CN111927494A - 一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，具体为：判断道床和排水沟的病害程度，病害程度包括严重病害和一般病害，若病害程度为一般病害，则凿除松散结构，在道床和排水沟按梅花桩型布设注浆孔，向道床和排水沟上的注浆孔注浆，若病害程度为严重病害，则凿除松散结构，道床上清理出的空间填入稀快硬浇注料，排水沟上清理出的空间用PVC半管和双快水泥塑形，在道床的道心间隔开设若干个浇注孔，在排水间隔布设注浆孔，向浇注孔先后灌入稀快硬浇注料和稠快硬浇注料，然后向注浆孔内灌注环氧树脂浆液。与现有技术相比，本发明具有节省人力物力、施工效率高和不影响运营等优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其是涉及一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法。
背景技术
地铁线路在我国城市交通中日益普及，隧道铁路数量众多，隧道铁路的道床随着运营时间的推移、列车载荷以及地下水的影响会出现诸多病害，例如排水沟自身开裂碎裂、排水沟与整体道床或管片结合部位开裂、整体道床结构以及道床与隧道管片拱底块脱离，病害发生至一定程度可导致轨枕脱离道床、整体道床断裂，危及列车安全。因此需要对道床以及排水沟进行补强。
现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN03113804.7提出了一种隧道结构止水补强加固施工方法，具体为：加固段以孔距0.5m～4.0m范围内钻注浆孔，孔穿过道床入二衬砼，分两次序以上分别对孔注浆、植筋，每批注浆过程先水泥浆液注浆再环氧材料注浆、植筋，再注水泥浆液及环氧材料浆液、待凝、饰面修复，可在短时间内完成加固施工，并能立即承受列车震动，节约投资，确保地铁的正常营运。
但该专利存在以下问题：
一是该专利所注水泥浆为普通水泥，无骨料，养护周期长，且抗压强度只能达到C35左右；
二是水泥浆液非自流平材料，不能自行完成对地下吊空位置的满灌和密实状态；
三是环氧材料在隧道底部低温条件下不能有效快速凝固，在短暂施工天窗期不能快速形成对道床的支撑加固及承受震动和挤压。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，具体为：
判断道床和排水沟的病害程度，病害程度包括严重病害和一般病害，
若病害程度为一般病害，则用电凿凿除道床以及排水沟表面松散结构，用漆刷将表面浮尘扫清并用清水冲洗表面，采用双快水泥涂抹表面以密封裂缝，在道床和排水沟按梅花桩型布设注浆孔，配制环氧树脂浆液，采用手动注浆泵向道床上的注浆孔注浆，手动注浆泵便于控制注浆量，采用电动注浆泵向排水沟上的注浆孔注浆；
若病害程度为严重病害，则用电凿凿除道床以及排水沟表面失效的松散结构，用漆刷将表面浮尘扫清并用清水冲洗表面，确保原结构密实，配置环氧树脂浆液、稀快硬浇注料和稠快硬浇注料，所述的道床上清理出的空间填入稀快硬浇注料，所述的排水沟上清理出的空间用PVC半管和双快水泥塑形，恢复排水功能，在道床的道心间隔开设若干个浇注孔，用金刚石钻孔机取芯，在排水间隔布设注浆孔；向浇注孔先后灌入稀快硬浇注料和稠快硬浇注料，然后用电动注浆泵向注浆孔内灌注环氧树脂浆液；
其中，病害程度的判断过程为：
使用大功率电锤在道床的道心间隔开设若干个探孔，观察探孔内部以及排水沟，若满足以下条件则判断病害程度为严重病害：
道床与隧道底部脱离距离大于探孔深度的10％，排水沟自身开裂碎裂或其与道床以及隧道结合部位开裂和渗漏水；
否则，判断病害程度为一般病害，若探孔内的未见病害则用双快水泥或环氧树脂浆液封孔，否则直接在探孔上开设注浆孔。
进一步地，向注浆孔注入环氧树脂浆液的具体过程为：
在道床上的每个注浆孔内插入2根连接管，分别作为注浆管和出浆管，用双快水泥封堵注浆孔并喷水养护，在排水沟上的每个注浆孔上埋设注浆嘴，采用手动注浆泵向注浆管内注浆，待出浆管出浆后将出浆管对折并扎紧，摒浆后停止注浆，将注浆管对折并扎紧，摒浆是指在注浆注满后，保持一段时间的注浆压力，压力不再变化，预示浆液不再渗入即此注浆孔已经完全注满；
用电动注浆泵向注浆嘴注浆。
进一步地，所述的连接管包括通过铁丝绑扎在一起的的铝管和增强管，所述的铝管位于道床表面以下，所述的增强管位于道床表面以上，插入每个注浆孔内2根连接管长度不相同，其中长的连接管作为注浆管，短的连接管作为出浆管。
进一步地，在开浇注孔时再开1个泄水泄气孔，所述的泄水泄气孔开在靠近最后一个浇注孔的位置，所述的泄气孔可以排出道床吊空位置的空气和废水，有利于浇注料的快速流动及填充。
进一步地，在向注浆孔注浆前先向注浆孔内注入清洗剂，若周边有漏浆现象则用双快水泥封堵漏浆处。
进一步地，所述的环氧树脂浆液按A:B＝3：1的比例配制，所述的稀快硬浇注料和稠快硬浇注料的水灰比分别为1:8和1:4。
进一步地，所述的探孔的深度bd的计算公式为：
其中r为隧道截面半径，其中ac为道床1道心到排水沟7与隧道连接处的距离，bc为道心到开孔点的距离。
进一步地，从隧道的低处向高处进行向注浆孔内注浆以及向浇注孔内灌料的过程，因为地铁隧道区间中间的位置是隧道的最低点，所述的隧道高低起伏，补强作业范围内也有高低差，所以灌注流体必须由低及高，保证浇注料满灌。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
(1)本发明通过开设探孔的方式确认排水沟和道床的病害程度，针对不同病害程度进行对应的补强措施，一般病害时在排水沟和道床上开设注浆孔，利用环氧树脂浆液的高渗透性对水泥类材料无法填充的细小裂缝进行渗透和粘结加固，保证在大面积灌注环氧树脂浆液时凝固速度快，强度满足快速交通的需求，环氧树脂浆液在有水、和泥沙界面能形成有效粘结，强度高，严重病害时在道床和排水沟上分别对应开设浇注孔和注浆孔，分别注入快硬浇注料和环氧树脂浆液，其中向浇注孔先后灌入稀快硬浇注料和稠快硬浇注料，稀快硬浇注料快速均匀扩散，便于引导稠浇注料扩散，到达道床下的吊空位置，达到填密填实空洞的目的，快硬浇注料能快速到达高抗压强度，整个补强过程不需要对地铁隧道进行大开挖和停运，节省人力物力，利用运营线路的短暂施工天窗期完成道床和隧道底部脱离吊空的修复任务，实现快速交通，不影响运营，能快速填充均衡及自行密实，操作简单；
(2)本发明在道床上的每个注浆孔内插入2根连接管，分别作为注浆管和出浆管，保证注浆孔内完全注浆；
(3)本发明将铝管和增强管绑扎在一起，构成连接管，铝管位于道床表面以下，增强管位于道床表面以上，增强管便于和注浆泵的注浆端口紧密连接，便于拆装、结扎和割除，位于道床下的铝管经水泥封堵后将永久性地留在道床内，铝管为刚性材料，保证道床的强度；
(4)本发明在每个注浆孔内插入2根长度不相同的连接管，其中长的连接管作为注浆管，短的连接管作为出浆管，便于区分和操作；
(5)本发明在开浇注孔时再开1个泄水泄气孔，泄水泄气孔开在靠近最后一个浇注孔的位置，泄水泄气孔排出道床吊空位置的空气和废水，有利于浇注料的快速流动及填充；
(6)本发明在向注浆孔注浆前先向注浆孔内注入清洗剂，若周边有漏浆现象则用双快水泥封堵漏浆处，避免漏浆；
(7)本发明向注浆孔内注浆以及向浇注孔内灌料的过程由地铁隧道的低处向高处进行，保证浇注料满灌。
附图说明
图1为探孔位置示意图；
图2为注浆孔位置示意图；
图3为浇注孔位置示意图；
图4为圆形隧道的截面图；
图5为本发明的方法流程图；
图6为探孔深度示意图；
图中标号说明：
1.道床，2.探孔，3.钢轨，4.轨枕，5.注浆孔，6.浇注孔，7.排水沟。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，如图5，具体为：
判断道床1和排水沟7的病害程度，病害程度包括严重病害和一般病害；
病害程度的判断过程为：如图1和图4，道床1、轨枕4和钢轨3依次设置，使用大功率电锤在轨枕4之间道床1的道心间隔开设若干个探孔2，相邻两个探孔2之间的间距D1为1200mm，查阅图纸确定探孔2深度，探孔2底部位于道床1与隧道底部之间，开设探孔2时先算出钻孔位置的深度，圆形隧道的探孔2的深度计算原理如图6所示，已知圆形隧道半径r，o为圆形隧道截面圆心，oa＝od＝r，现场测量获取ac和bc，其中ac为道床1道心到排水沟7与隧道连接处的距离，bc为道心到开孔点的距离，计算探孔2的深度bd，公式为：
在钻头上用红色漆做好标记，控制探孔2深度；观察探孔2以及排水沟7，若满足以下条件则判断病害程度为严重病害：道床1与隧道底部脱离距离大于探孔2深度的10％且排水沟7自身开裂碎裂或其与道床1以及隧道结合部位开裂和渗漏水；否则，判断病害程度为一般病害，最终确定不用注浆的密实的探孔2用双快水泥封孔；
若病害程度为一般病害，则：
用电凿凿除道床1以及排水沟7表面松散结构，用漆刷将表面浮尘扫清并用清水冲洗表面，采用双快水泥涂抹表面以密封裂缝；在道床1和排水沟7按梅花桩型布设注浆孔5；在每个注浆孔5内插入两根长短不一的连接管，长的连接管作为注浆管，短的连接管作为出浆管，用双快水泥封堵注浆孔5并喷水养护，排水沟7埋设注浆嘴；配制环氧树脂浆液，先用清洗剂替代环氧树脂浆液模拟注浆内循环，对注浆泵工况进行判断，若周边有漏浆现象则用双快水泥封堵，然后采用手动注浆泵向道床1上的注浆管注浆，注浆次序由地铁隧道的低位到高位，保证浇注料满灌，注浆压力不得大于0.4MP，待出浆管出浆后将出浆管对折并用铅丝扎紧，摒浆一分钟，停止注浆，将注浆管对折并用铅丝扎紧；道床1注浆完成后，用电动注浆泵向两侧排水沟7上的注浆嘴注浆；环氧树脂浆液按A:B＝3：1的比例进行配制，搅拌均匀，搅拌时间不少于5分钟，将配置好的环氧树脂浆液倒入手动注浆泵，注浆管与注浆泵连接，对道床进行灌浆加固，注浆管与注浆泵的出浆口连接处用铁丝绑扎，并用蛇皮袋覆盖，防止爆浆；每根连接管包括相互连接的铝管和增强管，铝管位于道床1表面以下，增强管位于道床1表面以上，增强管长300mm，铝管长度根据注浆孔5深度确定，如图2，道床1上每排注浆孔5的间距D4为1200mm，每列注浆孔5之间的间距D3为600mm，排水沟7上每排注浆孔5之间的间距D2为1200mm。
若病害程度为严重病害，则：
对排水沟7碎裂、松动处凿除清理，用清水将排水沟7基面冲洗干净，清理出的空间位置填入快硬浇注料，按水灰比1:8配制搅拌均匀，填入并捣振密实，排水沟7处用Ф200mmPVC半管和双快水泥塑形，恢复排水功能，排水沟7坡度不小于千分之三；如图3，在轨枕4之间道床1的道心开浇注孔6，用金刚石钻孔机取芯，取芯间距D5为1200mm，取芯直径为160mm，开浇注孔6时再开一个泄水泄气孔，泄水泄气孔直径为Φ32且开在离最后一个浇注孔6附近位置，在排水间隔布设注浆孔5，间距D6为间距600mm，用Φ14长400mm钻头钻孔；根据观察得到的道床1内实际情况，如有积水应先用大功率吸尘器抽取积水，先向浇注孔6灌入稀快硬浇注料，然后向浇注孔6灌入稠快硬浇注料，并用手持式搅拌器伸入道床1内部搅拌捣振直至填满密实，稀快硬浇注料和稠快硬浇注料的水灰比分别为1:8和1:4，快硬浇注料能够快速凝固，1小时抗压强度达C35，24小时抗压强度达C50，24天后抗压强度高达C80，节约施工时间；然后用电动注浆泵向注浆孔5内灌注环氧树脂。
本实施例提出了一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，整个补强过程不需要对地铁隧道进行大开挖和停运，节省人力物力，利用运营线路的短暂施工天窗期完成道床和隧道底部脱离吊空的修复任务，实现快速交通，不影响运营，能快速填充均衡及自行密实，操作简单。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，具体为：
判断道床和排水沟的病害程度，病害程度包括严重病害和一般病害，
若病害程度为一般病害，则用电凿凿除道床以及排水沟表面松散结构，用漆刷将表面浮尘扫清并用清水冲洗表面，采用双快水泥涂抹表面以密封裂缝，在道床和排水沟按梅花桩型布设注浆孔，配制环氧树脂浆液，采用手动注浆泵向道床上的注浆孔注浆，采用电动注浆泵向排水沟上的注浆孔注浆，
若病害程度为严重病害，则用电凿凿除道床以及排水沟表面松散结构，用漆刷将表面浮尘扫清并用清水冲洗表面，配置环氧树脂浆液、稀快硬浇注料和稠快硬浇注料，所述的道床上清理出的空间填入稀快硬浇注料，所述的排水沟上清理出的空间用PVC半管和双快水泥塑形，恢复排水功能，在道床的道心间隔开设若干个浇注孔，用金刚石钻孔机取芯，在排水间隔布设注浆孔；向浇注孔先后灌入稀快硬浇注料和稠快硬浇注料，然后用电动注浆泵向注浆孔内灌注环氧树脂浆液；
其中，病害程度的判断过程为：
使用大功率电锤在道床的道心间隔开设若干个探孔，观察探孔内部以及排水沟，若满足以下条件则判断病害程度为严重病害：
道床与隧道底部脱离距离大于探孔深度的10％，排水沟自身开裂碎裂或其与道床以及隧道结合部位开裂和渗漏水，
否则，判断病害程度为一般病害。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，向注浆孔注入环氧树脂浆液的具体过程为：
在道床上的每个注浆孔内插入2根连接管，分别作为注浆管和出浆管，用双快水泥封堵注浆孔并喷水养护，在排水沟上的每个注浆孔上埋设注浆嘴，采用手动注浆泵向注浆管内注浆，待出浆管出浆后将出浆管对折并扎紧，摒浆后停止注浆，将注浆管对折并扎紧；
用电动注浆泵向注浆嘴注浆。
3.根据权利要求2所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，所述的连接管包括相互连接的铝管和增强管，所述的铝管位于道床表面以下，所述的增强管位于道床表面以上。
4.根据权利要求2所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，插入每个注浆孔内2根连接管长度不相同，其中长的连接管作为注浆管，短的连接管作为出浆管。
5.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，在开浇注孔时再开1个泄水泄气孔，所述的泄水泄气孔开在靠近最后一个浇注孔的位置。
6.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，在向注浆孔注浆前先向注浆孔内注入清洗剂，若周边有漏浆现象则用双快水泥封堵漏浆处。
7.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，所述的环氧树脂浆液按A:B＝3：1的比例配制。
8.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，所述的稀快硬浇注料和稠快硬浇注料的水灰比分别为1:8和1:4。
9.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，若探孔内的未见病害则用双快水泥或环氧树脂浆液封孔，否则直接在探孔上开设注浆孔。
10.根据权利要求1所述的一种地铁隧道道床及排水沟结构补强方法，其特征在于，向注浆孔内注浆以及向浇注孔内灌料的过程由地铁隧道的低处向高处进行。
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