隧道渗漏水快速处治高聚物注浆方法

摘要

本发明公开了一种隧道渗漏水快速处治高聚物注浆方法。针对隧道的渗漏水问题，向渗漏水位置注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀固化，将隧道渗漏水位置空隙迅速填充封堵，从而达到快速处治隧道渗漏水病害的目的。本发明开发的隧道渗漏水病害高聚物注浆快速处治技术与传统的隧道病害处治方法相比，具有处治效果好、施工快捷、不需养生、针对性强、可控性好等优点。在技术原理和施工方法方面都具有明显创新，开创了快速、耐久、经济、实用的隧道维修新途径，并已成功应用于隧道的渗漏水病害处治，显示出巨大的经济社会效益和广阔的发展应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于隧道养护维修技术，尤其涉及隧道渗漏水快速处治的高聚物注浆技术。

背景技术

目前在我国已建或在建的部分公路和铁路隧道中，由于设计和施工等原因，不同程度的存在着各种病害，较为常见的是漏水、隧道衬砌背后脱空等。当隧道穿过或靠近含水地层，时刻受地下水的渗透作用，如衬砌的防水及排水设施不完善，地下水就会侵入隧道，发生隧道渗漏水病害。隧道渗漏水对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁，影响内部结构及附属设施，降低使用寿命，严重时将危害到隧道及地下工程的运营安全。因此正确认识这些病害的成因并利用成熟技术和新型材料，高效、便捷、安全地整治好各类病害，确保运营隧道的耐久、畅通，显得尤为重要。

隧道工程渗漏水形式主要表现为三种形式，即点的渗漏、缝的渗漏和面的渗漏，根据渗漏快慢又可分为慢渗、快渗、漏水和涌水。因此，隧道的渗漏水病害要根据具体情况具体对待的原则进行处理。目前工程中对于隧道渗水常用的几种治理技术有表面封堵、浅孔注浆、化学注浆和埋管引排等办法，其他的工程解决方法基本上都是从这几种方法上延伸而来的。存在的主要问题如下：

(1)在处理渗水不太严重的时候，不管采取何种方法，都是以贴、堵为主，这样的处理方式只是从隧道的外观上解决了渗水问题，衬砌的裂缝以及衬砌后面可能存在在脱空问题并没有得到解决，一段时间后，隧道的渗水问题又会重新出现。

(2)而传统的注浆方法虽然能在一定程度上起到封堵裂缝及填充脱空的作用，但是受制于材料的性能，在注浆一段时间后，材料会凝固收缩，隧道脱空会重新出现，这为以后渗水问题复发埋下隐患。

(3)治理方法施工工艺较复杂，每一个方案的实行都需要较长的施工时间，这会对隧道的施工或正常运行产生较为严重的影响，并且对于比较严重的大涌水点无法完全进行封堵。

(4)由于水反应类高聚物材料遇水后才能发生化学反应，在水压较大或大涌水情况下很难奏效

因此，迫切需要开发一种快速防水堵漏方法来处治隧道渗漏水病害。

非水反应类高聚物注浆技术是近年来新发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通过向地基中注射多组份高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后体积迅速膨胀并固化的特性，达到加固地基、填充脱空或提升地板的目的。目前，非水反应类高聚物注浆技术主要应用于工业与民用建筑的地基加固和道路维修。目前国内关于隧道渗漏水病害处治高聚物技术的开发尚处于起步发展阶段，现有的研究大多局限于水反应类高聚物材料。关于隧道渗漏处置非水反应类高聚物注浆技术未见相关报道。

发明内容

本发明目的在于针对隧道渗漏水病害的处治问题，开发一种新的非水反应类高聚物注浆方法，为隧道渗漏水病害处治提供先进、高效、经济、实用的技术措施。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种隧道渗漏水快速处治高聚物注浆方法，针对隧道的渗漏水问题，向渗漏水位置注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀固化，将隧道渗漏水位置空隙迅速填充封堵，从而达到快速处治隧道渗漏水病害的目的。

基本施工工艺是：

(1)在渗漏水位置按一定间距钻注浆孔，孔深根据隧道围岩及衬砌结构状况确定；

(2)在注浆孔中下注浆管，对于大的涌水口，增设土工布袋；

(3)通过注浆管向渗漏水部位注射高聚物材料，高聚物材料迅速反应，体积膨胀固化，填充空隙，封堵渗水。

当局部点或缝隙渗水时，具体实施步骤为：

(1)钻注浆孔。在隧道渗漏水部位，在渗水点，或沿渗水缝隙以一定间距钻注浆孔，孔深根据衬砌或围岩的结构决定，钻孔要能与渗水通道相连通；

(2)下注浆管。在注浆孔内下注浆管，注浆管可以为PPR管或金属管；

(3)进行高聚物注浆。通过注浆管向衬砌或围岩渗水部位注射高聚物材料，高聚物材料发生化学反应，迅速膨胀固化，填充渗漏水空隙和空洞，从而快速封堵渗漏水。

当面渗水时，具体实施步骤为：

(1)钻注浆孔。在渗水面上，按照纵向和横向以一定间距钻注浆孔，孔深根据衬砌或围岩的结构决定；

(2)下注浆管。在注浆孔中下注浆管，注浆管为PPR管或金属管；

(3)进行高聚物注浆。通过注浆管向渗漏水部位注射高聚物材料，高聚物材料发生化学反应，迅速膨胀固化，填充渗漏水空隙和空洞，从而快速封堵渗漏水。

当大涌水时，具体实施步骤为：

(1)用环箍将土工布袋开口端固定在空心钢管一端；

(2)用胶带或细绳将土工布袋捆扎成条状；

(3)持空心钢管另一端，将捆扎好的土工布袋放入涌水口内，同时再放入一根不带土工布袋的注浆管在涌水口内，注浆管放入涌水口内深度要超出土工布袋；

(4)通过空心钢管往土工布袋内注射多组分高聚物材料，高聚物材料在土工布袋内迅速膨胀并固化，从而快速封堵涌水口；

(5)再通过不带土工布袋的注浆管，向涌水通道内注射多组分高聚物材料，高聚物材料在涌水通道内迅速膨胀并固化，从而快速封堵涌水通道。

所述土工布袋的直径和长度可以根据涌水点具体情况设计生产成多种规格；空心金属管直径一般为1.6cm，可根据工程需要定，长度根据工程需要定；根据钢管和土工布袋的直径，可选用不同规格的环箍。

与传统的隧道病害处治技术相比，本发明开发的隧道渗漏水病害处治高聚物注浆技术具有下列优点：

(1)处治效果好。注射的高聚物材料反应快，耐久性好，防水性能优良，并具有较好的弹性；

(2)施工快捷，不需养生。材料注射后15分钟内可形成90％以上的强度，即可放行交通。与传统的隧道病害处治方法相比，本发明开发的高聚物注浆技术可节省70％以上的工期；

(3)针对性强，可控性好。本发明专利利用高聚物材料发生化学反应后体积自行膨胀的特性，达到填充脱空、封堵渗水等目的，而且材料固化后其密度和强度可根据工程需要调控。因此，与传统压浆方法相比，本发明开发的高聚物注浆技术具有更好的针对性和可控性。

综上所述，本发明开发的隧道渗漏水病害高聚物注浆快速处治技术与传统的隧道病害处治方法相比，在技术原理和施工方法方面都具有明显创新，开创了快速、耐久、经济、实用的隧道维修新途径，并已成功应用于隧道的渗漏水病害处治，显示出巨大的经济社会效益和广阔的发展应用前景。

附图说明

图1土工布袋固定于空心钢管一端示意图；

图2土工布袋捆扎成条状示意图；

图3将捆扎好的土工布袋以及注浆管放入涌水口内示意图；

图4高聚物封闭注浆封堵涌水口施工示意图；

图5高聚物封闭注浆填充涌水通道施工示意图。

具体实施方式

实施例：本发明开发的隧道渗漏水快速处治高聚物注浆方法，针对隧道的渗漏水问题，向渗漏水位置注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀固化，将隧道渗漏水位置空隙迅速填充封堵，从而达到快速处治隧道渗漏水病害的目的；

基本施工工艺是：

(1)在渗漏水位置按一定间距钻注浆孔，孔深根据隧道围岩及衬砌结构状况确定；

(2)在注浆孔中下注浆管，对于大的涌水口，增设土工布袋；

(3)通过注浆管向渗漏水部位注射高聚物材料，高聚物材料迅速反应，体积膨胀固化，填充空隙，封堵渗水。

具体施工方案有以下几种：

(一)当局部点或缝隙渗水时，具体实施步骤为：

(1)钻注浆孔；在隧道渗漏水部位，在渗水点，或沿渗水缝隙以一定间距钻注浆孔，孔深根据衬砌或围岩的结构决定，钻孔要能与渗水通道相连通；

(2)下注浆管；在注浆孔内下注浆管，注浆管可以为PPR管或金属管；

(3)进行高聚物注浆；通过注浆管向衬砌或围岩渗水部位注射高聚物材料，高聚物材料发生化学反应，迅速膨胀固化，填充渗漏水空隙和空洞，从而快速封堵渗漏水。

(二)当面渗水时，具体实施步骤为：

(1)钻注浆孔；在渗水面上，按照纵向和横向以一定间距钻注浆孔，孔深根据衬砌或围岩的结构决定；

(2)下注浆管；在注浆孔中下注浆管，注浆管为PPR管或金属管；

(3)进行高聚物注浆；通过注浆管向渗漏水部位注射高聚物材料，高聚物材料发生化学反应，迅速膨胀固化，填充渗漏水空隙和空洞，从而快速封堵渗漏水。

(三)当大涌水时，具体实施步骤为：

(1)用环箍2将土工布袋3开口端固定在空心钢管1一端，如图1所示；

(2)用胶带或细绳4将土工布袋3捆扎成条状，如图2所示；

(3)持空心钢管1另一端，将捆扎好的土工布袋3放入涌水口7内，同时再放入一根不带土工布袋的注浆管5在涌水口7内，注浆管5放入涌水口7内深度要超出土工布袋3，如图3所示；

(4)通过空心钢管1往土工布袋3内注射多组分高聚物材料9，高聚物材料9在土工布袋3内迅速膨胀并固化，涌水6随着土工布袋3内高聚物材料9的膨胀，流量逐渐减小至停止，从而快速封堵涌水口7，如图4所示；

(5)再通过不带土工布袋的注浆管5，向涌水通道内注射多组分高聚物材料9，高聚物材料9在涌水通道内迅速膨胀并固化，从而快速封堵涌水通道，并加固渗水围岩8，如图5所示。

上述土工布袋3的直径和长度可以根据涌水点具体情况设计生产成多种规格；空心钢管1直径和长度根据工程需要而定；根据空心钢管1和土工布袋3的直径，可选用不同规格的环箍2。