[发明专利]运营隧道硫酸盐腐蚀段二衬换拱时洞内塌方的处治方法

说明书

本发明公开了一种运营隧道硫酸盐腐蚀段二衬换拱时洞内塌方的处治方法，在隧道出现病害后，包括清理现场并调查报告；三维激光系统扫面塌腔；分析数据并绘制模型图；压土反填，分层夯实；预置碳纤维网；喷砼护坡；泵送混凝土，回填造壳；施作超前及径向注浆小导管；注浆施工；修复初支二衬；吹砂回填塌腔；用探地雷达探测内部结构及空间分布是否密实等步骤；提供了一种合理高效低风险，能有效解决处治隧道塌方灾害的动态施工方法，并且能够确保修复后的隧道稳定安全，保证隧道快速正常地投入使用。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是涉及一种运营隧道硫酸盐腐蚀段二衬换拱时洞内塌方的处治方法。

背景技术

处于盐溶地区的既有运营隧道，常会发生硫酸盐侵蚀破坏，使隧道混凝土结构劣化甚至破坏，根据混凝土硫酸盐侵蚀破坏的主要机理，其类型可分为膨胀破坏和溶析破坏。破坏的主要原因是水泥水化物与硫酸盐反应生成膨胀性物质，这些膨胀性物质对混凝土结构产生膨胀应力，当其膨胀应力达到一定程度时，就会使混凝土结构产生开裂和崩坏。若隧址区背斜构造受断层破坏，加上隧道结构存在诸如二衬强度不足、混凝土原材及配合比不满足要求等原始缺陷问题，盐溶性地下水会进一步对既有隧道结构造成损害。隧道周围围岩受力稳定状态相对隐蔽，在既有线一侧隧道正常通车运营，对另一侧隧道因病害进行快速修复换拱过程中出现洞内局部溜坍而产生塌腔结构塌方时，可能会影响原有施工计划安排甚至造成无法挽回的人员和物力损失。对既有运营隧道已产生溜坍塌方的一侧进行灾害分析以及受力受损情况原因调查，并及时对隧道灾害处进行科学合理的处治，才能保证隧道质量和安全，降低损失，尽快恢复隧道的正常运营。

当隧道开挖过程中出现洞内塌方时，塌方部位一般发生在开挖掌子面附近，常先喷砼封闭掌子面加固前方，对于后方溜坍落空区域采用压土回填，至其高度达到拱顶部位，支撑隧道上部结构防止进一步溜坍破坏。后结合注浆、超前小导管等加固技术加强塌体周围结构强度，待其稳定最后重新施作初支二衬完成隧道塌方结构处治。由于各工程现场条件各异，具体施工方法也会有所差异。

常见的隧道塌方处理条件为在建开挖隧道，此时的隧道较于既有通车隧道而言，由于未贯通，其掌子面的存在使其整体结构更加稳固，现场条件以及需考虑因素较少，可能传统的在建开挖隧道塌方处治方案并不适用于既有运营隧道。

发明内容

本发明的目的是提供一种运营隧道硫酸盐腐蚀段二衬换拱时洞内塌方的处治方法，以解决上述现有技术存在的问题，在常见的隧道塌方处理方案的基础上，增加了前期科学可靠的隧道探测调查方法，结合既有运营隧道全线贯通的现场条件，提供一种合理高效低风险，能有效解决处治隧道塌方病害的动态施工方法，并且确保修复后的隧道稳定安全，保证隧道快速正常地投入使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种运营隧道硫酸盐腐蚀段二衬换拱时洞内塌方的处治方法，包括以下步骤：

步骤一：既有隧道进行维修换拱过程中遇到塌方溜坍并伴有渗漏水灾害时，立即停止拆除换拱，及时撤离现场施工人员，待情况稳定后进行现场勘查，确认隧道塌方处地质结构特征，同时针对塌方体特征以及周围地区地下水系统分布规律开展调查工作，并将调查结果整理成报告，为后续施工提供参考；

步骤二：利用三维激光扫描测量系统探测洞内塌方处塌腔，所述三维激光扫描测量系统包括扫描主机、数据处理软件、电源、扫描连接伸缩杆、电源和适配线；量测时将扫描主机、连接杆以及数据控制终端电源连接完毕后，通过接连杆将扫描主机送入塌腔并将其固定在塌腔内的适当位置，打开控制软件设定好原始参数，启动扫描主机，采用非接触式激光测量的方式进行塌腔的数据扫描并记录，随后通过软件进行业内处理分析并绘制三维模型图以及各剖面图，同时严密监控隧道塌方处塌腔的变化，根据其变化情况动态采取科学合理的处置方案；