CN106498929B - 注浆管及混凝土缺陷修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注浆管，其包括膨胀注浆管、锥头、紧固螺杆和轮盘；所述膨胀注浆管为中空的筒体；所述膨胀注浆管的一端的侧壁上沿其轴向方向开设有至少两个缺口；所述锥头为自左向右半径逐渐减小的锥体，沿所述锥头的中心轴线方向开设有内螺纹孔；所述紧固螺杆为带有外螺纹的金属杆，所述紧固螺杆的一端拧入锥头中；另一端穿过膨胀注浆管与轮盘相连接。本发明还公开了一种混凝土缺陷修补方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种注浆管及注浆工艺，尤其涉及一种注浆管及混凝土缺陷修补方法。
背景技术
我国是一个多山国家，所以隧道量也十分巨大。在隧道衬砌(二衬)施工中，由于拱顶位置特殊，施工中可能会因灌筑预留、封堵孔设置不合理，泵送混凝土坍落度大，泵送混凝土压力控制不好，混凝土收缩，支护不平整等原因不可避免地会造成二衬拱顶与混凝土初砌支护面不密贴，拱部混凝土封顶易产生脱空、空洞等现象。由于二次衬砌缺陷，致使衬砌受力不均匀，恶化了衬砌受力条件，改变了衬砌设计受力状态，衬砌实际受力可能超过设计应力范围，在外部荷载作用下，加上其它不利因素影响，隧道衬砌发生破坏的机率就会增大。
即便对衬砌与支护空洞的缺陷进行了整治，但是,自2010年以来，几乎每年都有运营铁路隧道拱部开裂、掉块等质量缺陷影响运营安全的事故发生。其主要原因大多为隧道衬砌厚度严重不足且局部存在空洞或灌注混凝土不连续形成“两张皮”现象，在高速列车反复作用下，造成衬砌开裂后混凝土掉块，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土缺陷修补方法不正确，因粘结不牢产生的脱落掉块。
整治衬砌与支护空洞的缺陷，目前,所采用的方式多是打孔注浆法，即在二次衬砌砼强度达到设计的100％后，对其进行打孔埋入注浆管，然后进行注浆，但是此方法存在的问题如下：
1.在打孔过程中，容易打穿防水板造成后期混凝土的渗漏现象。
2.所采用的浆料多为1：1的纯水泥浆，由于水胶比非常大，后期收缩严重，造成注浆之后仍然有很大的空洞，可能需要二次注浆，同时，纯水泥浆也很难与二次衬砌混凝土结合成一个整体，最终形成两层皮的现象。
3.在二衬混凝土厚度不足时，不仅不能解决混凝土的掉落，而且注浆压力很容易造成混凝土的开裂。
4.注浆管与原衬砌之间无锚固作用，存在注浆管脱落的风险。
5.注浆管不能锚固围岩或者新注入的浆体，不能将原衬砌与新注入的浆体或者围岩锚固在一起。
所以发明一种装置和工艺能够解决运营隧道的衬砌或围岩脱空病害迫在眉睫。
发明内容
本发明目的是提供一种注浆管，所述注浆管将注浆和机械栓锚结合起来，将注入的浆体与原有混凝土锚固成一个受力整体，以解决现有技术中的二衬厚度过薄，容易掉落的问题。
本发明的目的在于还提供一种混凝土缺陷修补方法，其使用上述的注浆管，从而在混凝土缺陷修补时，能解决现有技术中的二衬厚度过薄，容易掉落的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种注浆管，其包括膨胀注浆管、锥头、紧固螺杆和轮盘；
所述膨胀注浆管为中空的筒体；所述膨胀注浆管的一端的侧壁上沿其轴向方向开设有至少两个缺口；
所述锥头为自左向右半径逐渐减小的锥体，沿所述锥头的中心轴线方向开设有内螺纹孔；
所述紧固螺杆为带有外螺纹的金属杆，所述紧固螺杆的一端拧入锥头中；另一端穿过膨胀注浆管与轮盘相连接。
可选的，所述注浆管还包括加强管和多个注浆接头；所述加强管呈圆弧形，且两端封闭，所述膨胀注浆管的另一端固定于所述加强管上；所述多个注浆接头分别固定于所述加强管，且均与所述加强管连通，并位于所述加强管的同一侧；所述多个注浆接头中的一个位于所述加强管的中部，并位于所述膨胀注浆管相对侧，且与所述膨胀注浆管的轴心线重合；所述紧固螺杆的另一端穿过膨胀注浆管、加强管和注浆接头与所述轮盘相连接。
可选的，所述注浆管还包括推力轴承；所述推力轴承套设于所述紧固螺杆上，用于减少轮盘转动时的摩擦力。
可选的，所述注浆管还包括固定压盘，所述固定压盘固定于所述膨胀注浆管的另一端，且所述膨胀注浆管与所述固定压盘的连接方式为焊接、粘接以及螺纹连接。
可选的，所述固定压盘的左侧表面上开设有加固网卡槽，用于卡住加固二衬混凝土的加固网。
可选的，所述固定压盘的左侧表面上还设置有凸起，用于固定加固二衬混凝土的加固网或者加固布等。
本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种混凝土缺陷修补方法，其利用上述的注浆管实现，其包括以下步骤：
S10、二衬混凝土打孔：经过雷达探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并将所述孔打穿此处二衬混凝土，或者打穿防水板进入防水板背面的支护内部；
S20、孔内涂抹粘接材料：在步骤S10中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S30、安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S40、安装注浆管；
S50、安装注浆装置；
S60、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和膨胀注浆管，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S70、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时：压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S80、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗。
可选的，所述步骤S40具体为：
S401、将所述注浆管插入步骤S20中涂抹粘接胶水的孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述孔内；
S402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头向左运动，使膨胀注浆管膨胀；
S403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
可选的，所述步骤S50具体为：
S501、在膨胀注浆管上安装带有快速接头、阀门以及压力表的注浆固定连接管；
S502、连接抗压注浆管，所述抗压注浆管的一端与注浆固定连接管连接，另一端与注浆机的接头连接；
S503、安装注浆机、搅拌机、储水罐和上料装置。
本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种混凝土缺陷修补方法，其利用上述的注浆管实现，包括以下步骤：
S110、二衬混凝土打孔：经过雷达探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并将所述孔打穿此处二衬混凝土，或者打穿防水板进入防水板背面的支护内部；
S120、孔内涂抹粘接材料：在步骤S110中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S130、安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S140、安装注浆管；
S150、安装注浆装置；
S160、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和膨胀注浆管，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S170、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时：压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S180、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗；
其中步骤S140具体为：
S1401、在加强管与混凝土接触的断面涂抹粘接胶水，然后将所述注浆管插入步骤S120中涂抹粘接胶水的孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述孔内，并使得所述加强管紧贴所述二衬混凝土表面；
S1402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头向左运动，使膨胀注浆管膨胀；或者启动液压装置使得紧固螺杆和锥头向左运动，使膨胀注浆管膨胀。
S1403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
本发明具有如下有益效果：本发明的混凝土缺陷修补方法通过二衬混凝土打孔，孔内涂抹粘接材料，安装加固网，安装注浆管，安装注浆装置，注浆作业，注浆结束判定，阀门装置关闭，拆除注浆机部分，注浆机部分清洗以及数据上传等流程实现了对混凝土缺陷的修补，并且对二衬混凝土的三种防脱落作用：(1)注浆材料的粘接结合作用；(2)膨胀注浆管的栓锚作用；(3)加固网的防脱落保护作用。
附图说明
图1为本发明的注浆管的结构示意图；
图2为本发明的注浆管的结构示意图(包括液压泵和液压千斤顶)；
图3为本发明的固定压盘的结构示意图；
图4为图3的左视图；
图5为本发明的固定压盘的另一结构示意图；
图6为图5的左视图；
图7为注浆管安装于二衬混凝土缺陷处的示意图；
图8为膨胀注浆管膨胀之后的结构示意图；
图9为去除紧固螺杆之后的结构示意图(未示出锥头，锥头位于所述膨胀注浆管或者空洞内)；
图10为安装多个注浆管的示意图；
图11为连接注浆机的结构示意图(未示出锥头，锥头位于所述膨胀注浆管或者空洞内)；
图12为连接注浆机的另一结构示意图(未示出锥头，锥头位于所述膨胀注浆管或者空洞内)；
图13为本发明的注浆管的另一结构示意图；
图14为图13中的注浆管安装之后的结构示意图；
图15为图13中的注浆管连接注浆机的结构示意图(未示出锥头，锥头位于所述膨胀注浆管或者空洞内)；
图16为实施例7的注浆管安装之后的结构示意图；
图17为图16的注浆管连接注浆机的结构示意图；
图中标记示意为：1-膨胀注浆管；2-锥头；3-紧固螺杆；4-推力轴承；5-固定压盘；6-轮盘；7-液压千斤顶；8-液压泵；9-加固网卡槽；10-凸起；11-二衬混凝土；12-防水板；13-加固网；14-快速接头；15-阀门；16-压力表；17-注浆固定连接管；18-抗压注浆管；19-注浆机；20-搅拌机；21-储水罐；22-上料装置；23-压力传感器；24-流量检测装置；25-中心控制器；26-加强管；27-注浆接头；28-四通。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种注浆管，包括膨胀注浆管、锥头、紧固螺杆、推力轴承、固定压盘和轮盘。
所述膨胀注浆管为中空的筒体，在其侧壁上开设有多个注浆孔；所述膨胀注浆管的一端的侧壁上沿其轴向方向开设有至少两个缺口，另一端设置有螺纹，用于连接注浆机；所述螺纹可以为内螺纹或者外螺纹，只要能够实现注浆机的注浆固定连接管与膨胀注浆管的连接即可，当然，所述膨胀注浆管的另一端也可以不设置螺纹，此时可以将所述膨胀注浆管的另一端通过焊接等方式与所述注浆机的注浆固定连接管连接；本实施例中，优选地，所述膨胀注浆管的另一端开设有内螺纹，从而可以连接注浆接头，即将所述注浆接头通过螺纹配合固定于所述膨胀注浆管的另一端。
本实施例中，所述缺口的数量为4个，4个缺口沿膨胀注浆管的周向均匀分布，以将所述膨胀注浆管分割并形成四个翅片，在使用本膨胀注浆管时，所述四个翅片可以向外膨胀，并与混凝土相接触。
所述锥头为自左向右半径逐渐减小的锥体，沿所述锥头的中心轴线方向开设有内螺纹孔，所述紧固螺杆的外螺纹与所述内螺纹孔的内螺纹相配合，从而使得所述紧固螺杆能够拧入所述锥头的内部，并且在所述锥头相对于所述紧固螺杆不同步运动时，所述紧固螺杆使得所述锥头向左运动。
所述紧固螺杆为带有外螺纹的金属杆，所述紧固螺杆的一端拧入锥头中；另一端穿过膨胀注浆管与轮盘相连接；当所述轮盘转动时，能够带动所述紧固螺杆转动，并进一步带动所述锥头向左运动，使得膨胀注浆管的翅片向外膨胀，从而使得所述膨胀注浆管能够实现对混凝土的锚固功能。
所述推力轴承套设于所述紧固螺杆上，在所述注浆管使用时，由于推力轴承位于混凝土与轮盘之间，从而在所述轮盘转动时，能够减少摩擦力。
所述膨胀注浆管的另一端固定有固定压盘，本实施例中，所述固定压盘的中部开设有内螺纹孔，所述膨胀注浆管的外部可以形成外螺纹，从而将所述膨胀注浆管拧入所述固定压盘；而且本实施例中，所述膨胀注浆管与所述固定压盘的连接方式还可以为焊接、粘接等。
参考图1和图2，在所述固定压盘的左侧表面上开设有加固网卡槽，用于卡住加固二衬混凝土的加固网；同时，所述固定压盘的左侧表面上还可以设置有凸起，用于固定加固二衬混凝土的加固网或者加固布等。
本实施例中，可以通过液压驱动的方式使得紧固螺杆和锥头向左运动，此时，所述注浆管还包括液压千斤顶和液压泵，所述液压泵向所述液压千斤顶提供高压液体，所述液压千斤顶的底座顶设于膨胀注浆管上，其活塞杆(调节螺母)顶设于所述轮盘上。
本实施例中，为使得所述注浆管能够被用于拱形顶壁，所述注浆管还包括加强管和多个注浆接头；所述加强管呈圆弧形，且两端封闭，所述膨胀注浆管的另一端固定于所述加强管上，例如位于所述加强管的中部，当然所述膨胀注浆管还可以位于所述加强管的其他部分，且与所述加强管连通(本实施例中，所述膨胀注浆管可以与所述加强管不连通)；所述多个注浆接头分别固定于所述加强管，且均与所述加强管连通，并位于所述加强管的同一侧；所述多个注浆接头中的一个位于所述加强管的中部，并位于所述膨胀注浆管相对侧，且与所述膨胀注浆管的轴心线重合，所述紧固螺杆的另一端穿过膨胀注浆管、加强管和注浆接头与所述轮盘相连接。
本实施例中，所述加强管为向上凸起的圆弧形，所述膨胀注浆管位于所述加强管的上侧，所述注浆接头位于所述膨胀注浆管的下侧。优选地，所述加强管的截面为圆形，当然，所述加强管的结合也可以为其他形状，例如方形等。
本实施例中，为使得膨胀注浆管的内表面与浇注的混凝土之间具有较高的结合力，可以对所述膨胀注浆管的内表面进行打毛处理，以使得所述膨胀注浆管的内表面具有较高的粗糙度；同时，为使得膨胀注浆管的外表面与孔之间具有较高的结合力，可以在所述膨胀注浆管的外表面上形成马牙扣。
实施例2
本实施例提供了一种混凝土缺陷修补方法(先打孔，再加固)，即一种使用实施例1所述的注浆管的注浆方法，其包括以下步骤：
S10、二衬混凝土打孔：经过雷达或者其他手段探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，注意事项：打孔深度一定要超过此处二衬混凝土的厚度。打孔深度根据实际设计，一种是深度不超过衬砌设计厚度，即不超过防水板；另一种是，穿透防水板，伸入围岩中。
S20、孔内涂抹粘接材料：在步骤S10中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内，粘接胶水可以为环氧树脂，聚氨酯粘接剂，哥俩好、水泥浆或者砂浆等粘结材料。
S30、安装加固网或者涂抹保护胶：在厚度不够(例如厚度不足设计厚度的70％或者实际厚度不足20cm)的二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落，所述加固网可以是不锈钢丝网，镀锌钢丝网等金属网，也可以是碳纤网或者碳纤布，玻璃纤维网或者玻璃纤维布等无机材料网，也可以是聚丙烯纤维网等有机材料网。所述保护胶可以为高强度保护胶(例如聚氨酯或者聚脲或者环氧树脂)。
S40、安装注浆管。所述步骤S40具体包括：
S401、将所述注浆管插入步骤S20中涂抹粘接胶水的孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述孔内；
S402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头运动，使膨胀注浆管膨胀；或者启动液压装置使得紧固螺杆和锥头运动，使膨胀注浆管膨胀。
S403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
本实施例中，在所述步骤S40中，可以安装一个膨胀注浆管，也可以根据实际需要安装多个膨胀注浆管。
S50、安装注浆装置；本实施例中，所述步骤S50具体包括人工控制法和全自动控制法，所述人工控制法主要用于工人具有丰富的注浆经验，同时施工条件较差多变的环境，并具体包括：
S501、在膨胀注浆管上安装带有快速接头、阀门以及压力表的注浆固定连接管；所述快速接头与所述膨胀注浆管固定连接，所述阀门和压力表均设置于所述固定连接管上。
S502、连接抗压注浆管，所述抗压注浆管的一端与注浆固定连接管连接，另一端与注浆机的接头连接；
S503、安装注浆机、搅拌机、储水罐和上料装置。
所述全自动控制法主要用于工人注浆经验不足，同时施工条件稳定的环境，当采用全自动控制法时，其在人工控制法的基础上，还包括：
S504、在注浆机上集成压力传感器、流量检测装置以及中心控制器。
本实施例中，所述注浆装置可以采用CN106014454A中的注浆装置，即所述注浆装置包括上料装置、储水槽、搅拌机、注浆机、抗压注浆管、快速连接头、压力表、压力探测器、流量监控器、中心控制器、压力信号传输线、流量信号传输线和注浆控制线等。
S60、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管，阀门，中间连接管，膨胀注浆管等，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S70、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力持续大于0.1-1.0MPa(最优区间为0.3-0.5MPa)一段时间(5-10秒)，此时需要关停注浆机。由于脱空注浆的压力小于带模注浆的压力(因为要防止压坏衬砌混凝土)，因此，当在脱空注浆的环境下，所述压力优选是0.2-0.3MPa，在带模注浆的环境下，优选的压力值为1.0MPa；优选的时间为5-10s；全自动控制注浆机时：压力传感器测量到注浆料的压力持续大于0.5MPa，优选的时间为5-10s，则关停注浆机。如果在二衬混凝土上设置多个注浆孔，可以依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作。
S80、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗。
本实施例中，所述步骤S40和S50之间还包括步骤S45，S45、安装固定压盘。
通过本发明的注浆机注浆结束后，在人工控制注浆机时，通过人工记录所有注浆的总量，注浆压力，注浆时间等数据并进行上报。当通过自动控制时，中心控制器会采集所有数据并上传到铁路系统数据库。
本发明的混凝土缺陷修补方法通过二衬混凝土打孔，孔内涂抹粘接材料，安装加固网，安装注浆管，安装注浆装置，注浆作业，注浆结束判定，阀门装置关闭，拆除注浆机部分，注浆机部分清洗以及数据上传等流程实现了对混凝土缺陷的修补，并且对二衬混凝土的三种防脱落作用：(1)注浆材料的粘接结合作用；(2)膨胀注浆管的栓锚作用；(3)加固网的防脱落保护作用。
实施例3
当实施例1中的注浆管包括加强管时，所述混凝土缺陷修补方法(先打孔再加固)，即一种使用实施例1所述的注浆管的注浆方法，其包括以下步骤：
S110、二衬混凝土打孔：经过雷达或者其他手段探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，注意事项：打孔深度一定要超过此处二衬混凝土的厚度。打孔深度根据实际设计，一种是深度不超过衬砌设计厚度，即不超过防水板；另一种是，穿透防水板，伸入围岩中。
S120、孔内涂抹粘接材料：在步骤S110中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内，粘接胶水可以为环氧树脂，聚氨酯粘接剂，哥俩好、水泥浆或者砂浆等粘结材料。
S130、安装加固网或者涂抹保护胶：在厚度不够(例如厚度不足设计厚度的70％或者实际厚度不足20cm)的二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落，所述加固网可以是不锈钢丝网，镀锌钢丝网等金属网，也可以是碳纤网或者碳纤布，玻璃纤维网或者玻璃纤维布等无机材料网，也可以是聚丙烯纤维网等有机材料网。所述保护胶可以为高强度保护胶(例如聚氨酯/脲涂料、聚脲涂料或聚氨酯涂料)。
S140、安装注浆管。所述步骤S140具体包括：
S1401、在加强管与混凝土接触的断面涂抹粘接胶水，然后将所述注浆管插入步骤S120中涂抹粘接胶水的孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述孔内，并使得所述加强管紧贴所述二衬混凝土表面；
S1402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头运动，使膨胀注浆管膨胀；或者启动液压装置使得紧固螺杆和锥头运动，使膨胀注浆管膨胀。
S1403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
S150、安装注浆装置；本实施例中，所述步骤S150具体包括人工控制法和全自动控制法，所述人工控制法主要用于工人具有丰富的注浆经验，同时施工条件较差多变的环境，并具体包括：
S1501、在注浆接头上安装带有快速接头、阀门以及压力表的注浆固定连接管；所述快速接头与所述注浆接头固定连接，本实施例中，所述快速接头与所述注浆接头的数量相同，一一对应连接。
S1502、连接抗压注浆管，所述抗压注浆管的一端与注浆固定连接管连接，另一端与注浆机的接头连接；本实施例中，所述抗压注浆管的一端可以通过三通、四通等与多个注浆固定连接管连接。
S1503、安装注浆机、搅拌机、储水罐和上料装置。
所述全自动控制法主要用于工人注浆经验不足，同时施工条件稳定的环境，当采用全自动控制法时，其在人工控制法的基础上，还包括：
S1504、在注浆机上集成压力传感器、流量检测装置以及中心控制器。
本实施例中，所述注浆装置可以采用CN106014454A中的注浆装置，即所述注浆装置包括上料装置、储水槽、搅拌机、注浆机、抗压注浆管、快速连接头、压力表、压力探测器、流量监控器、中心控制器、压力信号传输线、流量信号传输线和注浆控制线等。
S160、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和注浆接头，被输入所述膨胀注浆管和/或加强管；从而通过所述膨胀注浆管进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中，以及填满整个加强管。
在所述步骤S160中，当混凝土之间的空洞注浆材料与加强管注浆材料相同时，此时注浆管和加强管连通，可以通过一个注浆接头或者多个注浆接头对混凝土之间的空洞及加强管同时进行注浆；当混凝土之间的空洞注浆材料与加强管注浆材料不同时，此时注浆管和加强管不连通，需要对注浆管和加强管进行分别注浆。
S170、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力持续大于0.1-1.0MPa(最优区间为0.3-0.5MPa)一段时间(5-10秒)，此时需要关停注浆机。由于脱空注浆的压力小于带模注浆的压力(因为要防止压坏衬砌混凝土)，因此，当在脱空注浆的环境下，所述压力优选是0.2-0.3MPa，在带模注浆的环境下，优选的压力值为1.0MPa；优选的时间为5-10s；全自动控制注浆机时：压力传感器测量到注浆料的压力持续大于0.5MPa，优选的时间为5-10s，则关停注浆机。如果在二衬混凝土上设置多个注浆孔，可以依次进行注浆操作。
S180、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗。
本实施例中，当将所述注浆管安装于所述孔内时，由于未在所述二衬混凝土上开槽，此时将所述加强管直接紧贴所述二衬混凝土表面即可。
当然，本实施例中，所述混凝土缺陷修补方法也可以在步骤S10之后，S20之前还包括步骤S15；
S105、在所述二衬混凝土表面开槽，并使得所述槽的尺寸与所述加强管相对应，以可以将所述加强管安装于所述槽内；当将所述膨胀注浆管安装于所述孔内时，所述加强管位于所述槽内。
且当所述二衬混凝土表面上开槽时，所述步骤S30中，所述加固网铺设于所述槽的底壁上，或者所述保护胶涂抹于所述槽的底壁上；且所述加强管的两端与所述二衬混凝土之间设置有粘结胶水。
通过本发明的注浆机注浆结束后，在人工控制注浆机时，通过人工记录所有注浆的总量，注浆压力，注浆时间等数据并进行上报。当通过自动控制时，中心控制器会采集所有数据并上传到铁路系统数据库。
本发明的混凝土缺陷修补方法通过二衬混凝土打孔，孔内涂抹粘接材料，安装加固网，安装注浆管，安装注浆装置，注浆作业，注浆结束判定，阀门装置关闭，拆除注浆机部分，注浆机部分清洗以及数据上传等流程实现了对混凝土缺陷的修补，并且对二衬混凝土的三种防脱落作用：(1)注浆材料的粘接结合作用；(2)膨胀注浆管的栓锚作用；(3)加固网的防脱落保护作用。
实施例4
本实施例提供了一种混凝土缺陷修补方法(先加固，再打孔)，即一种使用实施例1所述的注浆管的注浆方法，其包括以下步骤：
S210、二衬混凝土加固：经过雷达探测发现空洞的位置，安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S220、在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并将孔打穿此处二衬混凝土，可选的，孔可以打穿防水板，达到防水板后面的支护中；
S230、孔内涂抹粘接材料：在步骤S220中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S240、安装注浆管，与步骤S40相同；
S250、安装注浆装置，与步骤S50相同；
S260、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和膨胀注浆管，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S270、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa(最优区间为0.3-0.5MPa)持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时：压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S280、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗；
实施例5
本实施例提供了一种混凝土缺陷修补方法(先安装注浆管再安装加固网，然后安装固定压盘)，即一种使用实施例1所述的注浆管的注浆方法，其包括以下步骤：
S310、二衬混凝土打孔：经过雷达探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并将孔打穿此处二衬混凝土，可选的，所述孔可以打穿防水板，达到防水板后面的支护中；
S320、孔内涂抹粘接材料：在步骤S310中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S330、安装注浆管，与步骤S40相同；
S340、安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S350、安装固定压盘；
S360、安装注浆装置；与步骤S50相同；
S370、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和膨胀注浆管，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S380、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa(最优区间为0.3-0.5MPa)持续-10s，此时关停注浆机；全自动控制时：压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S390、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗；
实施例6
当实施例1中的注浆管包括加强管时，所述混凝土缺陷修补方法(切槽法)，即一种使用实施例1所述的注浆管的注浆方法，其包括以下步骤：
S410、二衬混凝土切槽及加固：经过雷达探测发现空洞的位置，对二衬混凝土表面切槽，所述槽深度比加强管大1-5mm(例如所述槽的深度比加强管的直径大1-5mm)，然后安装加固网：在二衬混凝土表面及槽内安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S420、二衬混凝土打孔：在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并使得孔打穿此处二衬混凝土，可选的，所述孔可以打穿防水板，达到防水板后面的支护中；
S430、孔内涂抹粘接材料：在步骤S420中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S440、安装注浆管；与步骤S140相同；
S450、安装注浆装置；与步骤S150相同；
S460、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和注浆接头，被输入所述膨胀注浆管和/或加强管；从而通过所述膨胀注浆管进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中，以及填满整个加强管。
在所述步骤S460中，当混凝土之间的空洞注浆材料与加强管注浆材料相同时，此时注浆管和加强管连通，可以通过一个注浆接头或者多个注浆接头对混凝土之间的空洞及加强管同时进行注浆；当混凝土之间的空洞注浆材料与加强管注浆材料不同时，此时注浆管和加强管不连通，需要对注浆管和加强管进行分别注浆。
S470、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa(最优区间为0.3-0.5MPa)持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时：压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S480、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗。
实施例7
当实施例1中的注浆管包括加强管时，所述混凝土缺陷修补方法(两端固定)，即一种使用实施例1所述的注浆管的注浆方法，其包括以下步骤：
S510、二衬混凝土加固：经过雷达探测发现空洞的位置，对二衬混凝土表面安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S520、二衬混凝土打孔：在需要进行注浆加固的部分打第一孔，所述第一孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并使得所述第一孔打穿此处二衬混凝土，可选的，所述第一孔可以打穿防水板，达到防水板后面的支护中；在需要加固区域的侧墙两端打第二孔，用于加强管的安装，所述第二孔直径为大于加强管1-5mm，深度根据需要进行。
S530、所述第一孔和第二孔内涂抹粘接材料：在步骤S520中打的第一孔和第二孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的第一孔内；
S540、安装注浆管；
S550、安装注浆装置；与步骤S150相同；
S560、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和注浆接头，被输入所述膨胀注浆管和/或加强管；从而通过所述膨胀注浆管进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中，以及填满整个加强管。
在所述步骤S560中，当混凝土之间的空洞注浆材料与加强管注浆材料相同时，此时注浆管和加强管连通，可以通过一个注浆接头或者多个注浆接头对混凝土之间的空洞及加强管同时进行注浆；当混凝土之间的空洞注浆材料与加强管注浆材料不同时，此时注浆管和加强管不连通，需要对注浆管和加强管进行分别注浆。
S570、注浆结束判定；当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa(最优区间为0.3-0.5MPa)持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时：压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些孔同时注浆操作；
S580、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗；
其中步骤S540具体为：
S5401、在加强管与二衬混凝土接触的断面涂抹粘接胶水，然后将所述注浆管插入步骤S520中涂抹粘接胶水的第一孔内，将加强管的两端分别插入步骤S520中涂抹粘接胶水的第二孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述第一孔内，并将所述加强管粘结于所述第二孔内；将加强管与注浆管通过焊接或者粘接相连接；
S5402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头运动，使膨胀注浆管膨胀；或者启动液压装置使得紧固螺杆和锥头运动，使膨胀注浆管膨胀。
S5403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种注浆管，其特征在于，包括膨胀注浆管、锥头、紧固螺杆、轮盘、加强管和多个注浆接头；
所述膨胀注浆管为中空的筒体；所述膨胀注浆管的一端的侧壁上沿其轴向方向开设有至少两个缺口；
所述锥头为自左向右半径逐渐减小的锥体，沿所述锥头的中心轴线方向开设有内螺纹孔；
所述紧固螺杆为带有外螺纹的金属杆，所述紧固螺杆的一端拧入锥头中；另一端穿过膨胀注浆管与轮盘相连接；
所述加强管呈圆弧形，且两端封闭，所述膨胀注浆管的另一端固定于所述加强管上；所述多个注浆接头分别固定于所述加强管，且均与所述加强管连通，并位于所述加强管的同一侧；所述多个注浆接头中的一个位于所述加强管的中部，并位于所述膨胀注浆管相对侧，且与所述膨胀注浆管的轴心线重合；所述紧固螺杆的另一端穿过膨胀注浆管、加强管和注浆接头与所述轮盘相连接。
2.根据权利要求1所述的注浆管，其特征在于，还包括推力轴承；所述推力轴承套设于所述紧固螺杆上，用于减少轮盘转动时的摩擦力。
3.根据权利要求2所述的注浆管，其特征在于，还包括固定压盘，所述固定压盘固定于所述膨胀注浆管的另一端，且所述膨胀注浆管与所述固定压盘的连接方式为焊接、粘接或者螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的注浆管，其特征在于，所述固定压盘的左侧表面上开设有加固网卡槽，用于卡住加固二衬混凝土的加固网。
5.根据权利要求4所述的注浆管，其特征在于，所述固定压盘的左侧表面上还设置有凸起，用于固定加固二衬混凝土的加固网或者加固布。
6.一种混凝土缺陷修补方法，其利用权利要求1-5任意一项所述的注浆管实现，其特征在于，包括以下步骤：
S10、二衬混凝土打孔：经过雷达探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并将所述孔打穿此处二衬混凝土，或者打穿防水板进入防水板背面的支护内部；
S20、孔内涂抹粘接材料：在步骤S10中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S30、安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S40、安装注浆管；
S50、安装注浆装置；
S60、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和膨胀注浆管，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S70、注浆结束判定：当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa且持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时，压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa且持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S80、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗。
7.根据权利要求6所述的混凝土缺陷修补方法，其特征在于，所述步骤S40具体为：
S401、将所述注浆管插入步骤S20中涂抹粘接胶水的孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述孔内；
S402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头向左运动，使膨胀注浆管膨胀；
S403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
8.根据权利要求7所述的混凝土缺陷修补方法，其特征在于，所述步骤S50具体为：
S501、在膨胀注浆管上安装带有快速接头、阀门以及压力表的注浆固定连接管；
S502、连接抗压注浆管，所述抗压注浆管的一端与注浆固定连接管连接，另一端与注浆机的接头连接；
S503、安装注浆机、搅拌机、储水罐和上料装置。
9.一种混凝土缺陷修补方法，其利用权利要求1-5任意一项所述的注浆管实现，其特征在于，包括以下步骤：
S110、二衬混凝土打孔：经过雷达探测发现空洞的位置，在需要进行注浆加固的部分打孔，打孔直径为大于膨胀注浆管1-5mm，并将所述孔打穿此处二衬混凝土，或者打穿防水板进入防水板背面的支护内部；
S120、孔内涂抹粘接材料：在步骤S110中打的孔中涂抹粘接胶水，用于将膨胀注浆管粘接和固定在二衬混凝土的孔内；
S130、安装加固网：在二衬混凝土表面安装加固网，用于防止二衬混凝土的脱落；
S140、安装注浆管；
S150、安装注浆装置；
S160、注浆作业：将注浆材料通过上料装置提升到搅拌机中，然后开启搅拌机，边搅拌边通过储水槽加入拌合水，等所有的拌合水加入后，继续搅拌1-5分钟；搅拌好的注浆料自动进入注浆机，开启注浆机，注浆料在压力的作用下通过管道流经抗压注浆管、阀门、中间连接管和膨胀注浆管，进入防水板和衬砌混凝土之间的空洞中；
S170、注浆结束判定：当人工控制注浆机时，以压力表测压，若压力表显示的注浆料的压力大于0.1-1.0MPa且持续5-10s，此时关停注浆机；全自动控制时，压力传感器测量到注浆料的压力大于0.5MPa且持续5-10s，则关停注浆机；如果在二衬混凝土上开设有多个注浆孔，对这些注浆孔依次进行注浆操作，或者通过多通连接，对这些注浆孔同时注浆操作；
S180、注浆完毕后，关闭阀门，拆除阀门后端的所有设备并进行清洗；
其中步骤S140具体为：
S1401、在加强管与混凝土接触的断面涂抹粘接胶水，然后将所述注浆管插入步骤S120中涂抹粘接胶水的孔内，并等到粘接胶水固化，将所述膨胀注浆管粘结于所述孔内，并使得所述加强管紧贴所述二衬混凝土表面；
S1402、用手拧动轮盘，使得紧固螺杆转动，并拉动所述锥头向左运动，使膨胀注浆管膨胀；或者启动液压装置使得紧固螺杆和锥头向左运动，使膨胀注浆管膨胀；
S1403、反方向拧动轮盘卸下紧固螺杆，此时膨胀注浆管安装完成。
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