一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置及其施工方法与流程

本发明涉及隧道二次衬砌混凝土施工。更具体地说，本发明涉及一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置及其施工方法。

背景技术：

1、隧道二次衬砌施工一般通过模筑方式进行混凝土浇筑，由于施工排气不畅、模板与初期支护的接触面不平整等原因，容易在二次衬砌结构内造成多个空洞，这些空洞可能处于独立密封状态，也有可能是处于相互连通的非密封状态。为保证隧道支护稳定性，通常采用钻孔注浆法对这些空洞进行修复，由于受到隧道结构和地质环境的限制，在二次衬砌施工面上进行注浆施工时，往往存在浆液进入不畅或受阻导致的浆液无法顺利流通至空洞内的问题，而传统的钻孔注浆修复方法为避免上述问题，采用在二衬混凝土表面打设多个注浆孔，直至注浆顺畅的方法进行施工。这种传统注浆方法，既未考虑空洞形态，也未对空洞进行通气检查，存在重复钻孔、二衬混凝土表面过度损坏等问题，同时也破坏了二衬混凝土的支护整体性，注浆效果差、施工效率低，极大的影响了隧道支护结构的整体稳定性。

2、为解决上述问题，需要设计一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置及其施工方法，在保证施工效率的同时提高对二次衬砌内部空洞的修复效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置及其施工方法，根据测得的隧道二次衬砌内空洞的密封情况，针对性选择不同的气泵工作模式对缺陷处进行预处理，实现注浆过程中的气压平衡，从而对隧道二次衬砌内部空洞进行快速有效的注浆修复。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，包括：

3、出浆管，其为一端开口、另一端封闭的中空结构，所述出浆管同轴卡设在连通空洞与二次衬砌混凝土表面的注浆孔内且开口端朝向注浆孔的内端部设置；

4、进浆管，其一端与所述出浆管的封闭端连通，另一端与注浆机的输出端连通；

5、通气管，其一端设置在空洞内部，另一端经所述出浆管向外穿出并与气泵的输出端连通；

6、紧固装置，其固定在所述出浆管的封闭端外部并设置为用于限制所述通气管与所述出浆管间的相对位移。

7、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，所述进浆管从一侧穿过所述出浆管的外侧壁并与其封闭端内部连通，所述进浆管的轴线与所述出浆管的轴线垂直，所述进浆管的外半径等于其轴线到所述出浆管的封闭端端面的距离。

8、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，还包括导管，其同轴设置在所述出浆管的内部并与其等长，所述导管的一端通过连接杆与所述出浆管的开口端侧壁固定连接，另一端固定在所述出浆管的封闭端端面上并与外部连通；所述通气管通过所述导管与所述出浆管滑动连接。

9、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，还包括防堵盖，其盖设在所述通气管的内端部开口处并与空洞的内端部抵接，所述防堵盖的外径大于所述导管的内径，所述防堵盖的侧壁上间隔设有多个气孔，其连通空洞与所述通气管的内部。

10、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，所述紧固装置包括内套管，其为沿轴向贯通的空心锥台结构且套接在所述通气管的外侧，所述内套管的窄端固定在所述导管的外端部并与其连通，宽端的外侧壁上沿周向间隔设有多个缺口，任一缺口连通所述内套管的内外侧；外套管，其为沿轴向贯通的套筒结构且配合套接在所述内套管的外侧，所述外套管的内径与所述内套管的窄端外径相等。

11、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，还包括密封圈，其同轴套设在所述出浆管的外侧壁上并封闭所述出浆管与注浆孔的间隙。

12、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，所述进浆管通过泵浆管与所述注浆机的输出端连通，所述通气管的外端部通过气流管与所述气泵的输出端连通。

13、本发明还提供了一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置的施工方法，包括：

14、s1、在已探明有缺陷的隧道二次衬砌混凝土表面钻设注浆孔，使其与缺陷处空洞连通；

15、s2、组装适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，将其出浆管的开口端朝内伸入注浆孔中并通过密封圈与注浆孔卡接固定；

16、s3、上顶通气管，使其内端部的防堵盖与空洞的内端部抵接，然后使用紧固装置将所述通气管与所述出浆管相对固定；

17、s4、使用气流管连通气泵的输出端与所述通气管的外端部，封闭所述进浆管的外端部，然后启动气泵向空洞内加压并通过气泵上的气压计读数判断空洞的密封情况；

18、s5、根据空洞的密封情况选择不同的气泵的工作模式对空洞进行预处理，使空洞的内、外部气压达到平衡状态；

19、s6、使用泵浆管连通注浆机的输出端与所述进浆管的外端部，然后打开注浆机通过出浆管从外至内持续向空洞内加压注浆；

20、s7、当注浆机的输出端压力开始上升时停止注浆，稳压至空洞内浆液初凝后，先将所述通气管从空洞内抽出，再整体拔出所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，并使用止浆塞封闭注浆孔孔口，即完成缺陷处空洞的注浆修复施工。

21、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置的施工方法，s5中，气泵的工作模式包括吸气模式和送气模式，当s4中测得的空洞为密封状态时，采用吸气模式对空洞内进行抽气，使其内部压强降低至外部大气压强；当s4中测得的空洞为非密封状态时，采用送气模式对空洞内进行充气，使其内部压强升高至外部大气压强。

22、优选的是，所述适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置的施工方法，s5中，当气泵采用送气模式时，先解除所述进浆管的外端部的封闭状态，然后打开气泵对空洞进行吹扫，将其内部粉尘、混凝土颗粒通过所述进浆管排出后，重新封闭所述进浆管的外端部，再通过气泵继续向空洞内部送气加压，直至空洞内部压力升高至外部大气压强。

23、本发明至少包括以下有益效果：

24、1、本发明的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置中设有相互套接的出浆管和通气管，可以一并伸入二次衬砌混凝土内存在空洞的缺陷处，通过通气管与气泵配合对二次衬砌内空洞的密封情况进行检查，并选择对应的气泵工作模式(吸气、送气)对空洞进行预处理以平衡空洞内外气压，再通过注浆机、进浆管和出浆管配合对二次衬砌内空洞进行注浆修复，有效减少了注浆过程中空洞内气泡的产生，保证注浆时浆液能够注满空洞，从而实现了对隧道二次衬砌内空洞的快速、有效的注浆修复；

25、2、本发明的通气管与气泵的配合结构能够通过送气模式提供对二次衬砌内空洞的吹扫功能，在根据实际空洞密封情况平衡其内、外气压以保证后续注浆效果的同时，还能够在注浆前提前吹扫清除空洞内的灰尘及碎小的混凝土颗粒，进一步提高了注浆修复效果，从而保证了混凝土整体支护结构的稳定性。

26、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，所述进浆管从一侧穿过所述出浆管的外侧壁并与其封闭端内部连通，所述进浆管的轴线与所述出浆管的轴线垂直，所述进浆管的外半径等于其轴线到所述出浆管的封闭端端面的距离。

3.如权利要求1所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，还包括导管，其同轴设置在所述出浆管的内部并与其等长，所述导管的一端通过连接杆与所述出浆管的开口端侧壁固定连接，另一端固定在所述出浆管的封闭端端面上并与外部连通；所述通气管通过所述导管与所述出浆管滑动连接。

4.如权利要求3所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，还包括防堵盖，其盖设在所述通气管的内端部开口处并与空洞的内端部抵接，所述防堵盖的外径大于所述导管的内径，所述防堵盖的侧壁上间隔设有多个气孔，其连通空洞与所述通气管的内部。

5.如权利要求3所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，所述紧固装置包括内套管，其为沿轴向贯通的空心锥台结构且套接在所述通气管的外侧，所述内套管的窄端固定在所述导管的外端部并与其连通，宽端的外侧壁上沿周向间隔设有多个缺口，任一缺口连通所述内套管的内外侧；外套管，其为沿轴向贯通的套筒结构且配合套接在所述内套管的外侧，所述外套管的内径与所述内套管的窄端外径相等。

6.如权利要求1所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，还包括密封圈，其同轴套设在所述出浆管的外侧壁上并封闭所述出浆管与注浆孔的间隙。

7.如权利要求1所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置，其特征在于，所述进浆管通过泵浆管与所述注浆机的输出端连通，所述通气管的外端部通过气流管与所述气泵的输出端连通。

8.一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置的施工方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置的施工方法，其特征在于，s5中，气泵的工作模式包括吸气模式和送气模式，当s4中测得的空洞为密封状态时，采用吸气模式对空洞内进行抽气，使其内部压强降低至外部大气压强；当s4中测得的空洞为非密封状态时，采用送气模式对空洞内进行充气，使其内部压强升高至外部大气压强。

10.如权利要求9所述的适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置的施工方法，其特征在于，s5中，当气泵采用送气模式时，先解除所述进浆管的外端部的封闭状态，然后打开气泵对空洞进行吹扫，将其内部粉尘、混凝土颗粒通过所述进浆管排出后，重新封闭所述进浆管的外端部，再通过气泵继续向空洞内部送气加压，直至空洞内部压力升高至外部大气压强。

技术总结
本发明公开了一种适用于隧道二次衬砌的注浆修复装置及其施工方法，包括：出浆管，其为一端开口、另一端封闭的中空结构，其同轴卡设在连通空洞与二次衬砌混凝土表面的注浆孔内且开口端朝向注浆孔的内端部设置；进浆管，其一端与出浆管的封闭端连通，另一端与注浆机的输出端连通；通气管，其一端设置在空洞内部，另一端经出浆管向外穿出并与气泵的输出端连通；紧固装置，其固定在出浆管的封闭端外部并设置为用于限制通气管与出浆管间的相对位移。本发明根据测得的隧道二次衬砌内空洞的密封情况，针对性选择不同的气泵工作模式对缺陷处进行预处理，实现注浆过程中的内外气压平衡，从而对隧道二次衬砌内部空洞进行快速有效的注浆修复。

技术研发人员：雷霆,邱明喜,韩劲龙,李乐乐,闫飞亚,郭可心
受保护的技术使用者：中交二航局建筑科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13