一種隧道襯砌嚴重脫空裂損等病害處治結構及處治方法技術

本發明專利技術公開了一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構及處治方法，通過鑿除原缺陷二次襯砌混凝土形成內寬外窄的倒梯形凹槽；凹槽中部環、縱向植入鋼筋同時與原混凝土錨固為一體；凹槽區域及周圍同時打設有自進式中空注漿錨桿，同時錨桿在靠近二次襯砌外側和內側外包有兩道遇水膨脹橡膠止水條；二襯外表面架設好模板后向凹槽灌入微膨脹混凝土與原初期支護和二襯緊密銜接形成新的襯砌結構，同時微膨脹混凝土外表面區域向四周延伸至二襯設計厚度后再延伸80cm～100cm的區域掛設有鋼帶進行錨固。本發明專利技術可有效處治襯砌嚴重裂損及脫空的病害，結構穩定性好，力學性能強，可避免后期病害復發的問題，且處治方法操作性強，安全可靠，具有較好的經濟效益。

Treatment structure and treatment method for diseases of tunnel lining, such as serious cavity and crack damage

The invention discloses a tunnel lining cavity crack serious disease treatment structure and treatment methods, in addition to the original two times by cutting defects of concrete lining trapezoidal groove formed wide and narrow; the central ring groove, and longitudinal reinforcing steel bar concrete anchor as a whole; domain and surrounding groove area while playing with self advancing hollow at the same time, grouting bolt, anchor in the near two lining inside and outside the outsourcing of two water swelling rubber sealing strips; two lining the outer surface to set up a good template after filling the expansive concrete with the original groove in the initial support and two lining closely link new form of lining structure, and micro expansive concrete surface area to extend around two to the design of lining thickness after extending 80cm ~ 100cm region is hung steel anchorage. The invention can effectively treat lining crack and void serious diseases, good structure stability, good mechanical properties, can avoid the late disease recurrence of the problem, and the treatment method of operation, safe and reliable, and has good economic benefits.

【技術實現步驟摘要】
一種隧道襯砌嚴重脫空裂損等病害處治結構及處治方法
：本專利技術屬于隧道工程維修
，具體涉及一種隧道襯砌嚴重脫空裂損等病害處治結構及處治方法。
技術介紹
：近年來，隨著我國交通建設的持續發展，隧道工程的規模和數量顯著增加，但一系列的工程問題也隨之產生。一方面在施工過程中，由于施工不當或其他原因導致二次襯砌背后脫空，進而使襯砌受力不均而開裂；另一方面隨著公路隧道向崇山峻嶺地區的逐步邁進，隧道所面臨的水文地質、氣象、地形地貌等條件越來越復雜，隧道投入運營一定時間后，二次襯砌常產生開裂、剝落、掉塊等病害，當這些病害嚴重時將威脅到隧道的行車安全及其支護結構的耐久性。隧道二次襯砌脫空、裂損等病害較為輕微時，目前各類修復措施和方法較多，主要以回填注漿、錨桿加固、以及粘貼纖維布等為主，效果也較為顯著。但病害嚴重時，這些常規的處治方法使襯砌結構的滲漏水問題仍不可避免，同時修復結構的承載能力不高，后期容易出現病害復發的情況。而隧道又沒有拆掉重建的條件。因此針對隧道二次襯砌嚴重裂損、背后脫空的病害，急需研究一種綜合有效的處治措施對襯砌結構進行加固處理。
技術實現思路
：為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種隧道襯砌嚴重脫裂損等病害處治結構及處治方法，可有效處治襯砌開裂、襯背脫空嚴重的病害，該結構整體力學性能好，處治方法簡單快捷，具有較好的技術經濟效益。本專利技術采用如下技術方案來實現的：一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，在原缺陷二次襯砌混凝土上通過鑿除形成內寬外窄的倒梯形凹槽，在凹槽中部環向、縱向均植入有鋼筋并與原混凝土錨固為一體，在凹槽區域及周圍同時打設有自進式中空注漿錨桿，且在凹槽區域中的自進式中空注漿錨桿在靠近二次襯砌外側和內側外均包有兩道遇水膨脹橡膠止水條，在凹槽內灌有微膨脹混凝土并與原初期支護和二次襯砌緊密銜接形成新的襯砌結構，在新的襯砌結構外表面區域向四周延伸至二次襯砌設計厚度后再延伸80cm～100cm的區域錨固有鋼帶。本專利技術進一步的改進在于，凹槽的深度為二次襯砌設計厚度，其面積覆蓋所需處理的病害的范圍并向四周擴展有5cm。本專利技術進一步的改進在于，鋼筋采用鋼筋，其布置間距為環向×縱向＝20×20cm，植入原混凝土的深度按30cm、50cm交替布置。本專利技術進一步的改進在于，自進式中空注漿錨桿為R25N自進式中空注漿錨桿，錨桿長度為5.0m，抗拔力不小于50KN，布置間距為環向×縱向＝60cm×60cm。本專利技術進一步的改進在于，微膨脹混凝土為C30微膨脹混凝土，且C30微膨脹混凝土與原結合部位刷涂有混凝土界面劑。本專利技術進一步的改進在于，C30微膨脹混凝土表面并向原有混凝土四周延伸100cm范圍內刮涂有水基泥滲透結晶型防水涂料。本專利技術進一步的改進在于，鋼帶包括W270鋼帶和250平鋼帶，其中，沿加固區域環向布置W270鋼帶，縱向布置250平鋼帶，W270鋼帶與250平鋼帶錨桿孔對齊，且鋼帶縱向×環向間距＝60cm×60cm。本專利技術進一步的改進在于，鋼帶與自進式中空注漿錨桿的尾部通過螺栓連接。上述一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構的處治方法，包括如下步驟：1)鑿除、切割病害區的二次襯砌，并對空洞及裂損的周邊松散層進行鑿除，形成內寬外窄的倒梯形凹槽；2)對損壞的防水板進行重新修復、焊接，確保防水板與初期支護緊密貼合；3)在凹槽中部環向、縱向均植入鋼筋，并與原混凝土錨固為一體；4)在凹槽區域及周圍同時打設自進式中空注漿錨桿，且在凹槽區域中的自進式中空注漿錨桿在靠近二次襯砌外側和內側外均包兩道遇水膨脹橡膠止水條；5)沿新舊混凝土結合部，刷涂混凝土界面劑；6)在二次襯砌表面鋪設防護模板，防護模板處預留灌料孔，兩端用錨栓固定；7)通過灌料孔向在凹槽內灌入微膨脹混凝土，并采用插入式震搗器搗固，待微膨脹混凝土凝固后，與原初期支護和二次襯砌緊密銜接形成新的襯砌結構；8)拆除防護模板，并對新的襯砌結構表面打磨處理，在新的襯砌結構表面并向既有混凝土四周延伸100cm范圍內刮涂水基泥滲透結晶型防水涂料，用量不應小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不應小于2.0mm；9)在新的襯砌結構外表面區域向四周延伸至二次襯砌設計厚度后再延伸80cm～100cm的區域錨固鋼帶，完成隧道修復。本專利技術進一步的改進在于，還包括以下步驟：10)隧道修復完畢后，采用網噴混凝土對鋼帶進行封閉；當鋼帶不能采用網噴混凝土封閉時，在鋼帶表面進行熱鍍鋅，熱鍍鋅符合JT/T281規定，鍍鋅層平均厚度不應小于0.061mm；最后對孔口部位的螺栓及錨桿頭采用環氧富鋅防銹漆，防銹漆含鋅量不小于65％，防銹漆干膜厚度≥250um；調色環氧磁漆為面漆，干膜厚度≥150um。本專利技術所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損等病害處治結構及處治方法，具有以下有益效果：其中，處治結構采用錨桿+鋼筋+微膨脹混凝土+鋼帶的修復體系，其中鋼筋使微膨脹混凝土與原二襯混凝土結合為一體，錨桿與鋼帶使新老襯砌結構與圍巖有效的結合為一體，結構整體穩定性大大提高，可避免運營后期病害復發的現象發生，提高了隧道二次襯砌整體穩定性及耐久性。進一步，形成的倒梯形凹槽對隧道二次襯砌嚴重裂損及背后脫空的病害區進行徹底的鑿除，消除了襯砌中潛在的病害，同時倒梯形凹槽可一定程度避免新襯砌結構從原混凝土脫落；進一步，錨桿在二襯內外表面附近外包膨脹橡膠止水條，新襯砌表面涂抹防水材料，可有效避免修復結構處出現滲漏水現象。進一步，通過對錨桿、鋼筋及鋼帶等布設在提高處治結構整體穩定性的同時，避免了材料的浪費，節約了病害處治成本。該處治結構的處治方法可操作性強，修補工法、工藝迅捷有效，可大幅縮短修補時間，同時能確保施工過程和結構安全，所用材料均是相關領域常用的材料，進而取材及成本亦較便利。總體來說該處治方法處治效果好，結構穩定性強、壽命長、性價比高和經濟性好等優點。進一步，在隧道襯砌結構修復完成后對鋼帶、螺栓和錨桿頭等金屬裸露處通過網噴混凝土或進行熱鍍鋅可避免后期隧道運營過程中對其腐蝕和銹蝕，影響其使用性能。附圖說明：圖1：隧道襯砌病害處治結構橫向剖面圖；圖2：隧道襯砌病害處治結構縱向剖面圖；圖3：鋼帶與R25N自進式中空注漿錨桿布置平面圖；圖4：凹槽中部鋼筋布置平面圖。其中：1-凹槽，2-初期支護，3-二次襯砌，4-鋼筋，5-自進式中空注漿錨桿，6-橡膠止水條，7-微膨脹混凝土，8-鋼帶，8-1-250平鋼帶，8-2-W270鋼帶。具體實施方式：下面結合附圖對本專利技術進行進一步詳細說明參考圖1、圖2，本專利技術提供的隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，在原缺陷二次襯砌混凝土上通過鑿除形成內寬外窄的倒梯形凹槽1，在凹槽1中部環向、縱向均植入有鋼筋4并與原混凝土錨固為一體，在凹槽區域及周圍同時打設有自進式中空注漿錨桿5，且在凹槽區域中的自進式中空注漿錨桿5在靠近二次襯砌3外側和內側外均包有兩道遇水膨脹橡膠止水條6，在凹槽1內灌有微膨脹混凝土7并與原初期支護2和二次襯砌3緊密銜接形成新的襯砌結構，在微膨脹混凝土7外表面區域向四周延伸至二次襯砌設計厚度后再延伸80cm～100cm的區域錨固有鋼帶8。其中，所述的凹槽1的深度為二次襯砌3設計厚度，其面積覆蓋所需處理的病害的范圍并向四周擴展5cm。參考圖4，所述的鋼筋4采用鋼筋，其布置間距為環向×縱向＝20×本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，在原缺陷二次襯砌混凝土上通過鑿除形成內寬外窄的倒梯形凹槽(1)，在凹槽(1)中部環向、縱向均植入有鋼筋(4)并與原混凝土錨固為一體，在凹槽區域及周圍同時打設有自進式中空注漿錨桿(5)，且在凹槽區域中的自進式中空注漿錨桿(5)在靠近二次襯砌(3)外側和內側外均包有兩道遇水膨脹橡膠止水條(6)，在凹槽(1)內灌有微膨脹混凝土(7)并與原初期支護(2)和二次襯砌(3)緊密銜接形成新的襯砌結構，在新的襯砌結構外表面區域向四周延伸至二次襯砌設計厚度后再延伸80cm～100cm的區域錨固有鋼帶(8)。

【技術特征摘要】
1.一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，在原缺陷二次襯砌混凝土上通過鑿除形成內寬外窄的倒梯形凹槽(1)，在凹槽(1)中部環向、縱向均植入有鋼筋(4)并與原混凝土錨固為一體，在凹槽區域及周圍同時打設有自進式中空注漿錨桿(5)，且在凹槽區域中的自進式中空注漿錨桿(5)在靠近二次襯砌(3)外側和內側外均包有兩道遇水膨脹橡膠止水條(6)，在凹槽(1)內灌有微膨脹混凝土(7)并與原初期支護(2)和二次襯砌(3)緊密銜接形成新的襯砌結構，在新的襯砌結構外表面區域向四周延伸至二次襯砌設計厚度后再延伸80cm～100cm的區域錨固有鋼帶(8)。2.根據權利要求1所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，凹槽(1)的深度為二次襯砌(3)設計厚度，其面積覆蓋所需處理的病害的范圍并向四周擴展有5cm。3.根據權利要求1所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，鋼筋(4)采用鋼筋，其布置間距為環向×縱向＝20×20cm，植入原混凝土的深度按30cm、50cm交替布置。4.根據權利要求1所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，自進式中空注漿錨桿(5)為R25N自進式中空注漿錨桿，錨桿長度為5.0m，抗拔力不小于50KN，布置間距為環向×縱向＝60cm×60cm。5.根據權利要求1所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，微膨脹混凝土(7)為C30微膨脹混凝土，且C30微膨脹混凝土與原結合部位刷涂有混凝土界面劑。6.根據權利要求5所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，C30微膨脹混凝土表面并向原有混凝土四周延伸100cm范圍內刮涂有水基泥滲透結晶型防水涂料。7.根據權利要求1所述的一種隧道襯砌嚴重脫空裂損病害處治結構，其特征在于，鋼帶(8)包括W270鋼帶(8-2)和250平鋼帶(8-1)，其中，沿加固區域環向布置W270鋼帶(8-2)，縱向布置250平鋼帶(8-1)，W270鋼帶(8-2)與250平鋼帶(8-1)錨桿孔對齊，且鋼...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賴金星，周慧，余德強，劉厚全，馮志華，韓志林，宋飛庭，牛方園，王亞東，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61