CN113480244B - 一种盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料及方法，该堵孔修复材料由环氧树脂砂浆及微膨胀水泥砂浆组成，吊装孔孔洞下层采用微膨胀水泥砂浆填充，水泥砂浆快速凝结硬化后与孔洞下部空间紧密粘结，同时产生一定的结构粘结强度；吊装孔孔洞上层采用环氧树脂砂浆填充，环氧树脂砂浆具备优良的粘结强度和抗渗性能，能够与孔洞周边混凝土形成很好的粘结，在达到强度后能够确保孔洞修复的密封效果。本发明修复材料成本低廉、施工操作简便，修复速度快，在24小时后即可达成孔洞修复所需要的结构强度和密封性能，同时使负环管片多次循环利用，极大地节约工程成本，这对于大直径盾构负环管片的再利用具有直接应用的价值。

Description

一种盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料及方法
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料及方法。
背景技术
地铁盾构隧道施工过程中，需要先安装反力架及负环管片用来提供盾构机前进的反推作用力。盾构机向前推进到一定距离后，当盾构千斤顶推力全部由拼装完成管片与其周围地层的摩擦力来平衡时，则需要将负环管片进行拆除。对于大直径盾构来说，管片最重可达到7t，受管片质量影响，通常无法预埋吊点安装支撑，导致吊装十分困难，负环拆卸施工风险大。因此需要对负环管片进行钻孔以为吊装提供着力孔洞，由于孔洞均位于吸盘吸附区域，使得盾构机吸盘在吸起管片时会造成漏气，吸盘真空度无法满足要求，因此负环管片无法进行重复利用，造成一定浪费。
负环管片因受吊装孔洞影响无法重复利用的问题是近几年来在大盾构隧道工程中的常见难题。解决这一问题的一个关键点是采用特定材料对吊装孔洞进行封堵，以使得真空吸盘拼装机能够吸附上管片。目前负环管片封堵孔洞的方法主要有木楔+橡胶圈封堵以及素混凝土封堵法。但在使用过程中，木楔与橡胶圈遇到水分、油污等易发生腐烂，素混凝土与管片的粘结效果不佳。因此，如何对现有的负环管片封堵孔洞的方法进行进一步的优化设计，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料以及方法。
针对上述目的，本发明采用的堵孔修复材料由微膨胀水泥砂浆和环氧树脂砂浆组成，所述微膨胀水泥砂浆由微膨胀水泥、细砂、水组成，其中各组分质量占比为：微膨胀水泥20％～25％、细砂62％～72％、水8％～15％；所述环氧树脂砂浆由环氧树脂、水泥、细砂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯组成，其中各组分质量占比为：水泥25％～30％、细砂50％～60％、环氧树脂12％～15％、乙二胺1％～3％、邻苯二甲酸二丁酯占2％～4％。
上述微膨胀水泥砂浆中，优选各组分质量占比为：微膨胀水泥22％～23％、细砂66％～68％、水10％～12％。
上述环氧树脂砂浆中，优选各组分质量占比为：环氧树脂13.5％～14％、水泥27％～28％、细砂54％～55％、乙二胺1.5％～2％、邻苯二甲酸二丁酯2.5％～3％。
采用上述堵孔修复材料修复盾构隧道负环管片的方法由下述步骤组成：
步骤一，清理盾构隧道负环管片吊装孔孔洞内杂物，在孔洞下方用钢架搭建支撑，木模板封住孔洞下表面，防止孔洞修复浇筑过程中浆液漏出。
步骤二，按照微膨胀水泥砂浆的各组分质量占比，将微膨胀水泥、细砂、水依次放入灰桶中拌合均匀，制成微膨胀水泥砂浆，然后向孔洞内浇筑微膨胀水泥砂浆，浇筑过程中插捣密实，控制浇筑高度为孔洞高度的3/5～3/4。
步骤三，按照环氧树脂砂浆的各组分质量占比，将水泥、细砂、环氧树脂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯依次放入灰桶中搅拌均匀，制成环氧树脂砂浆；待微膨胀水泥砂浆初凝硬化后，向孔洞内浇筑环氧树脂砂浆，浇筑过程中插捣密实，填充满孔洞并抹面光滑，孔洞整体修复完毕，覆盖塑料薄膜保养24～48小时。
本发明的有益效果在于：
本发明盾构隧道负环管片堵孔修复方法采用复层结构，吊装孔孔洞下层采用微膨胀水泥砂浆填充，水泥砂浆快速凝结硬化后与孔洞下部空间紧密粘结，同时产生一定的结构粘结强度；吊装孔孔洞上层采用环氧树脂砂浆填充，环氧砂浆具备优良的粘结强度和抗渗性能，能够与孔洞周边混凝土形成很好的粘结，在达到强度后能够确保孔洞修复的密封效果。本发明修复材料成本低廉、施工操作简便，修复速度快，在24小时后即可达成孔洞修复所需要的结构强度和密封性能，同时方便管片循环利用时再次开孔。修复材料可使负环管片多次循环利用，极大地节约工程成本，这对于大直径盾构负环管片的再利用具有直接应用的价值。
附图说明
图1是负环管片吊装孔示意图。
图2是孔洞填充修复材料示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1本实施例的盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料由环氧树脂砂浆与微膨胀水泥砂浆两种材料组成，其中，环氧树脂砂浆包含环氧树脂、水泥、细砂、乙二胺、二丁酯，各组分质量占比为：环氧树脂砂浆13.8％、水泥27.4％、细砂54.4％、乙二胺1.8％、邻苯二甲酸二丁酯2.8％；微膨胀水泥砂浆包含微膨胀水泥、细砂、水，各组分质量占比为：微膨胀水泥22.5％、细砂67.5％、水10.0％。上述堵孔修复材料修复盾构隧道负环管片的方法如下：
步骤一，清理盾构隧道负环管片吊装孔孔洞内杂物，在孔洞下方用钢架搭建支撑，木模板封住孔洞下表面，防止孔洞修复浇筑过程中浆液漏出。
步骤二，按照微膨胀水泥砂浆的各组分质量占比，将2.25kg微膨胀水泥、6.75kg细砂、1.00kg水依次放入灰桶中拌合均匀，制成微膨胀水泥砂浆，然后向孔洞内浇筑微膨胀水泥砂浆，浇筑过程中插捣密实，控制浇筑高度为孔洞高度的3/4。
步骤三，按照环氧树脂砂浆的各组分质量占比，将1.37kg水泥、2.72kg细砂、0.69kg环氧树脂、0.09kg乙二胺、0.14kg邻苯二甲酸二丁酯依次放入灰桶中搅拌均匀，制成环氧树脂砂浆；待微膨胀水泥砂浆初凝硬化后，向孔洞内浇筑环氧树脂砂浆，浇筑过程中插捣密实，填充满孔洞并抹面光滑，孔洞整体修复完毕，覆盖塑料薄膜保养24小时。
采用现场吸附试验检验修补效果，吊运上述已修补管片至盾构机内管片堆放区域，真空吸盘吸附已修补管片，真空吸盘吸上管片，吸盘压力表上读数30min内无明显变化，吸附效果良好。现场吸附试验表明该堵孔修复材料足以满足吸盘对于管片气密性的要求，该堵孔修复材料可以保证负环管片的再次重复拼装利用。
实施例2
本实施例的盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料由环氧树脂砂浆与微膨胀水泥砂浆两种材料组成，其中，环氧树脂砂浆包含环氧树脂、水泥、细砂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯，各组分质量占比为：环氧树脂砂浆15％、水泥30％、细砂50％、乙二胺3％、邻苯二甲酸二丁酯2％；微膨胀水泥砂浆包含有微膨胀水泥、细砂、水，其质量配比如下：微膨胀水泥20％，细砂65％，水15％。
上述堵孔修复材料修复盾构隧道负环管片的方法如下：
步骤一，清理盾构隧道负环管片吊装孔孔洞内杂物，在孔洞下方用钢架搭建支撑，木模板封住孔洞下表面，防止孔洞修复浇筑过程中浆液漏出。
步骤二，按照微膨胀水泥砂浆的各组分质量占比，将2.00kg微膨胀水泥、6.50kg细砂、1.50kg水依次放入灰桶中拌合均匀，制成微膨胀水泥砂浆，然后向孔洞内浇筑微膨胀水泥砂浆，浇筑过程中插捣密实，控制浇筑高度为孔洞高度的3/5。
步骤三，按照环氧树脂砂浆的各组分质量占比，将1.50kg水泥、2.50kg细砂、0.75kg环氧树脂、0.15kg乙二胺、0.10kg邻苯二甲酸二丁酯依次放入灰桶中搅拌均匀，制成环氧树脂砂浆；待微膨胀水泥砂浆初凝硬化后，向孔洞内浇筑环氧树脂砂浆，浇筑过程中插捣密实，填充满孔洞并抹面光滑，孔洞整体修复完毕，覆盖塑料薄膜保养24小时。
采用现场吸附试验检验修补效果，吊运上述已修补管片至盾构机内管片堆放区域，真空吸盘吸附已修补管片，真空吸盘吸上管片，吸盘压力表上读数30min内无明显变化，吸附效果良好。现场吸附试验表明该堵孔修复材料足以满足吸盘对于管片气密性的要求，该堵孔修复材料可以保证负环管片的再次重复拼装利用。
实施例3
本实施例的盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料由环氧树脂砂浆与微膨胀水泥砂浆两种材料组成，其中，环氧树脂砂浆包含环氧树脂、水泥、细砂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯，各组分质量占比为：环氧树脂砂浆12％、水泥25％、细砂60％、乙二胺1％、邻苯二甲酸二丁酯2％；微膨胀水泥砂浆包含有微膨胀水泥、细砂、水，其质量配比如下：微膨胀水泥25％，细砂67％，水8％。
上述堵孔修复材料修复盾构隧道负环管片的方法如下：
步骤一，清理盾构隧道负环管片吊装孔孔洞内杂物，在孔洞下方用钢架搭建支撑，木模板封住孔洞下表面，防止孔洞修复浇筑过程中浆液漏出。
步骤二，按照微膨胀水泥砂浆的各组分质量占比，将2.50kg微膨胀水泥、6.70kg细砂、0.80kg水依次放入灰桶中拌合均匀，制成微膨胀水泥砂浆，然后向孔洞内浇筑微膨胀水泥砂浆，浇筑过程中插捣密实，控制浇筑高度为孔洞高度的3/4。
步骤三，按照环氧树脂砂浆的各组分质量占比，将1.25kg水泥、3.00kg细砂、0.60kg环氧树脂、0.05kg乙二胺、0.10kg邻苯二甲酸二丁酯依次放入灰桶中搅拌均匀，制成环氧树脂砂浆；待微膨胀水泥砂浆初凝硬化后，向孔洞内浇筑环氧树脂砂浆，浇筑过程中插捣密实，填充满孔洞并抹面光滑，孔洞整体修复完毕，覆盖塑料薄膜保养24小时。
采用现场吸附试验检验修补效果，吊运上述已修补管片至盾构机内管片堆放区域，真空吸盘吸附已修补管片，真空吸盘吸上管片，吸盘压力表上读数30min内无明显变化，吸附效果良好。现场吸附试验表明该堵孔修复材料足以满足吸盘对于管片气密性的要求，该堵孔修复材料可以保证负环管片的再次重复拼装利用。

Claims (4)

1.一种盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料，其特征在于：所述堵孔修复材料由微膨胀水泥砂浆和环氧树脂砂浆组成；其中，所述微膨胀水泥砂浆由微膨胀水泥、细砂、水组成，其中各组分质量占比为：微膨胀水泥20%～25%、细砂62%～72%、水8%～15%；所述环氧树脂砂浆由环氧树脂、水泥、细砂、乙二胺、二丁酯组成，其中各组分质量占比为：环氧树脂12%～15%、水泥25%～30%、细砂50%～60%、乙二胺1%～3%、邻苯二甲酸二丁酯2%～4%；盾构隧道负环管片堵孔修复方法采用复层结构，吊装孔孔洞下层采用微膨胀水泥砂浆填充，吊装孔孔洞上层采用环氧树脂砂浆填充。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料，其特征在于：微膨胀水泥砂浆中各组分质量占比为：微膨胀水泥22%～23%、细砂66%～68%、水10%～12%。
3.根据权利要求1所述的盾构隧道负环管片再利用堵孔修复材料，其特征在于：所述环氧树脂砂浆的各组分质量占比为：环氧树脂13.5%～14%、水泥27%～28%、细砂54%～55%、乙二胺1.5%～2%、邻苯二甲酸二丁酯2.5%～3%。
4.采用权利要求1所述的堵孔修复材料修复盾构隧道负环管片的方法，其特征在于：
步骤一，清理盾构隧道负环管片吊装孔孔洞内杂物，在孔洞下方用钢架搭建支撑，木模板封住孔洞下表面，防止孔洞修复浇筑过程中浆液漏出；
步骤二，按照微膨胀水泥砂浆的各组分质量占比，将微膨胀水泥、细砂、水依次放入灰桶中拌合均匀，制成微膨胀水泥砂浆，然后向孔洞内浇筑微膨胀水泥砂浆，浇筑过程中插捣密实，控制浇筑高度为孔洞高度的3/5～3/4；
步骤三，按照环氧树脂砂浆的各组分质量占比，将水泥、细砂、环氧树脂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯依次放入灰桶中搅拌均匀，制成环氧树脂砂浆；待微膨胀水泥砂浆初凝硬化后，向孔洞内浇筑环氧树脂砂浆，浇筑过程中插捣密实，填充满孔洞并抹面光滑，孔洞整体修复完毕，覆盖塑料薄膜保养24～48小时。
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