CN112523780B - 软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道施工技术领域，更具体而言，涉及软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法。包括以下步骤：S1、施工准备；S2、判断围岩表面是否平整；S3、根据围岩开挖的平整度情况，选择合适的防脱空装置进行安装设置；S4、浇筑衬砌；S5、实时检测脱空区；S6、判断是否存在脱空区；S7、脱空区实时处理；S8、质量检测；S9、进行下一工序。使用本工法对隧道拱顶脱空进行实时主动监测，能够及时确定浇筑衬砌时隧道拱顶的脱空情况，不需要在衬砌完成后使用传统监测方法对拱顶脱空情况进行重复监测，节省人力物力。本发明主要应用于隧道衬砌拱顶防脱空监测方面。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，更具体而言，涉及软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法。
背景技术
随着我国高铁建设的不断发展，在运营的高铁隧道中，常会出现二次衬砌渗水、开裂、掉块的现象，存在严重的安全隐患。产生上述问题的主要原因是在隧道顶部二次衬砌与围岩中间存在脱空，松散围岩容易变形垮落，进而作用在浇筑厚度不足的衬砌顶部，导致该部位结构变形大于其它部位变形，最终导致衬砌结构破坏。目前针对衬砌脱空检测，常采用敲击法、地质雷达法、弹性波法等，这些方法可以在不损坏衬砌结构下准确识别衬砌脱空部位。然而，常规监测方法是在衬砌浇筑完毕之后开展的，无法在衬砌浇筑过程中对衬砌脱空给出及时的判断，进而无法实现拱顶脱空的主动监测。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，该工法解决了衬砌脱空区无法实时监测这一技术难题，有效避免了因顶拱衬砌脱空带来的施工风险，显著提高了施工安全性和施工效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，包括以下步骤：
S1、施工准备；
S2、判断围岩表面是否平整；
S3、根据围岩开挖的平整度情况，选择合适的防脱空装置进行安装设置；
S4、浇筑衬砌；
S5、实时检测脱空区；
S6、判断是否存在脱空区；
S7、脱空区实时处理；
S8、质量检测；
S9、进行下一工序。
施工前对隧道初支断面净空进行测量和检查，对侵限部分进行处理，处理后进行复测。
检测合格后，进行清底和基面处理，人工配合反铲挖机进行清底，初支基面集中漏水部位进行注浆堵水，渗水部位施作防水砂浆刚性防水层或堵漏灵，自拱顶向两侧将基面外露的钢筋头、铁丝、锚管、排管、锚杆等尖锐物切除锤平，并用砂浆抹平顺，处理后进行验收。
所述步骤S3中，对于围岩表面开挖平整度较好的情况，采用液位连通式防脱空装置，液位连通式防脱空装置包括液位连通接触端子、液位继电器、第一接触器和第一指示灯。
所述步骤S3中，设置防脱空装置时，先进行土工布的铺设，然后挂设防水板，最后安装传感器，接触端子安置于防水板上，当混凝土浇筑到接触端子高度时，利用混凝土中水的导电性，接触端子与混凝土连接形成回路，继电器工作，指示灯亮起，表明混凝土浇筑充实，无脱空，反之表明混凝土浇筑不充实，存在脱空。
所述步骤S3中，当围岩表面不够平整时，采用压触连通式防脱空装置，压触连通式防脱空装置包括压力传感器接触端子、压力继电器、第二接触器和第二指示灯。
所述步骤S3中，设置防脱空装置时，先进行土工布的铺设，然后安装传感器，最后挂设防水板，利用浇筑混凝土对埋置于拱顶土工布与防水板之间的压力传感器产生压力，压力传感器的铜箔片连通形成回路，压力继电器工作，指示灯亮起，表明混凝土浇筑充实，无脱空，反之表明混凝土浇筑不充实，存在脱空。
采用射钉枪铺设土工布，防水板超前二次衬砌一模衬砌施工，采用射钉枪固定垫圈间距，固定拱部垫圈间距0.5-0.8m，边墙垫圈间距0.8-1.0m，采用红外线热熔焊机焊接垫圈与防水板，防水板接缝采用自动爬行热焊机焊接。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
相比于传统的检测方法，隧道衬砌拱顶脱空主动监测施工工法可在浇筑过程中实时判断衬砌脱空区；可根据识别的衬砌脱空区进行及时补空，避免了因顶拱衬砌脱空区导致的衬砌破坏，确保了衬砌结构的整体稳定；减少后期衬砌检测及补空工作量，加快了工程进度，该施工工法施工作业简便，不需要特殊的机械设备，容易被推广应用。使用本工法对隧道拱顶脱空进行实时主动监测，能够及时确定浇筑衬砌时隧道拱顶的脱空情况，不需要在衬砌完成后使用传统监测方法对拱顶脱空情况进行重复监测，节省人力物力。同时，使用该法能够有效的避免隧道拱顶脱空，降低了对脱空区的重复处理以及后期对二次衬砌渗水、开裂、掉块等问题治理的投入。
附图说明
图1为本发明的施工流程示意图；
图2为本发明液位连通式衬砌拱顶防脱空装置工作原理图；
图3为本发明压触连通式衬砌拱顶防脱空装置工作原理图；
图中：1为液位连通接触端子、2为液位继电器、3为压力传感器接触端子、4为压力继电器、51为第一接触器、52为第二接触器、61为第一指示灯、62为第二指示灯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，包括以下步骤：
S1、施工准备；
S2、判断围岩表面是否平整；
S3、根据围岩开挖的平整度情况，选择合适的防脱空装置进行安装设置；
S4、浇筑衬砌；
S5、实时检测脱空区；
S6、判断是否存在脱空区；
S7、脱空区实时处理；
S8、质量检测；
S9、进行下一工序。
优选的，施工前对隧道初支断面净空进行测量和检查，对侵限部分进行处理，处理后进行复测。
优选的，检测合格后，进行清底和基面处理，人工配合反铲挖机进行清底，清底过程中应注意对隧道初支的保护，初支基面集中漏水部位进行注浆堵水，渗水部位施作防水砂浆刚性防水层或堵漏灵，做到无滴水、漏水、淌水、线流或泥砂流出，保证基面干燥、清洁。自拱顶向两侧将基面外露的钢筋头、铁丝、锚管、排管、锚杆等尖锐物切除锤平，并用砂浆抹平顺，不得出现尖锐物，处理后进行验收。
优选的，步骤S3中，对于围岩表面开挖平整度较好的情况，采用液位连通式防脱空装置，液位连通式防脱空装置包括液位连通接触端子1、液位继电器2、第一接触器51和第一指示灯61，工作电压采用24V安全电压。
优选的，步骤S3中，设置防脱空装置时，先进行土工布的铺设，然后挂设防水板，完成防水板挂设后，在隧道拱部中线位置的防水板上使用防水胶带安设3组共6个接触端子，安装时应确保接触端子固定良好，防水板与围岩紧密贴合，接触端子与防水板贴合紧密，连接导线平直。考虑到混凝土的导电性，每组接触端子布设间距为1.0m，接触端子安置于防水板上，当混凝土浇筑到接触端子高度时，利用混凝土中水的导电性，接触端子与混凝土连接形成回路，继电器工作，指示灯亮起，表明混凝土浇筑充实，无脱空，反之表明混凝土浇筑不充实，存在脱空。
优选的，步骤S3中，当围岩表面不够平整时，采用压触连通式防脱空装置，压触连通式防脱空装置包括压力传感器接触端子3、压力继电器4、第二接触器52和第二指示灯62，工作电压采用24V安全电压。
优选的，步骤S3中，设置防脱空装置时，先进行土工布的铺设，然后安装传感器，最后挂设防水板，土工布铺设完成后，在隧道拱部中线位置的土工布上安装一条监测带，检测带上等距布设有传感器，利用浇筑混凝土对埋置于拱顶土工布与防水板之间的压力传感器产生压力，压力传感器的铜箔片连通形成回路，压力继电器4工作，指示灯亮起，表明混凝土浇筑充实，无脱空，反之表明混凝土浇筑不充实，存在脱空。
优选的，采用射钉枪铺设土工布，防水板超前二次衬砌一模衬砌施工，采用射钉枪固定垫圈间距，固定拱部垫圈间距0.5-0.8m，边墙垫圈间距0.8-1.0m，采用红外线热熔焊机焊接垫圈与防水板，防水板接缝采用自动爬行热焊机焊接。
分离式防水板铺挂前，用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上，土工布搭接宽度50mm，每幅防水板布置适当排数垫圈，每排垫圈距防水板边缘40cm左右，拱部垫圈间距50-80cm，2-3个垫圈/m2，边墙垫圈间距80-100 cm，1-2个垫圈/m2。分离式防水板采用自上向下的顺序铺设，松紧应适度并留有余量。
土工布搭接不少于10cm，防水板的搭接宽度不应小于15cm，环向铺设时，下部防水板应压住上部防水板。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm，焊接严密，不得焊焦焊穿。三层以上塑料防水板的搭接形式必须是“T”型接头。分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。铺设好的防水板注意成品保护，绑扎或焊接钢筋时，采取措施应避免对卷材造成破坏，混凝土振捣时，振捣棒不得接触防水板，以防防水板受到损伤。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工准备；
S2、判断围岩表面是否平整；
S3、根据围岩开挖的平整度情况，采用防脱空装置进行安装设置；
S4、浇筑衬砌；
S5、实时检测脱空区；
S6、判断是否存在脱空区；
S7、脱空区实时处理；
S8、质量检测；
S9、进行下一工序；
所述步骤S3中，对于围岩表面开挖平整度较好的情况，采用液位连通式防脱空装置，液位连通式防脱空装置包括液位连通接触端子、液位继电器、第一接触器和第一指示灯；
所述步骤S3中，当围岩表面不够平整时，采用压触连通式防脱空装置，压触连通式防脱空装置包括压力传感器接触端子、压力继电器、第二接触器和第二指示灯。
2.根据权利要求1所述的软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，其特征在于：施工前对隧道初支断面净空进行测量和检查，对侵限部分进行处理，处理后进行复测。
3.根据权利要求2所述的软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，其特征在于：检测合格后，进行清底和基面处理，人工配合反铲挖机进行清底，初支基面集中漏水部位进行注浆堵水，渗水部位施作防水砂浆刚性防水层或堵漏灵，自拱顶向两侧将基面外露的钢筋头、铁丝、锚管、排管、锚杆切除锤平，并用砂浆抹平顺，处理后进行验收。
4.根据权利要求1所述的软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，其特征在于：所述步骤S3中，设置防脱空装置时，先进行土工布的铺设，然后挂设防水板，最后安装传感器，接触端子安置于防水板上，当混凝土浇筑到接触端子高度时，利用混凝土中水的导电性，接触端子与混凝土连接形成回路，继电器工作，指示灯亮起，表明混凝土浇筑充实，无脱空，反之表明混凝土浇筑不充实，存在脱空。
5.根据权利要求1所述的软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，其特征在于：所述步骤S3中，设置防脱空装置时，先进行土工布的铺设，然后安装传感器，最后挂设防水板，利用浇筑混凝土对埋置于拱顶土工布与防水板之间的压力传感器产生压力，压力传感器的铜箔片连通形成回路，压力继电器工作，指示灯亮起，表明混凝土浇筑充实，无脱空，反之表明混凝土浇筑不充实，存在脱空。
6.根据权利要求4或5所述的软岩隧道衬砌拱顶防脱空主动监测施工工法，其特征在于：采用射钉枪铺设土工布，防水板超前二次衬砌一模衬砌施工，采用射钉枪固定垫圈间距，固定拱部垫圈间距0.5-0.8m，边墙垫圈间距0.8-1.0m，采用红外线热熔焊机焊接垫圈与防水板，防水板接缝采用自动爬行热焊机焊接。
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