隧道病害修复方法及修复浆料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种隧道病害的修复方法，其包括：利用探测雷达检测受损隧道内的脱空及涌水通道的位置；在所述脱空位置的衬砌表面进行钻孔得到注浆孔并安装注浆管，注浆管伸入至该脱空内，在涌水通道出口钻孔得到直径大于涌水通道出口的注浆孔一，该注浆孔一内密封配合有注浆管一；对注浆孔及注浆孔一进行注浆并利用探测雷达实时检测脱空及涌水通道内部的浆料填充情况，当浆料充满脱空及涌水通道时停止注浆；浆料固化并达到最终强度后，在衬砌表面开出多条由轮廓线向四周延伸的纵向槽与横向槽；将上述所有槽都填满浆料并固化；对脱空及四周相邻部位进行固定强化，排出渗水通道内的积水。
【专利说明】隧道病害修复方法及修复浆料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道病害修复方法及修复浆料，能够对隧道内拱的脱空及渗水等病害进行修复。
【背景技术】
[0002]随着我国公路与铁路里程的不断增加，隧道数量也逐年增加，随着隧道运营时间的增加，各种隧道病害影响着隧道的安全，其中脱空及渗水是影响安全最重要的两种病害，脱空是指隧道衬砌与隔水层间脱空、隔水层与初期支护间脱空、初期支护与围岩间脱空以及板底与仰拱间脱空。形成脱空的区域对隧道的衬砌的固定形成威胁，因此及时发现并消除上述脱空区域成为隧道维护的必要步骤。
[0003]中国专利号为CN102052081的文献中公开了一种隧道脱空病害处治的技术及施工方法，对上述隧道脱空利用高聚物进行注浆填充，从而消除上述脱空；然而，脱空处四周一般还存在除脱空处以外的土层或岩层松动，才会引起上述脱空，上述方法仅在隧道的脱空处注浆固定脱空处的土层或岩层，今后可能仍会因为四周的土层或岩层松动再次在该处引起脱空现象。
[0004]渗水病害主要是由于受地下水的渗透作用，衬砌的防水及排水设施不完善，地下水会穿透隧道的隔水层及衬砌，从衬砌表面流出，由于水的冲刷作用，透水处的裂缝会越来越览，最后引起衬砲朋塌。
[0005]中国专利号为CN102108873的文献中公开了一种渗漏水的快速治理方法，但该方法主要在于将渗水口及涌水通道进行封堵，未将涌水通道内的水完全排出，留中涌水通道内的部分积水会使衬砌后方的土层或岩层松动，存在潜在隐患。
【发明内容】
[0006]本发明首要解决的技术问题是提供一种隧道病害修复方法，能够对脱空及四周相邻部位进行固定强化，同时排出渗水通道内的积水。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隧道病害修复方法，其包括如下步骤:
a.利用探测雷达检测受损隧道内的脱空及涌水通道的位置，在内拱衬砌的表面详细标记出脱空部位的轮廓线；
b.在所述脱空位置的衬砌表面进行钻孔得到注浆孔并安装注浆管，注浆管伸入至该脱空内，在涌水通道出口钻孔得到直径大于涌水通道出口的注浆孔一，该注浆孔一内密封配
合有注衆管一；
c.对注浆管及注浆管一进行注浆并利用探测雷达实时检测脱空及涌水通道内部的浆料填充情况，当浆料充满脱空及涌水通道时停止注浆；
d.注浆停止后再次利用探测雷达检测该脱空及涌水通道内是否还有未被浆料填充部位，对存在上述情况的位置重新进行钻孔、注浆； e.上述充入的浆料固化并达到最终强度后，在衬砌表面开出多条由轮廓线向四周延伸的纵向槽与横向槽且深度至少达到岩土层；
f.利用细管注浆接头伸入所有纵向槽及横向槽内进行移动注浆，填满浆料并固化。
[0008]所述注浆孔的直径为12mm。
[0009]所述纵向槽与横向槽的宽度为3mm，深度超出脱空的最大深度10cm。
[0010]最外侧的两条纵向槽及横向槽包围轮廓线及由该轮廓线向四周延伸的其余纵向槽与横向槽。
[0011]该浆料用于上述权利要求1 一 4之一所述隧道病害修复方法的注浆过程。
[0012]该浆料是高强度发泡型树脂。
[0013]该浆料在注入5分钟后完全固化，注入10分钟后达到最终强度。
[0014]相对于现有技术，本发明具有的技术效果是:
1)本发明的隧道病害修复方法，通过探测雷达检测与钻孔、注浆相结合，快速确定隧道脱空及涌水通道的部位并通过注浆填补上述脱空，对该脱空进行固定强化，通过压力注浆逆向排出涌水通道内的积水并使浆料填充涌水通道，相比现有技术中仅封堵涌水通道而未排尽其中积水的方法，能够防止积水对岩土的侵蚀而产生新的病害；然后在衬砌表面开出围绕该脱空部位并深达岩土层的条形槽，在该条形槽内注浆并固化，对该脱空部位四周相邻的岩土层进行固定强化，并将脱空内固化的浆料与网状槽内的浆料连成一体，从而使该脱空部位及四周有松动趋势的岩土层、隔水层或衬砌连成一体，相比现有技术中单独注浆强化脱空部位的方法，其牢固性、可靠性更高，减少了该脱空部位再次出现松动、形成新脱空的概率；
2)所述注浆孔约12mm，相比现有技术中修复路面采用的16mm注浆孔，对于结构强度要求更高的隧道内拱，其影响更小；
3)纵向槽与横向槽的宽度为3_，可以减小开槽对隧道内拱结构强度的影响，开槽深度超出脱空的最大深度10cm，对槽进行注浆固化后，不仅能强化脱空四周的岩土层，还能对该脱空背面更深处的岩土层进行结构强化，进一步减小该脱空部位再次出现脱空的概率；
4)最外侧的横向槽与纵向槽与其内部的横向槽、纵向槽组成网状结构并与脱空相连通，填充浆料后进一步提高了脱空部位及四周岩土层的加固强度；
5)该浆料不含水，不会产生干缩现象，能够密实填充脱空及涌水通道；浆料固化后有柔韧性与弹性，不容易发生开裂，同时该树脂材料具有良好的抗渗性，可以阻止岩土层内的积水经涌水通道渗入隧道内，对裂缝和接缝有良好的密封作用；
6)该浆料在注入5分钟后完全固化，注入10分钟后达到最终强度，固化时间短，减少了施工时间及对交通的影响，浆料固化后形成发泡状固体，其密度为水泥浆的10%，不会对衬砌产生较大载荷；
7)该浆料的自由膨胀比可达20:1，能够快速填充脱空，在膨胀过程中进一步压实脱空及涌水通道周围的土层；
8)固化后的浆料稳定性强，不易老化变形，其耐久性可达百年；
9)浆料固化后，各化学成分不会溶解或分解于岩土积水内而流失，对环境无污染；
10)经该浆料修复后的脱空及涌水通道，后期无需定期维护、保养，减少了养护成本。
[0015]【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了清楚说明本发明的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明可能的实施例。在图中:
图1为本发明中受损隧道的断面图；
图2为本发明中开槽后的隧道的断面图；
图3为本发明中隧道内脱空处的拱衬砌表面开槽后的正视图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]实施例1
如图1所示，受损的隧道一般包括:岩土层1，隔水层2，衬砌3，脱空4，涌水通道10。
[0019]脱空一般出现在岩土层与隔水层之间并且可能位于隧道拱顶、隧道拱侧或隧道拱底，在出现脱空的部位四周的岩土层存在松动的趋势，因此有必要对脱空部位及四周同时进行固定强化才能使脱空处四周的岩土层处于安定状态，防止该处以后再次出现脱空现象。
[0020]涌水通道一般从衬砌后方的岩土层穿过隔水层2并延伸至衬砌3的表面，涌水通道之间相互连通，一般多个涌水通道共用一个渗水出口。
[0021]如图1与图2所示，本发明的隧道病害修复方法，包括以下步骤:
(1)利用三维探测雷达检测受损隧道内拱衬砌内的脱空4及涌水通道10的位置，在内拱衬砌的表面详细标记出脱空4部位的大概轮廓线5并测出该脱空4部位的深度；
(2)在所述脱空位置中央的衬砌表面标出注浆孔6的位置，在注浆孔6的位置进行钻孔并安装注浆管7，注浆孔的直径为12mm，注浆管7伸入至该脱空4内；
(3)在涌水通道出口标出注浆孔一11的位置，在该位置进行钻孔，该注浆孔一的直径略大于涌水通道出口，注浆孔一的深度为5-lOcm，在该注浆孔一内安装注浆管一 13，注浆管一 13与注浆孔一的底部配合面设有密封圈，注浆管一 13的外端设有阻止管内液体外流的单向阀12 ；
(4)在注浆管7上安装注浆接头，调试注浆设备并与注浆接头及上述单向阀12连接，检验注浆材料并加入注浆设备中；
(4)对注浆孔7及单向阀12进行注浆并利用三维探测雷达实时检测脱空4及涌水通道10内部的浆料填充情况，当浆料充满该脱空4及涌水通道10时停止注浆；
(5)注浆停止后再次利用探测雷达检测该脱空4及涌水通道10内是否还有未被浆料填充部位，对存在上述情况的位置重新进行钻孔、注浆；
(6)等待10分钟后，上述充入的浆料固化并达到最终强度，然后根据脱空的深度及标记出的脱空4的轮廓线，如图2与图3所示，在衬砌表面上画出多条开槽线并用开槽机进行开槽，开出的槽包括多条平行于隧道中线的纵向槽8与垂直于隧道中线的横向槽9，衬砌表面上外侧的两条纵向槽8与两条横向槽9包围所述脱空的轮廓线并组成一个长方形，其余纵向槽8分别起始于外侧的横向槽9并终止于轮廓线5，其余横向槽9起始于外侧的纵向槽8并终止于轮廓线5，所有槽的宽度为3_，各纵向槽8与横向槽9的深度超出上述测得的脱空4的最大深度IOcm ；
(7)利用细管注浆接头伸入所有纵向槽8及横向槽9内进行移动注浆，最后将上述所有纵向槽、横向槽都填满浆料并固化。
[0022]实施例2
本发明中所述的浆料采用一种高强度发泡型树脂，其型号为SZ2，注浆时将该树脂加入上述注浆设备中，从该注浆设备中流出的树脂粘度为200±65mPa*s，该树脂浆料在流动中体积不断增大，其渗透能力强，适于快速到达脱空部位或进入涌水通道内，在注浆压力作用下适于排挤出涌水通道内的积水并填充该涌水通道，当上述浆料注入5分钟后完全固化，注入10分钟后达到其最终强度，包括压缩强度≤I. 5MPa，弯曲强度≤I. 3MPa。
[0023]该浆料具有以下特点：
(O该浆料不含水，不会产生干缩现象，能够密实填充脱空及涌水通道；浆料固化后有柔韧性与弹性，不容易发生开裂，同时该树脂材料具有良好的抗渗性，可以阻止岩土层内的积水经涌水通道渗入隧道内，对裂缝和接缝有良好的密封作用；
(2)浆料固化后形成发泡状固体，其密度为水泥浆的10%，不会对衬砌产生较大载荷；
(3)该浆料的自由膨胀比可达20:1，能够快速填充脱空，在膨胀过程中进一步压实脱空及涌水通道周围的土层；
(4)固化后的浆料稳定性强，不易老化变形，其耐久性可达百年； (5)浆料固化后，各化学成分不会溶解或分解于岩土积水内而流失，对环境无污染；
(6)经该浆料修复后的脱空及涌水通道，后期无需定期维护、保养，减少了养护成本。
[0024]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种隧道病害的修复方法，其特征在于包括如下步骤: a.利用探测雷达检测受损隧道内的脱空(4)及涌水通道(10)的位置，在内拱衬砌的表面详细标记出脱空(4)部位的轮廓线(5)； b.在所述脱空位置的衬砌表面进行钻孔得到注浆孔(7)并安装注浆管(7)，注浆管(7)伸入至该脱空(4)内，在涌水通道出口钻孔得到直径大于涌水通道出口的注浆孔一(11)，该注浆孔一(11)内密封配合有注浆管一(13)； c.对注浆管(7)及注浆管一(13)进行注浆并利用探测雷达实时检测脱空(4)及涌水通道(10)内部的浆料填充情况，当浆料充满脱空(4)及涌水通道(10)时停止注浆； d.注浆停止后再次利用探测雷达检测该脱空(4)及涌水通道(10)内是否还有未被浆料填充部位，对存在上述情况的位置重新进行钻孔、注浆； e.上述充入的浆料固化并达到最终强度后，在衬砌表面开出多条由轮廓线(5)向四周延伸的纵向槽(8)与横向槽(9)且深度至少达到岩土层；所述纵向槽(8)与横向槽(9)延伸至轮廓线(5)外侧的两对平行的纵向槽与横向槽； f.利用细管注浆接头伸入所有纵向槽(8)及横向槽(9)内进行移动注浆，填满浆料并固化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述注浆孔的直径为12mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述纵向槽(8)与横向槽(9)的宽度为3mm,深度超出脱空(4)的最大深度10cm。
【文档编号】E21D11/10GK104033165SQ201410223621
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】陈赞, 宋妍曈, 冷一杰 申请人:江苏鼎泰工程材料有限公司