弹性膜袋部分开设10个透气孔，从弹性膜袋的袋口喷射聚氨酯发泡材料B，聚氨酯发泡材料B迅速发泡膨胀封堵住溶洞，封堵完成后封住弹性膜袋的袋口；
S2.在膨胀成型后的聚氨酯表面及周边岩石表面铺设一层防水卷材，再铺设1m的混凝土。
聚氨酯发泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇50份，异氰酸酯15份，聚丙烯酰胺2份，发泡剂12份，膨胀蛭石12份，硅酸盐水泥5份，木质纤维素5份，地质聚合物干粉8份，硅藻土1份，催化剂1.5份，基料成分与水的质量比为1:0.8。喷射聚氨酯发泡材料B前，先将除异氰酸酯以外的成分先混合得混合料B，将后将混合料B与异氰酸酯混合放入高压喷涂机中，喷射入溶洞中。
其中，弹性膜袋是采用聚亚安酯制成的一端开口的袋状结构。