CN109681235A - 一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法，包括以下步骤：a、探明空腔或脱空的情况；b、在拟定空腔或不密实部位确定小导管注浆区域，挖凿二衬砼；c、在二衬砼布设钻孔并安装注浆管；d、采用第一浆料进行低压灌注，e、采用第二浆料高压注浆，f、第二次注浆初凝后，进行检测及校验；g、待第二浆料初凝后，采用第三浆料高压注浆；h、贴补二衬砼内的防水板；i、防水板全部施工一层密封贴；j、将二衬砼的内侧面布设锚钉；k、清洗防水板，l、布设钢筋网；m、筑模重筑；n、斜钢模拆除，切割及修饰。本发明可有效解决结构安全、防排水、隧道建筑美观问题；主要通过地质雷达配合地质锤进行检测，界定处理需处理范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法。
背景技术
随着我国交通迅速发展，各类道路里程不断增加，新建开工及已建成的各类隧道数量也逐年增加，各种隧道病害或缺陷影响隧道的安全，特别是常见围岩较差段落隧道衬砌二衬衬砌空腔病害或不密实缺陷。隧道防护一般包括三层，从内而外为初期支护层、隔水层及二次衬砌层，隔水层多采用防水板。但因各种原因，新建隧道二次衬砌层拆除后，经地质雷达检测发现初支背后回填不密实、回填脱空甚至大空腔，并造成二衬开裂、渗水、掉块等病害，影响隧道使用安全、排水及美观，因此交通质量主管部门及规范均要求进行修复，并对修复加固后结构安全性及使用耐久性进行评估。
新建或已建隧道，在围岩较差段落，主要为IV和V级围岩的衬砌初支背后回填不密实、回填脱空甚至空腔病害或缺陷，必须查清原因，采用相应方法进行处理。而目前多数修复仅针对表观裂缝等进行修复，表层混凝土简单修复，对于隧道整体结构稳定及防水系统并没有起到关键性作用，可能引发后期支护掉块甚至支护变形等后果。
中国专利号为CN 104033164A的文献中公开了对隧道内拱的脱空及渗水害进行修复的方法，但该方法主要利用直径12mm小钻孔及开条型槽，高强度发泡型树脂为注浆材料，对脱空进行固定强化，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。该方法主要缺点高强度发泡型树脂粘度达200±65Pa·s，注入5分钟后完全固化，10分钟后达到最终强度，12mm小钻孔及3mm条型槽孔下，注浆效果差，加上高强度发泡型树脂强度较小，无法IV和V级围岩区初支要求强度要求；而且，大量12mm小钻孔及3mm条型槽孔，使二衬及防水层遭到破坏，降低二衬强度，形成人为渗水通道。
该方法仅用于隧道IV和V级围岩区初支背后回填不密实、回填脱空甚至大空腔的处治，可有效解决结构安全、防排水等问题。但对于大面积初支问题且存在二衬厚度不足引起结构安全性问题，需另考虑工程加固措施。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法。
本发明是通过如下方式实现的：
一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、利用地质雷达配合相应频率天线探明空腔或脱空的情况，检测隧道二次衬砌及初期支护的空腔或不密实范围及位置，配合地质锤轻敲击回声，在二次衬砌的表面详细标记空腔或不密实部位的轮廊线；
b、在拟定空腔或不密实部位确定小导管注浆区域，挖凿40×40cm的二衬砼，二衬砼与空腔或不密实部位相通，注意不要破坏防水板；
c、在空腔或不密实注浆范围挖凿40×40cm的二衬砼按等边三角形布设钻孔并安装注浆管，预留1个孔为排气孔，注浆管采用Φ50mm钢花管；
d、先采用清水试注，并确定是否可注满、空腔或不密实部位通道大小及注浆量的多少；如空腔或不密实部位的孔隙较大，水位无法上升，则待水干后，采用第一浆料进行低压灌注，注浆压力小于0.2MPa；
e、第一浆料初凝并堵截脱空的空腔及不密实体后，采用第二浆料高压注浆，注浆压力0.4～0.6MPa；
f、第二次注浆初凝后，采用探测雷达结合地质锤，对空腔及不密实部位进行检测及校验，如不密实二次劈裂注浆，并利用其余注浆孔或排气孔进行补浆直至填充实密实；
g、由于第二浆料凝结收缩，注浆体将与二次衬砌及初期支护间形成小脱空，增加初期支护的结构自重，不利于初期支护的稳定；待第二浆料初凝后，采用第三浆料高压注浆，注浆压力0.5～1.0MPa；
h、用一块比二衬砼小的防水板进行贴补二衬砼内的防水板，贴补前应处理尖锐突出物，或采用砂浆抹平，以防其戳破新防水板；
i、防水板修复后为确保不渗漏或刺破渗水，全部施工一层密封贴；
j、将二衬砼的内侧面凿成凹凸差不小于0.6mm的粗糙面，布设锚钉钻孔，孔深15～25cm，直径25～32mm，清孔注入植筋胶，并植入除锈的Φ18～25mm锚钉，植入深度15cm，要求结合力大于40KN；
k、清洗防水板，全面密封贴防水，防局部破损；
l、二衬砼内侧面清洗干净，均匀涂刷界面剂，布设钢筋网，确保锚钉与其焊接牢靠；
m、筑模重筑：采用C30自密实细粒微膨胀混凝土筑模重筑二次衬砌；
n、斜钢模拆除，切割及修饰。
进一步地，所述第一浆料为掺10％～15％水玻璃的C30水泥砂浆；所述第二浆料为C30纯水泥浆；第三浆料为XHD-D预应力管道压浆剂和C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆的混合物，所述XHD-D预应力管道压浆剂掺入量占C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆的8～12％，C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆由水泥：砂：碎石：水按1:1.94:3.16:0.48的质量比混合。
本发明的有益效果在于：能处理IV和V级围岩的衬砌初支背后回填不密实、回填脱空甚至空腔病害或缺陷，可有效解决结构安全、防排水、隧道建筑美观等问题；主要通过地质雷达及地质独到检测，界定处理需处理范围；通过挖凿处理范围上部40×40cm的二衬砼，设3个孔小导管注浆，注浆采用注水试验、三次不同材料不同压力注浆及补浆，并通过再次检测确认脱空处理效果；挖凿处理二衬砼修复及双层防水保护，确保修复后不渗水；通过C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥浆高压注浆，使注浆体与二衬、初支及岩体形成有强度的整体；挖凿处理处通过C30自密实细粒微膨胀混凝土修复，无需振动，快速成型，强度满足要求；通过二次边界修复，使隧道二衬外观优美。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1本发明结构示意图；
图2本发明注浆管布局图；
图标：1-初期支护；2-防水板；3-二次衬砌；4-二衬砼；5-注浆管；6-锚钉；7-钢筋网。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法，如图1、图2所示：包括以下步骤：
a、利用地质雷达配合相应频率天线探明空腔或脱空的情况，地质雷达的型号为TSP203或TSP203A；检测隧道二次衬砌3及初期支护1的空腔或不密实范围及位置，配合地质锤轻敲击回声，在二次衬砌3的表面详细标记空腔或不密实部位的轮廊线；
b、在拟定空腔或不密实部位确定小导管注浆区域，挖凿40×40cm的二衬砼4，二衬砼4与空腔或不密实部位相通，注意不要破坏防水板2；
c、在空腔或不密实注浆范围挖凿40×40cm的二衬砼4按等边三角形布设钻孔并安装注浆管5，预留1个孔为排气孔，注浆管5采用Φ50mm钢花管；
d、先采用清水试注，并确定是否可注满、空腔或不密实部位通道大小及注浆量的多少；如空腔或不密实部位的孔隙较大，水位无法上升，则待水干后，采用第一浆料进行低压灌注，注浆压力小于0.2MPa；
e、第一浆料初凝并堵截脱空的空腔及不密实体后，采用第二浆料高压注浆，注浆压力0.4～0.6MPa；
f、第二次注浆初凝后，采用探测雷达结合地质锤，对空腔及不密实部位进行检测及校验，如不密实二次劈裂注浆，并利用其余注浆孔或排气孔进行补浆直至填充实密实；
g、由于第二浆料凝结收缩，注浆体将与二次衬砌3及初期支护1间形成小脱空，增加初期支护1的结构自重，不利于初期支护1的稳定；待第二浆料初凝后，采用第三浆料高压注浆，注浆压力0.5～1.0MPa；
h、用一块比二衬砼4小的防水板进行贴补二衬砼4内的防水板，贴补前应处理尖锐突出物，或采用砂浆抹平，以防其戳破新防水板；
i、防水板修复后为确保不渗漏或刺破渗水，全部施工一层密封贴；
j、将二衬砼4的内侧面凿成凹凸差不小于0.6mm的粗糙面，布设锚钉钻孔，孔深15～25cm，直径25～32mm，清孔注入植筋胶，并植入除锈的Φ18～25mm锚钉6，植入深度15cm，要求结合力大于40KN；
k、清洗防水板2，全面密封贴防水，防局部破损；
l、二衬砼4内侧面清洗干净，均匀涂刷界面剂，布设钢筋网7，确保锚钉6与其焊接牢靠；
m、筑模重筑：采用C30自密实细粒微膨胀混凝土筑模重筑二次衬砌3；
n、斜钢模拆除，切割及修饰。
本实施例中，所述第一浆料为掺10％～15％水玻璃的C30水泥砂浆；所述第二浆料为C30纯水泥浆；第三浆料为XHD-D预应力管道压浆剂和C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆的混合物，所述XHD-D预应力管道压浆剂掺入量占C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆的8～12％，C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆由水泥：砂：碎石：水按1:1.94:3.16:0.48的质量比混合。
本发明的C30自密实细粒微膨胀混凝土：
C30自密实细粒微膨胀混凝土：材料采用XHD-D预应力管道压浆剂，其优点在于：无需振动自密，强度高，不泌水、不分层；耐久性好，无机灌浆材料，不存在老化，对钢筋无锈蚀，耐久坚固；饱满旱强、微膨胀等，利于病害修复；与侧面原混凝土粘结牢固；使用方便，8～12％压浆剂掺入普通水泥、碎石拌制成微膨胀混凝土，即可使用。
本实施修复过程后注意恢复外观装饰；修复施工时隧道二衬施工由于模板拼接不平顺，新旧接口存在错台现象导致二衬砼存在错台现象；在不影响钢筋保护层的情况下，及时采用打磨机在一定有效范围内对二衬错台进行打磨处理，保证外观符合要求。
本发明能处理IV和V级围岩的衬砌初支背后回填不密实、回填脱空甚至空腔病害或缺陷，可有效解决结构安全、防排水、隧道建筑美观等问题；主要通过地质雷达及地质独到检测，界定处理需处理范围；通过挖凿处理范围上部40×40cm的二衬砼4，设3个孔小导管注浆，注浆采用注水试验、三次不同材料不同压力注浆及补浆，并通过再次检测确认脱空处理效果；挖凿处理二衬砼修复及双层防水保护，确保修复后不渗水；通过C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥浆高压注浆，使注浆体与二衬、初支及岩体形成有强度的整体；挖凿处理处通过C30自密实细粒微膨胀混凝土修复，无需振动，快速成型，强度满足要求；通过二次边界修复，使隧道二衬外观优美。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、利用地质雷达配合相应频率天线探明空腔或脱空的情况，检测隧道二次衬砌(3)及初期支护(1)的空腔或不密实范围及位置，配合地质锤轻敲击回声，在二次衬砌(3)的表面详细标记空腔或不密实部位的轮廊线；
b、在拟定空腔或不密实部位确定小导管注浆区域，挖凿40×40cm的二衬砼(4)，二衬砼(4)与空腔或不密实部位相通，注意不要破坏防水板(2)；
c、在空腔或不密实注浆范围挖凿40×40cm的二衬砼(4)按等边三角形布设钻孔并安装注浆管(5)，预留1个孔为排气孔，注浆管(5)采用Φ50mm钢花管；
d、先采用清水试注，并确定是否可注满、空腔或不密实部位通道大小及注浆量的多少；如空腔或不密实部位的孔隙较大，水位无法上升，则待水干后，采用第一浆料进行低压灌注，注浆压力小于0.2MPa；
e、第一浆料初凝并堵截脱空的空腔及不密实体后，采用第二浆料高压注浆，注浆压力0.4～0.6MPa；
f、第二次注浆初凝后，采用探测雷达结合地质锤，对空腔及不密实部位进行检测及校验，如不密实二次劈裂注浆，并利用其余注浆孔或排气孔进行补浆直至填充实密实；
g、由于第二浆料凝结收缩，注浆体将与二次衬砌(3)及初期支护(1)间形成小脱空，增加初期支护(1)的结构自重，不利于初期支护(1)的稳定；待第二浆料初凝后，采用第三浆料高压注浆，注浆压力0.5～1.0MPa；
h、用一块比二衬砼(4)小的防水板进行贴补二衬砼(4)内的防水板，贴补前应处理尖锐突出物，或采用砂浆抹平，以防其戳破新防水板；
i、防水板修复后为确保不渗漏或刺破渗水，全部施工一层密封贴；
j、将二衬砼(4)的内侧面凿成凹凸差不小于0.6mm的粗糙面，布设锚钉钻孔，孔深15～25cm，直径25～32mm，清孔注入植筋胶，并植入除锈的Φ18～25mm锚钉(6)，植入深度15cm，要求结合力大于40KN；
k、清洗防水板(2)，全面密封贴防水，防局部破损；
l、二衬砼(4)内侧面清洗干净，均匀涂刷界面剂，布设钢筋网(7)，确保锚钉(6)与其焊接牢靠；
m、筑模重筑：采用C30自密实细粒微膨胀混凝土筑模重筑二次衬砌(3)；
n、斜钢模拆除，切割及修饰。
2.根据权利要求1所述的一种对围岩较差公路隧道衬砌空腔的修复方法，其特征在于：所述第一浆料为掺10％～15％水玻璃的C30水泥砂浆；所述第二浆料为C30纯水泥浆；第三浆料为XHD-D预应力管道压浆剂和C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆的混合物，所述XHD-D预应力管道压浆剂掺入量占C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆的8～12％，C30自密实细粒微膨胀混凝土水泥砂浆由水泥：砂：碎石：水按1:1.94:3.16:0.48的质量比混合。
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