CN112408908A - 一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，包括高聚物复合注浆材料配制和注浆修复两部分。所述高聚物复合注浆材料配制分A组分和B组分，A组分：将P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥配合自来水按照水灰比0.4:1搅拌混合10‑15min，搅拌过程中缓慢加入2000LM的聚醚多元醇和蓖麻油基聚氧乙烯醚，并且继续搅拌5‑10min；B组分：搅拌异氰酸酯PAPI和HDI，其中PAPI：HDI＝80:20。本发明注浆快速修复技术固化时间短、开放交通速度快、施工便捷、耐久性好、抗渗透性好，可以修复隧道路面隆起和裂缝，防止隧道渗漏水的损害，为隧道路面隆起、开裂、沉降等病害提供了技术支持和保障。

Description

一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，特别涉及一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，以修复富水基岩隧道路面隆起和开裂问题。
背景技术
富水基岩隧道是指隧道洞身通过富水性基岩地段，地下水主要为基岩裂隙水，水位较高，容易形成隧道水病害。由于富水基岩隧道裂隙水发育完全、地质条件极差、围岩呈流动软塑状、施工难度大、风险等级高，为了预防富水基岩隧道施工过程中发生的大变形和坍塌等问题，经常会通过高压旋喷桩加固地基，做好防排水措施如渗水井、集水井等降水措施解决富水基岩隧道水病害。科学统计数据表明：我国隧道中30％以上隧道为富水基岩隧道，其中98％以上的富水基岩隧道运营10-15年后都会出现严重的水病害，导致隧道结构稳定性变差。为了快速修复富水基岩隧道路面隆起、开裂，采用高聚物复合注浆快速修复技术实现病害的修复，延长隧道运营周期和使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，以修复富水基岩隧道路面隆起和开裂问题，所述方法具有处治速度快、效果好、耐久性优良、实用性强的优点。
技术方案如下：
一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，包括高聚物复合注浆材料配制和注浆修复两部分，其中：
所述高聚物复合注浆材料配制：
A组分：将P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥配合水按照水灰比0.4:1搅拌混合10-15min，搅拌过程中缓慢加入2000LM的聚醚多元醇和蓖麻油基聚氧乙烯醚，继续搅拌5-10min；
B组分：搅拌混合异氰酸酯PAPI和HDI，其中PAPI和HDI的质量比为80:20；
按质量份各原料组成为：P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥10份，聚醚多元醇30份，蓖麻油基聚氧乙烯醚13份，异氰酸酯PAPI和HDI共43份。
进一步的，隧道路面隆起修复：在隆起区域周围500-800mm布设梅花注浆孔，注浆孔直径选择80-120mm。
进一步的，隧道路面裂缝修复：在裂缝周围100-200mm布设骑缝或斜缝注浆孔，孔径14-16mm。
进一步的，注浆导管为外径为80mm或120mm、壁厚4-6mm、全长6-8m热轧无缝钢管，交错布设直径为12mm的注浆孔孔眼，钢管前段呈尖锥状，尾部预留1.0-1.2m不设注浆孔，以备封孔压浆用。
进一步的，注浆修复包括：首先采用水灰比0.4:1的P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥单浆液注浆至注浆导管1/2处，注浆深度为3-4m，然后采用高聚物复合注浆材料注浆至注浆导管顶部，注浆过程中采用封孔加压注浆，单浆液压力0.2-0.4MPa，高聚物复合注浆材料压力0.5-0.8MPa，注浆结束压力0.5-0.8MPa。
进一步的，注浆结束压力优选0.5MPa。
进一步的，注浆孔的的单浆液注浆量为1.5-2.0m3，高聚物复合注浆材料注浆量为0.39-0.50m3。
本发明的有益技术效果：
1.结构补强效果明显：富水基岩隧道路面隆起、开裂高聚物注浆修复技术及其应用方法相比与传统的水泥单浆液、水泥-水玻璃双浆液注浆结构补强效果更为明显，芯样无明显空洞和裂隙，并无水分渗透。
2.修复时效性强：高聚物复合注浆固化时间快，相比传统浆液可缩短固化时间至1-2h，更甚者可以实时开放交通，时效性强。
3.使用范围广：由于高聚物复合注浆材料密度小、渗透性强、固化时间段、力学性能优良等特性，使得高聚物复合注浆材料使用范围相比传统注浆材料广泛；不仅适用于富水基岩隧道路面隆起、开裂等病害的处治，还适用于其他类型隧道的病害处治。
附图说明
图1是隧道路面注浆孔布设平面示意图；
图2是注浆导管示意图；
图3是隧道注浆导管布设截面示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法利用路面检测车评价隧道路面隆起高度、裂缝宽度/长度以分析隧道病害现状；根据病害情况布设注浆孔，根据路面隆起高度、裂缝宽度/长度布设注浆孔数量/注浆孔深度、决定注浆孔布置方式，依据注浆孔尺寸/深度计算注浆量，选取使用富水隧道基岩隧道路面隆起、开裂的高聚物注浆材料，调配高聚物注浆使其适用相应工况，注浆，路面平整度修复，钻芯取样检测高聚物注浆样抗压强度和渗透系数，评价高聚物注浆效果。在富水基岩隧道路面隆起、开裂处采用梅花形布设直径为80-120mm的微型钢管桩，长度5-6m，桩深6-7m，横向选取0.5-0.8m作为间距布孔、纵向选取1.0-1.2m作为布孔间距，沿着隧道路面隆起和裂缝处布孔，并对路面隆起、裂缝处采用双浆泵注浆，评价注浆效果。这种注浆快速修复技术固化时间短、开放交通速度快、施工便捷、耐久性好、抗渗透性好，不仅可以节约注浆施工周期和成本，还可以修复隧道路面隆起和裂缝，防止隧道渗漏水的损害，为隧道路面隆起、开裂、沉降等病害提供了技术支持和保障。
实施例1
一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法:
1.富水基岩隧道路面病害检测：富水基岩隧道路面病害检测技术是指利用隧道快速检测车检测富水基岩隧道路面隆起处高度、裂缝宽度/长度以分析隧道病害现状，采用高聚物复合注浆修复隧道路面病害。
2.高聚物复合注浆材料配制:
(1)矿渣硅酸盐水泥单浆液的配制：采用P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥和水混合，其中水灰比为0.4：1，搅拌30min，得到单浆液。
(2)高聚物复合注浆液的配制：按质量份各原料配比为：P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥10份，聚醚多元醇30份，蓖麻油基聚氧乙烯醚13份，异氰酸酯PAPI和HDI共43份。首先双缸搅拌锅中的一个将P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥配合自来水(水灰比0.4:1)搅拌混合15min，搅拌过程中缓慢加入聚醚多元醇2000LM、蓖麻油基聚氧乙烯醚，继续搅拌10min，双缸搅拌锅中另一个搅拌锅中搅拌异氰酸酯PAPI和HDI(其中PAPI：HDI＝80:20)，得到高聚物复合注浆液，即双浆液。
单缸注浆时，先将聚醚多元醇、蓖麻油基聚氧乙烯醚、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂形成A组分，优先注入B组分(复配的异氰酸酯)，然后注入A组分，注浆初始压力0.2-0.4MPa，注浆结束时注浆压力控制在0.5-0.8MPa，以0.5MPa为宜。
3.高聚物复合注浆材料注浆孔布设：高聚物复合注浆材料注浆孔布设技术是指根据隧道路面出现隆起可在隆起区域周围500mm布设梅花注浆孔，注浆孔直径选择80mm；隧道路面出现裂缝可在裂缝周围100mm布设骑缝或斜缝注浆孔，孔径14mm；注浆导管采用外径为120mm、壁厚6mm、全长6m热轧无缝钢管，交错布设直径为12mm的注浆孔孔眼，钢管前段呈尖锥状，尾部预留1.0m不设注浆孔，以备封孔压浆用，压浆材料优先选用石膏封堵。
4.高聚物复合注浆工艺：隧道路面病害检测、注浆方案设计、钻设注浆孔、高聚物复合注浆材料配制、注浆、注浆效果评价。每个注浆孔理论上的注浆量为0.79m3，实际过程中富水注浆孔实际单浆液注浆量为1.5-2.0m3，双浆液注浆量为0.39-0.50m3。优选的。实际过程中富水注浆孔实际单浆液注浆量为1.5m3，双浆液注浆量为0.39m3；水泥单浆液注浆压力控制在0.2MPa，高聚物复合注浆材料注浆压力控制在0.5MPa。
5.高聚物注浆效果评价：高聚物注浆效果评价技术是利用钻床钻芯取样，芯样直径120mm、高度200mm，检测高聚物注浆样抗压强度和渗透系数，记录实验数据并与修复前芯样进行对比以评价高聚物复合注浆效果。
上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，包括高聚物复合注浆材料配制和注浆修复两部分，其中：
所述高聚物复合注浆材料配制：
A组分：将P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥配合水按照水灰比0.4:1搅拌混合10-15min，搅拌过程中缓慢加入2000LM的聚醚多元醇和蓖麻油基聚氧乙烯醚，继续搅拌5-10min；
B组分：搅拌混合异氰酸酯PAPI和HDI，其中PAPI和HDI的质量比为80:20；
按质量份各原料组成为：P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥10份，聚醚多元醇30份，蓖麻油基聚氧乙烯醚13份，异氰酸酯PAPI和HDI共43份。
2.根据权利要求1所述的修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，隧道路面隆起修复：在隆起区域周围500-800mm布设梅花注浆孔，注浆孔直径选择80-120mm。
3.根据权利要求1所述的修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，隧道路面裂缝修复：在裂缝周围100-200mm布设骑缝或斜缝注浆孔，孔径14-16mm。
4.根据权利要求2或3所述的修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，注浆导管为外径为80mm或120mm、壁厚4-6mm、全长6-8m热轧无缝钢管，交错布设直径为12mm的注浆孔孔眼，钢管前段呈尖锥状，尾部预留1.0-1.2m不设注浆孔，以备封孔压浆用。
5.根据权利要求4所述的修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，注浆修复包括：首先采用水灰比0.4:1的P.O.42.5矿渣硅酸盐水泥单浆液注浆至注浆导管1/2处，注浆深度为3-4m，然后采用高聚物复合注浆材料注浆至注浆导管顶部，注浆过程中采用封孔加压注浆，单浆液压力0.2-0.4MPa，高聚物复合注浆材料压力0.5-0.8MPa，注浆结束压力0.5-0.8MPa。
6.根据权利要求5所述的修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，注浆结束压力为0.5MPa。
7.根据权利要求6所述的修复富水基岩隧道路面的高聚物注浆加固方法，其特征在于，注浆孔的的单浆液注浆量为1.5-2.0m3，高聚物复合注浆材料注浆量为0.39-0.50m3。
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