CN110080796B - 隧道管片修补工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道交通领域，具体公开了隧道管片修补工艺，包括步骤1：支撑槽设置步骤；步骤2：破洞处清理步骤；步骤3：岩层紧固步骤；步骤4：破洞处钢筋焊接步骤；步骤5：防水材料设置以及混凝土注入破洞处的修补步骤。本方案能对隧道管片的破洞处进行修补，且增强破洞处的支撑能力。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通领域，具体涉及隧道管片修补工艺。
背景技术
近年来，随着对基础设施建设投入的加强，城市基础建设事业取得了迅猛发展。在进行道路施工时，道路施工方容易忽略位于地下的轨道交通中隧道的位置，可能会有在钻孔或者竖向打洞时出现将隧道的管片钻穿的情况，管片10处会形成如说明书附图中附图1所示的破洞101，其他相邻区域的管片10局部出现裂缝以及泛碱渗水的情况。
当隧道管片10出现上述情况时，会降低了隧道的服役质量，也给运营安全造成了一定的威胁，所以需要对管片10的破洞101处进行修补，但是如图1所示的管片10出现完全贯穿式的破洞101方式，修补的难度大，难以直接从管片10的内壁对破洞101处进行修补，从管片10的内部对破洞101处进行修补，修补处附着在隧道的内壁上，修补处承受来外界的压力非常的大，如果修补后破洞101处的强度低，极其容易出现二次破损和二次渗水的情况，会影响破洞101周边的隧道管片10的强度。
发明内容
本发明意在提供一种增大管片破洞处支撑能力的隧道管片修补工艺。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：隧道管片修补工艺，包括以下步骤：
步骤1：药卷锚杆设置有垫板的一端由管片内向破洞外伸出，转动药卷锚杆在四周的岩石上掏设支撑槽；
步骤2：通过管片的破洞处清理泥土和沙石；
步骤3：在破洞处和支撑槽四周的岩层上喷涂混凝土，对岩层进行紧固；向支撑槽内嵌入钢架，钢架的四周与管片的外侧相抵，且钢架与垫板靠近管片的一侧焊接；然后向钢架上喷涂混凝土，同时转动药卷锚杆上的锚杆；
步骤4：清理管片破洞处的岩石和泥土，对管片的破洞处进行植入钢筋或者对折断的钢筋整理，然后将钢筋焊接成网状；
步骤5：在管片破洞的断面处设置防水材料，同时在管片的破洞处设置注浆管，然后注浆管将混凝土注入到破洞处，管片破洞的断面处与破洞内的混凝土粘结。
基础方案的原理及其优点：1、步骤1中，药卷锚杆穿过破洞后转动，转动的过程中能在岩石上掏设支撑槽，便于在后续的步骤3中将钢架安装到支撑槽内，为破洞处的修复和补强做准备；2、步骤2中对管片破洞处的泥土和沙石进行清理，便于在步骤3中喷涂混凝土，对支撑槽的内壁进行加固，也便于在步骤3中将钢架安装到支撑槽中，且便于进行焊接加工；3、步骤3中，在破洞处和支撑槽四周进行混凝土的喷涂，混凝土凝固后能对打洞处和支撑槽的泥土和沙石等进行粘接，对四周的泥沙进行紧固，进而让支撑槽内呈光滑无泥沙的状态，便于后续将钢架安装到支撑槽内；然后向支撑槽内安装钢架，钢架分布在支撑槽内的同时与垫板焊接，垫板将钢架固定在支撑槽内，且钢架与管片的外侧相抵，钢架和垫板能对管片破洞处起到阻隔泥沙和隔绝渗水的作用，同时对管片破洞处起到稳定支撑的作用；然后向钢架上喷涂混凝土，混凝土快速的粘附到垫板和钢架上，转动锚杆的过程中，锚杆带动垫片轻微震动，将混凝土进行密实，让混凝土充分的附着到垫板和钢架的各处，让钢架和垫板被充分的固定在管片的外侧；4、步骤4中，对管片破洞处折断的钢筋进行整理焊接，若管片破洞处没有钢架就进行植入钢筋且对植入的钢架进行焊接，通过以上两种方式焊接的钢筋形成覆盖管片破洞处的网状，网状的钢筋设置能对管片的破洞处进行加固，增强管片破洞处的支撑强度；5、步骤5中，管片破洞的断面处设置防水材料，是对管片破洞的端面处进行防水处理；同时便于注浆管在注入混凝土后与破洞断面处的防水材料粘结，位于破洞处混凝土能将整个破洞封闭，实现了管片破洞处的修复。
综上所述，本修补工艺中涉及到管片破洞处的双重加固和双重防渗水，具体为药卷锚杆和钢架能对管片破洞处的外侧进行覆盖加固，同时在钢架处喷涂混凝土，起到防止渗水的作用；同时在管片的破洞处对网状的钢筋进行修复，且在管片破洞的断面处设置防水材料，再使用混凝土填充密实，实现第二层的加固和防渗水的作用。
进一步，还包括步骤5完成后的步骤6，步骤6：在隧道的内壁同轴安装有若干弧形的钢板，若干钢板拼合成环状的钢环板，钢环板的外壁与隧道的内壁贴合，且钢环板覆盖管道的破洞处。
在隧道内安装在若干弧形的钢板，且钢板可以拼合为钢环板，钢环板呈环状且同轴安装在隧道内，钢环板覆盖管片的破洞处后，钢环板能对管片的破洞处进行进一步的支撑，且确保管片的破洞处不会出现二次破洞的情况；当钢环板受到来自管片破洞处的压力时，环状的钢环板能该压力分散到钢环板的各处，钢环板能将压力传递至隧道内壁的各处，实现压力的分解和传递，减小管片的破洞处受到的压力。
进一步，步骤6中，钢板的厚度为20mm，且钢板与钢板之间通过密封胶密封连接。
钢板的厚度设置为20mm，进而整个钢环板的厚度也为20mm，该厚度能够充分的承受破洞处受到的压力；采用密封胶对若干钢板进行粘接，能有效的将钢板粘接在隧道内，且能依次将钢板组装成钢环板，实现对隧道的均匀支撑。
进一步，步骤6中，钢环板与管片采用化学锚栓锚固，且钢环板与隧道内壁之间填充有液态的环氧树脂。
在钢环板与隧道内壁之间填充环氧树脂，为了将钢环板与隧道内粘结在一起，让钢环板与隧道处于持续贴合的状态，特别是当钢环板受到不均衡的力时，钢环板能快速的将压力传递至隧道内壁上，让受力更加均匀，且实现对隧道内壁的稳定支撑。
进一步，待步骤5中，管片破洞处的混凝土凝结后，在隧道内壁上涂覆防水材料，且步骤5中的防水材料均为水泥基渗透结晶型防水涂料。
防水材料涂覆在隧道内壁上以后，对隧道的内壁进行防水处理，同时这里的防水材料为水泥基渗透结晶型防水涂料，当在步骤5中将水泥基渗透结晶型防水涂料涂覆到管片破洞的断面处上后，在将混凝土注入到破洞处后，水泥基渗透结晶型防水涂料形成的涂层的表面与混凝土会反应，让混凝土与水泥基渗透结晶型防水涂料形成的涂层沾粘，实现对破洞断面处进行全面的防水处理。
进一步，步骤5中的防水材料在使用时，涂覆用量为2.0kg/m2。
通过防水材料每平方米的涂敷量来控制防水材料涂覆的厚度，让破洞断面处以及隧道的内壁上的防水材料的涂层能够有效的起到防止渗水的作用，且涂层的厚度也适宜。
进一步，混凝土为C50微膨胀混凝土，C50微膨胀混凝土的抗渗等级P12，且其氯离子扩散系数≤3*10-12m2/s。
对混凝土的参数进行限定，将混凝土的抗渗等级限定为P12是为了让位于支撑槽和破洞处的混凝土凝固后均能够达到防止渗水的目的，加强整个隧道防渗水的能力。
进一步，步骤3中，在钢架与管片之间设有防水层，防水层的一端与管片的外侧粘附，防水层的另一端与支撑槽处的岩层壁粘附，且防水层与钢架贴合。
防水层设置在支撑槽内壁和管片外侧的过渡处，当支撑槽侧壁的岩石有水渗出时，防水层能对水进行阻挡，避免水直接与管片的破洞处接触，实现对管片破洞处的进一步防水。
进一步，防水层粘附岩层和管片的过渡处形成空腔，在空腔中填充密封胶。
防水层在粘附管片和支撑槽的内壁时，支撑槽内壁和管片外侧的过渡处容易形成空腔，该空腔如果不用密封胶填充容易有渗水堆积在空腔内，对防水层的粘附能力有影响，进而防水层容易脱离支撑槽内壁和管片外侧，长期下去会导致防水层的方式失效；采用密封胶进行填充后，水不会直接与防水层接触，能有效的延长防水层的防止渗水的周期。
进一步，防水层为双面密封胶粘带，且双面密封胶粘带粘附到岩层和管片上后，使用水泥钉将双面密封胶粘带固定在岩层和管片上。
防水层的双面均具有粘性，便于对安装到支撑槽内的钢架进行粘连，便于对钢架进行固定；同时使用水泥钉对双面密封胶粘带进行固定，让双面密封胶粘带安装到支撑槽内壁和管片外侧上时，不仅仅只靠双面密封胶粘带的粘性，水泥钉能对双面密封胶粘带进一步固定，让双面密封胶粘带不易从支撑槽内壁和管片外侧上脱落。
附图说明
图1为本发明背景技术中隧道管片破洞处的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中隧道管片破洞处修补后的结构放大图；
图3为图2中管片破洞处修补时的放大图；
图4为图3中A处的放大图；
图5为钢环板安装到管片上时化学锚栓处的局部放大剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：管片10、破洞101、支撑槽102、药卷锚杆20、钢架201、钢筋网202、喷射混凝土30、注浆管40、遇水膨胀止水胶401、钢环板50、化学锚栓501、微膨胀混凝土502、双面密封胶粘带60、水泥钉601、密封胶602、钢板压条603、XYPEX涂料70。
实施例中的隧道管片修补工艺基本如附图2、附图3、附图4和附图5所示，且具体的修补步骤如下：
步骤1：对图1中管片10的破洞101处进行查验，测量出破洞101处的破损尺寸和破损深度等参数，同时检查隧道管片10上的防水基层进行情况检查，经过查验后发现整个打洞通道竖直位于管片10的上方，可以得知此破洞101在管片10横截面的右上角处，且破洞101占据的扇形圆心角达到了30°，同时测得该破洞101的横向的宽度达到了1.5m，长度达到了2.7m。
步骤2：准备一个药卷锚杆20，药卷锚杆20的直径为22mm，长为3m，药卷锚杆20的上端为垫片，药卷锚杆20的下端为杆体，且宽度为0.4m；药卷锚杆20垫片的一端由破洞101处向隧道外伸出，然后转动药卷锚杆20，药卷锚杆20上的垫片沿管片10外侧向两侧掏设支撑槽102，支撑槽102的厚度为500mm，支撑槽102左侧与破洞101处左侧相距300mm，支撑槽102右侧与破洞101处右侧相距300mm。
步骤3：通过管片10的破洞101处清理泥土和沙石；
步骤4：在破洞101处和支撑槽102四周的岩层上喷涂C25喷射混凝土30，对岩层进行紧固；向支撑槽102内嵌入型号为20a的工字钢架201，工字钢架201与药卷锚杆20的锚杆末端的环向孔边焊接，工字钢架201间采用钢筋型号为20的钢筋网202连接，钢筋网202长度为400mm，钢筋网202的左右两端与药卷锚杆20的锚管的纵向孔边焊接；在工字钢架201与管片10之间设有防水层，防水层为双面密封胶粘带60，防水层的一端与管片10的外侧粘附，防水层的另一端与支撑槽102处的岩层壁粘附，且双面密封胶粘带60粘附到岩层和管片10上后，使用水泥钉601通过钢板压条603将双面密封胶粘带60固定在岩层和管片10上，且双面密封胶602粘与工字钢架201贴合，双面密封胶602粘粘附岩层和管片10的过渡处形成空腔，在空腔中填充密封胶602；然后工字钢架201和钢筋网202上喷涂C25喷射混凝土30，C25喷射混凝土30凝结在工字钢架201和钢筋网202上形成护拱骨架。
步骤5：凿除管片10破洞101处的残渣，使管片10露出原有的钢筋，对原有的钢筋进行整理，然后对部分折断钢筋进行焊接，焊接后的钢筋呈网状；若管片10的破洞101处无钢筋，则采用植筋连接，植入的钢筋参数与原有的钢筋相同；然后在管片10破洞101的断面处喷涂XYPEX涂料70，且涂覆用量为2.0kg/m2；
步骤6：然后如图3所示，在破洞101处的左右两侧预留注浆管40和与单个注浆管40喷出口相邻设置的两个遇水膨胀止水胶401，其遇水膨胀止水胶401为PN遇水膨胀止水条，安装注浆管40的施工缝表面应坚实、基本平整，不得有浮浆、油污、疏松、空洞、碎石团等，否则应予以清除，必要时可用防水砂浆修补；注浆管40将浇筑混凝土注入到破洞101处，浇筑混凝土与管片10破洞101的断面处的XYPEX涂料70粘结，浇筑混凝土对破洞101处进行封闭密实，其中浇筑混凝土为C50微膨胀混凝土502，该C50微膨胀混凝土502的抗渗等级P12，且其氯离子扩散系数≤3*10-12m2/s。
步骤7：在隧道的内壁同轴安装有若干弧形的钢板，若干钢板拼合成环状的钢环板50，钢环板50的外壁与隧道的内壁贴合，且钢环板50覆盖管道的破洞101处；钢板的厚度20mm，钢板与钢板之间通过密封胶602密封连接，如图5所示，钢环板50与管片10采用化学锚栓501锚固，钢环板50与管片10之间压注环氧树脂浆液填充密实。
Claims (10)
1.隧道管片修补工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：药卷锚杆设置有垫板的一端由管片内向破洞外伸出，转动药卷锚杆在四周的岩石上掏设支撑槽；
步骤2：通过管片的破洞处清理泥土和沙石；
步骤3：在破洞处和支撑槽四周的岩层上喷涂混凝土，对岩层进行紧固；向支撑槽内嵌入钢架，钢架的四周与管片的外侧相抵，且钢架与垫板靠近管片的一侧焊接；然后向钢架上喷涂混凝土，同时转动药卷锚杆上的锚杆；
步骤4：清理管片破洞处的岩石和泥土，对管片的破洞处进行植入钢筋或者对折断的钢筋整理，然后将钢筋焊接成网状；
步骤5：在管片破洞的断面处设置防水材料，同时在管片的破洞处设置注浆管，然后注浆管将混凝土注入到破洞处，管片破洞的断面处与破洞内的混凝土粘结。
2.根据权利要求1所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，还包括步骤5完成后的步骤6，步骤6：在隧道的内壁同轴安装有若干弧形的钢板，若干钢板拼合成环状的钢环板，钢环板的外壁与隧道的内壁贴合，且钢环板覆盖管道的破洞处。
3.根据权利要求2所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述步骤6中，钢板的厚度为20mm，且钢板与钢板之间通过密封胶密封连接。
4.根据权利要求3所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述步骤6中，钢环板与管片采用化学锚栓锚固，且钢环板与隧道内壁之间填充有液态的环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，待步骤5中，管片破洞处的混凝土凝结后，在隧道内壁上涂覆防水材料，且步骤5中的防水材料均为水泥基渗透结晶型防水涂料。
6.根据权利要求5所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述步骤5中的防水材料在使用时，涂覆用量为2.0kg/m2。
7.根据权利要求1所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述混凝土为C50微膨胀混凝土，C50微膨胀混凝土的抗渗等级P12，且其氯离子扩散系数≤3*10-12m2/s。
8.根据权利要求7所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述步骤3中，在钢架与管片之间设有防水层，防水层的一端与管片的外侧粘附，防水层的另一端与支撑槽处的岩层壁粘附，且防水层与钢架贴合。
9.根据权利要求8所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述防水层粘附岩层和管片的过渡处形成空腔，在空腔中填充密封胶。
10.根据权利要求9所述的隧道管片修补工艺，其特征在于，所述防水层为双面密封胶粘带，且双面密封胶粘带粘附到岩层和管片上后，使用水泥钉将双面密封胶粘带固定在岩层和管片上。
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