CN105443141A - 隧道基底补强方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道基底补强方法，所述的隧道基底补强方法包括下列步骤：步骤A，在隧道病害区段钻若干井点孔，在所述井点孔内安装井点管(1)；在隧道病害区段钻若干注浆孔，在所述注浆孔内安装注浆管(2)；步骤B，通过所述井点管(1)抽水，使所述铁路隧道病害区段的地下水的水位降低；步骤C，通过所述注浆管(2)向所述铁路隧道病害区段的地下进行注浆。本发明的补强方法能够保证隧道底部结构及围岩的完整性，补强隧道基底的承载能力，从而实现隧道基底病害的根治。

Description

隧道基底补强方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体地，涉及一种隧道基底补强方法。

背景技术

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，以及隧道底部受到列车或车辆反复动力、地下水侵蚀等方面的自然和人为因素作用，基底会出现翻浆冒泥、下沉、破损及富水等病害。

对于隧道底部结构翻浆冒泥、下沉、破损及富水病害的治理，大多采用常规注浆以及换底方式进行处理。例如大秦、侯月等线路常采用基底结构翻修，基底破损地段更换为钢筋混凝土护底，在基底内配设双层钢筋网和钢轨进行结构强化。对于行车密度较大且不具备翻修条件时，采用隧道基床底板下进行全断面压浆，使底板下破碎岩体固结、软弱岩体挤密，形成固结体。实际中也采用TGRM(加固型)水泥基特种灌浆料，并根据现场情况采用不同的灌浆压力和配方。

目前，采用注浆的治理方式往往达不到预期效果，大多数隧道病害反复出现，基底病害难以得到根治。

发明内容

针对向隧道基底注浆达不到预期效果的情况，申请人发现地下水的存在会显著影响注浆效果，导致采用注浆方式难以根治隧道基底病害。

基于上述情况，本发明的目的是提供一种隧道基底补强方法，能够实现隧道基底病害的根治。

为了实现上述目的，本发明提供一种隧道基底补强方法，包括下列步骤：

步骤A，在隧道病害区段钻若干井点孔，在所述井点孔内安装井点管；在隧道病害区段钻若干注浆孔，在所述注浆孔内安装注浆管；

步骤B，通过所述井点管抽水，使所述铁路隧道病害区段的地下水的水位降低；

步骤C，通过所述注浆管向所述铁路隧道病害区段的地下进行注浆。

优选地，在所述步骤A中，所述井点孔设置在隧道病害区段轨枕的横向外侧，且所述井点孔呈梅花形布置。

优选地，在所述步骤A中，所述注浆孔设置在所述轨枕的两端和中间位置的纵向外侧，且所述注浆孔呈梅花形布置。

优选地，在所述步骤A中，在所述井点孔与所述井点管之间回填均匀的粗砂滤料，并保持所述井点管在所述井点孔内居中。

优选地，所述粗砂滤料的顶面低于混凝土层上表面，然后采用锚固剂继续填充所述井点孔与所述井点管之间的缝隙，以防止地表水顺着粗砂滤料流入井点孔内。

优选地，所述井点管的底部与所述井点孔的孔底之间也填充有粗砂滤料。

优选地，在所述步骤A中，设置集水总管，所述集水总管与抽水装置连接，每个所述井点管的上端均与所述集水总管连接；在步骤B中，通过所述抽水装置，使地下水经所述井点管和所述集水总管被抽出。

优选地，所述井点管高出混凝土层上表面，且所述井点管的管口上绑扎滤网。

优选地，在所述井点管的管口绑扎滤网后，再通过管路连接所述井点管和所述集水总管。

进一步优选地，所述管路为加筋软管。

优选地，所述集水总管沿着集水总管内的水流方向向下倾斜设置。

优选地，所述抽水装置包括设置于避车洞内的抽水机组和水箱，所述抽水机组将所述铁路隧道病害区段的地下水抽入所述水箱内，所述水箱的进水口与所述集水总管处于同一标高。

优选地，在步骤C中，通过所述注浆管向所述铁路隧道病害区段的地下注浆的浆液为强化型水泥基特种灌浆料或者聚氨酯灌浆料。

本发明与现有技术的不同之处在于，本发明提供的隧道基底补强方法首先在隧道基底处设置井点管和灌浆管，并通过井点管降低隧道底部赋存的地下水位，保持隧道底部的注浆位置干燥，然后通过注浆管向隧道病害区段的地下进行注浆，保证隧道底部结构及围岩的完整性，补强隧道基底的承载能力，从而实现隧道基底病害的根治。

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

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：

图1是本发明隧道基底补强方法的井点管和注浆管平面布置示意图；

图2是本发明隧道基底补强方法的井点管布置的剖面示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中B处的放大图；

附图标记说明

1井点管2注浆管

3轨枕4集水总管

5抽水装置6管路

7井点孔8粗砂滤料

9锚固剂10混凝土层

具体实施方式

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。

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”通常是指本发明隧道基底补强方法在操作时的方位，其中“上、下”与附图2中所示的井点管的设置的上下一致，“左、右”与附图1中所示方向一致，其中示出有井点管的轨枕的一侧为右侧，轨枕的横向是指轨枕的左右方向，轨枕的纵向是指垂直于轨枕的左右方向；所使用的方位词“内、外”通常是指本发明所涉及的零部件的轮廓的内外，例如轨枕的外侧。

上述方位词的使用只是为了便于理解本发明而定义的，因此不构成对本发明保护范围的限制。

首先需要说明的是，本发明旨在提供一种隧道基底补强方法，可用于铁路或者公路隧道的基底补强，通过在隧道病害段设置井点管1和注浆管2，通过井点管1使隧道底部的地下水位降低，避免对注浆产生影响，然后通过注浆管2向隧道底部注浆，以补强隧道基底的承载能力，实现隧道基底病害的根治。在此技术构思范围内，本发明隧道基底补强方法所保护的范围不局限于图1-图4所示的具体细节结构。例如，井点管1和注浆管2的布置形式除了采用梅花形布置外，还可以采用其他布置方式。这些将在下文的具体实施方式的描述中，附带予以简略说明。

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补强方法，包括下列步骤：

步骤A，在隧道病害区段钻若干井点孔，在所述井点孔内安装井点管1；在隧道病害区段钻若干注浆孔，在所述注浆孔内安装注浆管2；

步骤B，通过所述井点管1抽水，使所述铁路隧道病害区段的地下水的水位降低(即使需要注浆部分不存在地下水)；

步骤C，通过所述注浆管2向所述铁路隧道病害区段的地下进行注浆。

本发明通过井点管1将隧道病害区段的水抽出，然后再通过注浆管2向隧道病害区的基底中注入浆料，可以在保证隧道底部结构及围岩的完整性的基础上，有效补强隧道基底的承载能力。

为了能够将隧道基底需要注浆部分中的水抽吸干净，在所述步骤A中，所述井点孔优选为设置在隧道病害区段轨枕3的横向外侧，且所述井点孔呈梅花形布置(为了清楚，图1中只示意性的示出了右侧轨枕处的灌浆孔和井点孔)。当然，井点孔也可以呈矩形或三角形等形状布置，此时对地下水的抽吸效果不如呈梅花形布置的井点管对地下水的抽吸效果。

同时，在所述步骤A中，所述注浆孔设置在所述轨枕3的两端和中间位置的纵向外侧，且所述注浆孔呈梅花形布置。将注浆孔设置为梅花形且分布在轨枕3的两端和中间位置可以保证浆液能够均匀分布，同时保证浆液扩散后有一定的重叠部分。作为注浆孔的其他可选布置方式，注浆孔也可以布置为矩形等形状。

在本实施方式中，优选地，结合图3所示，在所述步骤A中，在所述井点孔7与所述井点管1之间回填均匀的粗砂滤料8，并保持所述井点管1在所述井点孔7内居中，已达到较好的抽水效果。在井点孔7和井点管1之间填充粗砂滤料8，可以过滤井点孔7周围的水，避免水中的杂质堵塞所述井点管1。井点管1采用无缝钢管或砼预制管制成，在井点管1的下部长度为1.0m～1.5m的部分为滤管，从而可以将一定深度的水抽出。更优选地，如图4所示，所述井点管1的底部与所述井点孔7的孔底之间也填充有粗砂滤料8，以进一步扩大井点管1的抽吸能力。

作为一种较优选的方式，使所述粗砂滤料8的顶面低于混凝土层10上表面，然后采用锚固剂9继续填充所述井点孔7与所述井点管1之间的缝隙，以防止地表水顺着粗砂滤料8流入井点孔7内，从而保证隧道基底的排水效果。其中锚固剂9的上表面可以与混凝土层10上表面大致平齐。

在本发明中，可以将井点管1连接到水泵上来抽吸隧道基底处的地下水。作为本发明优选的实施方式，在所述步骤A中，设置集水总管4，所述集水总管4与抽水装置5连接，每个所述井点管1的上端均与所述集水总管4连接；在步骤B中，通过所述抽水装置5，使地下水经所述井点管1和所述集水总管4被抽出。在本法的隧道基底补强方法中，所述抽水装置5包括设置于避车洞内的抽水机组和水箱，所述抽水机组将所述隧道病害区段的地下水抽入所述水箱内，所述水箱的进水口与所述集水总管4处于同一标高，以减小管内负压损失。

根据井点管1的布置，所述集水总管4可以设置多根，多根集水总管4并排平行设置，以方便连接各井点管1。

为便于与集水总管4连接，每根所述井点管1高出混凝土层10上表面，优选为高出混凝土层10的上表面50cm。并且在所述井点管1的管口上绑扎滤网，以避免杂物落入井点管1中堵塞井点管1。所述滤网优选为尼龙网。在所述井点管1的管口绑扎滤网后，再通过管路6连接所述井点管1和所述集水总管4。其中所述管路6优选为加筋软管，以方便安装，并能防止在抽水时变形和防止使用过程中的机械损坏。所述管路6也可以使用钢管，此时对井点管1和集水总管4之间的相对位置关系具有较高的要求。

为了减小管内的负压损失，本实施方式中优选所述集水总管4沿着集水总管4内的水流方向向下倾斜设置。

在本发明中，通过井点管1将隧道病害区段下的地下水抽吸后，即通过抽水机组基本上不能抽出水时，通过所述注浆管2向所述隧道病害区段的地下注浆(为了保证注浆效果，可以在抽吸完成后就进行注浆)，其中注浆浆液优选为强化型水泥基特种灌浆料或者聚氨酯灌浆料，以快速填充隧道病害区段的地下的空腔部位并保证浆液的扩散和快速凝结。

本发明隧道基底补强方法通过井点管的合理布置，能有效降低隧道底部的地下水位，保持需灌浆的隧道底部位置干燥，再通过灌注强化型水泥基特种灌浆料或者聚氨酯灌浆料，可保持隧道底部结构及围岩完整的同时，补强隧道基底的承载能力，实现隧道基底病害的根治。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，抽水机组的设置位置以及抽出的地下水的处理方式。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种隧道基底补强方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤A，在隧道病害区段钻若干井点孔，在所述井点孔内安装井点管(1)；在隧道病害区段钻若干注浆孔，在所述注浆孔内安装注浆管(2)；

步骤B，通过所述井点管(1)抽水，使所述铁路隧道病害区段的地下水的水位降低；

步骤C，通过所述注浆管(2)向所述铁路隧道病害区段的地下进行注浆。

2.根据权利要求1所述的隧道基底补强方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述井点孔设置在隧道病害区段轨枕(3)的横向外侧，且所述井点孔呈梅花形布置。

3.根据权利要求1所述的隧道基底补强方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述注浆孔设置在所述轨枕(3)的两端和中间位置的纵向外侧，且所述注浆孔呈梅花形布置。

4.根据权利要求1所述的隧道基底补强方法，其特征在于，在所述步骤A中，在所述井点孔(7)与所述井点管(1)之间回填均匀的粗砂滤料(8)，并保持所述井点管(1)在所述井点孔(7)内居中。

5.根据权利要求4所述的隧道基底补强方法，其特征在于，所述粗砂滤料(8)的顶面低于混凝土层(10)上表面，然后采用锚固剂(9)继续填充所述井点孔(7)与所述井点管(1)之间的缝隙，以防止地表水顺着粗砂滤料(8)流入井点孔(7)内。

6.根据权利要求4所述的铁路隧道基底补强方法，其特征在于，所述井点管(1)的底部与所述井点孔(7)的孔底之间也填充有粗砂滤料(8)。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的隧道基底补强方法，其特征在于，在所述步骤A中，设置集水总管(4)，所述集水总管(4)与抽水装置(5)连接，每个所述井点管(1)的上端均与所述集水总管(4)连接；在步骤B中，通过所述抽水装置(5)，使地下水经所述井点管(1)和所述集水总管(4)被抽出。

8.根据权利要求7所述的隧道基底补强方法，其特征在于，所述井点管(1)高出混凝土层(10)上表面，且所述井点管(1)的管口上绑扎滤网。

9.根据权利要求8所述的隧道基底补强方法，其特征在于，在所述井点管(1)的管口绑扎滤网后，再通过管路(6)连接所述井点管(1)和所述集水总管(4)。

10.根据权利要求9所述的隧道基底补强方法，其特征在于，所述管路(6)为加筋软管。

11.根据权利要求7所述的隧道基底补强方法，其特征在于，所述集水总管(4)沿着集水总管(4)内的水流方向向下倾斜设置。

12.根据权利要求7所述的隧道基底补强方法，其特征在于，所述抽水装置(5)包括设置于避车洞内的抽水机组和水箱，所述抽水机组将所述铁路隧道病害区段的地下水抽入所述水箱内，所述水箱的进水口与所述集水总管(4)处于同一标高。

13.根据权利要求1所述的铁路隧道基底补强方法，其特征在于，在步骤C中，通过所述注浆管(2)向所述铁路隧道病害区段的地下注浆的浆液为强化型水泥基特种灌浆料或者聚氨酯灌浆料。