[发明专利]一种隧道结构破损冻结法修复施工方法及专用仰角冻结器

说明书

本发明公开了一种隧道结构破损冻结法修复施工方法，在隧道发生塌方处，分别建筑两个挡土墙，将塌方区域挡在中间。由挡土墙外向隧道塌方周围打一圈斜冻结孔，在斜冻结孔旁远离挡土墙的一侧打垂直冻结孔，放入冻结管，形成垂直冻结帷幕。然后在塌方区域内筑造新的隧道结构，待新的隧道结构足以抵抗水土压力的时候，关闭冻结器。此方法是一种原位修复方法，避免了对周围环境的影响和隧道结构的局部上浮变形，施工风险小。本发明还提出了一种仰角冻结器，其冻结管体中插入真空抽气装置的真空管。冻结器工作时，真空抽气装置将集结在冻结管体顶部的气体抽出，使得盐水能将供液管顶部完全充满，从而底部的冻结壁也能达到设计要求。

技术领域

本发明涉及一种隧道结构破坏冻结法修复施工方法及一种仰角冻结器。

背景技术

随着我国公路、铁路与水利工程的不断增加，隧道数量也逐年增加，遇到的工程情况也越发复杂，隧道结构破损的事故也越发增多。目前，国内外软土地层隧道的原位修复主要采用明挖法施工，即通过围护结构或放坡开挖将破损隧道结构暴露后再予以修复。这种方法存在一系列的问题，如对周边环境影响大，适应性差，在城市闹市区等环境敏感地带，该法难以实施；在隧道结构受损程度不明的情况下，该法不能灵活应对，明挖法需将隧道结构迎土面完全暴露后才能判断其破损程度，这对局部小范围破损情况是极大的浪费等。而冻结法适用性强，封水效果好，因此能提高工程安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种隧道结构破损冻结法修复施工方法，其方法简单，安全可靠，同时提供了一种仰角冻结器，能有效解决该方法中仰角冻结孔由于顶部气体无法排出造成冻结失效的后果。

本发明实现发明目的的技术方案是：隧道结构破损冻结法修复施工方法，当隧道坍塌或损坏稳定后，即着手对塌方进行处理，步骤如下：

步骤1.在隧道发生塌方处，在隧道中，分别在塌方区域前后位置垂直隧道走向建筑挡土墙。建挡土墙的目的是防止坍塌的范围再次扩大，也为了保证人员在工作时的安全。

步骤2.分别在两个挡土墙外部朝向塌方区域方向沿着隧道环向打一圈斜冻结孔，在各斜冻结孔内放入冻结器(又称冻结管)，并在各斜冻结孔周围布置温度测点，来检测冻结帷幕是不是达到设计要求。目的是使隧道破坏的一圈范围内形成封闭的冻结帷幕，抵抗地下水和水土压力。

步骤3.斜冻结孔冻结完成后，在斜冻结孔远离挡土墙的一侧沿着隧道环向打一圈垂直冻结孔，在各垂直冻结孔内放入冻结器，并在垂直冻结孔周围布置温度测点，检测冻结帷幕达到一定的厚度。设置垂直冻结孔目的是垂直冻结孔与挡土墙之间由于斜冻结孔会对隧道造成二次破坏，所以必须打垂直冻结孔，冻结斜孔与隧道相交部分，垂直冻结孔与挡土墙之间也要进行修复。

步骤4.启动冻结器，根据温度测点来判断冻结帷幕是否达到设计厚度。冻结帷幕到达设计要求之后，拆除两边的挡土墙，清理塌方的位置并且清理垂直冻结孔与垂直冻结孔之间的隧道结构，然后在塌方区域内筑造新的隧道结构，待新的隧道结构足以抵抗水土压力的时候，关闭冻结器。最后切除斜冻结管和垂直冻结管，用混凝土填充在隧道结构中冻结孔和温度监测孔。

为了克服现有的冻结管存在的缺陷，本发明还提出了一种仰角冻结器，包括冻结管体、进液管和回液管。所述冻结管体后部和顶部分别设有密封板(深入到冻结孔内的一端称为冻结管体的顶部)，冻结管体顶部的密封板上设有顶锥。所述进液管和回液管分别由冻结管体后部的密封板插入冻结管体中，进液管的前端距冻结管体顶部的距离≥10cm，回液管的前端靠近冻结管体后部的密封板，进液和回液管设有阀门。

其特征是：设有一套真空抽气装置，包括真空管、真空泵和集液器。所述真空管由冻结管体后端插入到冻结管体的顶部，真空管上设有阀门，真空管后端分为两路，一路接所述真空泵，另一路接所述集液器；真空管与真空泵连接处设有过滤装置。