混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土结构空腔、空洞的修复处理方法，属于地铁混凝土施工技术领域，特别是涉及一种混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法。

背景技术

采用暗挖法施工的地铁混凝土结构隧道，在建设期因对开挖土体存在超挖和在进行混凝土浇捣过程中，模板内的空气未能有效排出或漏振，使混凝土局部形成大小不一的空腔。形成空腔位外表水泥浆体或水泥沙浆体受列车运行振动影响和渗漏水溶蚀影响，空腔位外表面混凝土层出现碎裂，碎裂掉块位形成空洞。空腔和空洞受外水头影响出现漏、流水问题。隧道出现空腔位碎裂面时随时都会产生掉块，对地铁列车运行安全存在病害隐患。

混凝土结构空腔，空洞的常规修复处理方法。

一.清除空腔位表面碎裂混凝土，重新浇捣混凝修复方法

①设立施工操作平台；②清除空腔面混凝土；③引排漏水、流水；④设立模板；⑤重新浇筑混凝土；⑥待凝后对引流水孔进行注浆封水处理；⑦待凝后拆除模板；⑧恢复列车运行。

存在问题：

1.清除和清理混凝土量余泥量过大同时增加修复回填量，清理和重新浇筑混凝土工作量大。

2.设立施工操作平台和立模板，占用轨道、地铁列车无法通行。

3.由于施工周期长，列车停运对社会交通存在一定的影响。

二.对空腔位采用回填注浆修复方法

①对空腔位进行立架支模；②对漏水、流水引排；③对空腔进行水泥等材料进行充填注浆；④对引排孔进行封水注浆；⑤待凝后拆除模板。

存在问题：

由于空腔位表层混凝土碎裂自稳性差，直接回填注浆，易造成碎裂面大面积脱落，须设立支架模板。支架模板占用轨道，列车无法通行。施工工期和充填水泥浆体待凝的时间导致列车停运，对社会交通存在一定的影响。

三.采用外贴钢板修复方法

①空腔位漏水、流水引排；②空腔位混凝土基面清理；③外贴钢板；④待凝后对钢板预留注浆孔进行空腔位水泥充填注浆(引排水孔)；⑤待凝后拆除注浆孔。

存在问题：

1.如空腔处于隧道顶拱，下方为接触网时，钢板易产生高压静电流，影响列车安全运行和对隧道混凝土不利。

2.钢板粘贴安装和空腔充填注浆期间，列车无法正常运行。

3.采用钢板粘贴修复费用较大。

四.采用外贴芳纶布修复方法

通常处于隧道上半圆空腔位都存在渗水、漏水、流水问题，空腔位碎裂混凝土存在湿渗问题，芳纶布材料粘贴的胶粘剂无法在湿渗的碎裂混凝土基面进行粘贴。在列车运行振动和空腔位充填注浆过程中，芳纶布都会随时脱落，影响列车安全运行。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，采用敷贴稳定空腔表面碎裂渗湿混凝土，能有效解决渗湿混凝土的湿面粘贴和浆液亲水面渗透粘结问题，及时有效控制空腔位碎裂混凝土的失稳掉落，确保列车的运行安全。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的。

一种混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，该锚注修复方法包括以下步骤：

1)依检测资料，定出混凝土空腔位修复面积范围，找出漏、流水位进行导排处理；对空腔位进行空腔修复处理。

2)对空腔位处理面进行清理；

3)对清理面涂刷界面剂和敷贴无纺布；

4)对敷贴无纺布面上布设锚注孔(深孔)和注浆孔(浅孔)；

5)先锚注孔注浆后注浆孔注浆；

6)对引排水孔进行复合注浆处理；待凝后清除注浆管口进行表面整饰。

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，步骤1)中，首先依空洞、空腔位漏、流水情况进行导排处理，将漏、流水引排至水沟，对空腔碎裂面出现空洞位进行修复，再进行空腔位进行敷罩稳定锚注加固处理；对于漏流水孔进行止水加固处理，对于较大流水部位，首先采用单浆液水泥-水玻璃材料注浆专利号：3973655，进行快速充填封固流水；

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，步骤2)中，对检测出来的碎裂面空腔位进行基面清理，在清理中查找漏、流水点位，将漏、流水进行导排至区间水沟内。

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，步骤3)中，对已清理和导排漏、流水的碎裂空腔位混凝土基面清理和涂刷环氧材料界面剂；采用重复涂刷，使界面剂在充分被混凝土吸附后形成初粘膜层后将预裁好的无纺布，并将其敷贴在界面剂粘膜层上，要求平整无气泡；

在无纺布层上均匀涂刷环氧界面剂形成敷罩面层。

先对锚固孔进行水泥注浆，水灰比0.6～1：1，施灌压力0.1～0.2mpa；后进行环氧类灌浆材料注浆，施灌压力0.2～0.3mpa，使深孔注浆与注浆管形成锚固拉栓，稳定空腔层敷贴面层，防止注浆增重坠落。

上述混凝土结构空腔渗流水敷贴稳定锚注修复方法，步骤4)中，待凝后在敷贴面层上布孔，布孔分锚固孔和注浆充填孔；

锚固孔孔深至空腔底坚实混凝土8～10cm；锚固孔孔距40cm；

注浆孔孔深至空腔底下3～5cm；注浆孔孔径在两锚固孔中。

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，步骤5)中，先对锚固孔进行水泥浆注浆，水灰比0.6～1：1，施工压力0.1～0.2mpa；后进行环氧类注浆材料注浆，施灌压力0.2～0.3mpa，使深孔注浆与注浆管形成锚固拉栓，稳定空腔层敷贴面层，防控浆体重量增加坠落。

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，

步骤5)中，先对注浆孔进行环氧类灌浆材料注浆，增强空腔内水泥浆与结构混凝土的粘结力，施灌压力0.3～0.4mpa，要求进行多次重复施灌，提高水泥浆体和水泥浆体与空腔周边混凝土的粘结强度。

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，施工前，当大面积空腔碎裂面出现碎裂混凝土掉块形成空洞时，应首先对形成的空洞进行修补与空腔面形成一个封闭面；所述空洞修复工艺的步骤如下：

空洞内清理；植入膨胀螺丝；涂刷界面剂；分层压填环氧修补沙浆；和预埋注浆管；对预埋管注浆；表面修饰。

上述混凝土结构空腔渗-流水敷贴稳定锚注修复方法，步骤6)中，对空腔位引排水孔进行水泥浆-环氧材料复合注浆；对空腔位处理面进行清除注浆管整饰处理。

空洞修复过程为：空洞内清理、植入膨胀螺丝、涂刷界面剂、分层压填环氧修补沙浆和预埋注浆管、对预埋管注浆、表面修饰。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

1)不影响列车的正常开通运行，对社会交通不产生负面影响；

2)解决湿润碎裂空腔位表面混凝土的渗透粘结稳定的难题；

3)节约空腔位混凝土清除清运量和减少混凝土的回填量；

4)适用于地铁列车停运后2小时的作业要求，并满足第二天列车的运行；

5)采用敷贴锚注修复空腔利用敷贴稳定空腔碎裂混凝土面和化学锚杆控制碎裂面混凝土的自坠影响，同时采用环氧材料与水泥浆复合注浆技术，不但解决提高新旧物体界面的粘结能力，同时环氧材料的高渗透性提高水泥浆体的密实性和强度。

混凝土界面剂：

JC/T 907-2018(2018.9.1实施)

中华人民共和国建材行业标准

表1物理力学性能要求

表2养护周期的时间偏差

混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料：

中华人民共和国建材行业标准

JC/T1041～2007(2007—11—1实施)

表3环氧树脂灌浆材料浆液性能

表4单项试验抽样数量

环氧树脂砂浆技术规程：

DL/T5193—2004(标准)

表4.1 1-1EP 01441-310型环氧树脂技术指标

附图说明

图1显示的是大面积空腔碎裂面敷贴稳定空腔锚注布孔示意图。

具体实施方式

以下通过具体较佳实施例结合效果试验例来对本发明作进一步的详细说明，但这些实施例只是为了说明，不是对本发明的限制。除非特别说明，实施例所述的含量均为质量百分比含量。

由于暗挖隧道在施工期混凝土浇捣时，因模板内空气无法排出形成空腔体。空腔体外侧因模板支护形成厚薄不一的空腔位表面混凝土沙浆层，拆模板后暂无法查看空腔存在，在列车运行振动和外水渗流的影响下，薄弱的空腔表层混凝土出现面的碎裂块并产生碎裂掉块和漏、流水问题对运行地铁列车带来一点的安全隐患。

为确保列车正常安全运行，降低对社会交通的影响，对突发性漏、流水空腔位碎裂面的稳定处理，敷贴稳定锚注修复处理技术是运行地铁突发性大面积空腔位混凝土掉块，漏、流水病害有效安全的应急处理措施，其特点是：可利用地铁夜间停运的2-3小时的作业时间进行，在导排水后，采用环氧界面剂，在潮湿的碎裂混凝土面形成敷贴罩面层稳定碎裂面混凝土。

为下一步空腔充填修复创造安全施工环境，有效解决地铁列车不停运，安全行驶的条件下，混凝土大面积空腔漏、流水的处理难题。重点解决漏、流水碎裂混凝土的粘贴自稳的技术问题，其技术效益为列车不停运下的社会效益和经济效果，与常规的立模回填，钢板加固，芳纶布处理，节省投资处理费用。

本发明的一种采用敷贴稳定空腔表面碎裂渗湿混凝土，有效解决了渗湿混凝土的湿面粘贴和浆液亲水面渗透粘结问题，及时有效控制空腔位碎裂混凝土的失稳掉落，确保列车的运行安全。

结合采用锚注充填空腔位，通过注浆孔形成的化学锚栓和水泥-环氧注浆材料，形成无收缩，具有良好粘结性固结体至今已18年效果稳定。

采用敷贴稳定锚注处理混凝土空腔位的修复，全施工过程在列车停运后的2-3小时内进行，确保列车的正常安全运行，为社会交通创下良好的社会影响和经济效果。

由于能在渗、湿基面进行敷贴稳定减少混凝土的清除和重新浇筑，节约处理投资费用和工期。是及时快速稳定空腔碎裂面掉块和确保列车正常通行的有效应急处理措施和修补技术。

本发明提供一种适用于运行地铁隧道内大面积空腔位碎裂面漏、流水掉块病害的应急修复方法，一方面防止隧道空腔位面碎裂混凝土块掉落和流水影响列车运行安全，另一方面在敷贴稳定空腔碎裂面后进行空腔内锚注修复。

轨道交通不停运下隧道大面积空腔位碎裂渗、湿混凝土的修复技术-敷贴稳定锚注充填修复方法。

1.对检测出来的碎裂面空腔位进行基面清理，在清理中查找漏、流水点位，将漏、流水进行导排至区间水沟内。

2.对已清理和导排漏、流水的碎裂空腔位混凝土基面进行清理和涂刷环氧材料界面剂，采用重复涂刷，使界面剂在充分被混凝土吸附后形成初粘膜层后将预裁好的无纺布敷贴在界面剂粘膜层上要求平整无气泡，在无纺布层上均匀涂刷环氧界面剂形成敷贴罩面层。

3.待凝后在敷贴面层上布孔，布孔分锚固孔和注浆充填孔。锚固孔孔深至空腔底坚实混凝土8～10cm，注浆孔孔深至空腔底下3～5cm，锚固孔孔距40cm，注浆孔孔径在两锚固孔中，见图1，采用早强水泥外封埋管。

4.先对锚固孔进行水泥浆，水灰比0.6～1：1，施工压力0.1～0.2mpa，后进行环氧材料注浆，施灌压力0.2～0.3mpa，使深孔注浆与注浆管形成锚固拉栓，稳定空腔层敷贴面层，防止注浆体重增加坠落。

5.对注浆孔进行环氧注浆，增强空腔内底水泥浆与结构混凝土的粘结力，施灌压力0.3～0.4mpa，要求进行多次重复施灌，确保碎裂混凝土内侧面的渗透固结补强效果。

6.施工前大面积空腔碎裂面出现碎裂混凝土掉块形成空洞时应首先对形成的空洞进行修补与空腔面形成一个封闭面。

7.对空腔位引排水孔进行水泥浆-环氧材料复合注浆。

8.对空腔位处理面进行清除注浆管整饰处理。

空洞修复：

①空洞内清理；②植入膨胀螺丝；③涂刷界面剂；④分层压填环氧修补沙浆和预埋注浆管；⑤对预埋管注浆；⑥表面修饰。

本发明在运行列车振动荷载作用下，混凝土大面积碎裂面渗水、漏水、流水的敷贴稳定技术。

混凝土空腔位内环氧类注浆材料与水泥浆复合注浆技术，形成复合体锚栓与充填修复技术。

环氧类注浆材料改善和增强水泥充填浆体的粘结能力，降低水泥浆体的自收缩性，提高水泥充填浆体的力学强度。

空腔大流水采用单浆液水泥-水玻璃材料快速充填封固流水。(专利号：3973655)

如图1所示，本发明的采用敷贴稳定空腔表面碎裂渗湿混凝土的修复工艺流程：

依检测资料划定空腔位修复面积范围；找出漏～流水位进行导排处理；空腔位修复，对空腔位处理面进行清理；对清理面涂刷界面剂和敷贴无纺布；对敷贴无纺布面上布设锚注孔(深孔)和注浆孔(浅孔)；先锚注孔注浆后注浆孔注浆；对引排水孔进行复合注浆处理；待凝后清除注浆管口表面整饰。

由于暗挖隧道在施工期混凝土浇捣时，因模板内空气无法排出形成空腔体，空腔体外侧因模板支护形成厚薄不一的空腔位表面混凝土沙浆层，拆模板后暂无法查看空腔存在，在列车运行振动和外水渗流的影响下，薄弱的空腔表层混凝土出现面的碎裂块并产生碎裂掉块漏-流水对运行地铁列车带来安全隐患。

为确保列车正常安全运行，降低对社会交通的影响，对突发性漏—流水空腔位碎裂面的稳定处理，敷贴稳定锚注修复处理技术是运行地铁突发性大面积空腔位混凝土掉块，漏—流水病害有效安全的应急处理措施，其特点是

可利用地铁夜间停运的2-3小时的作业时间进行，在导排水后，采用环氧界面剂，在潮湿的碎裂混凝土面形成敷贴罩面层稳定碎裂面混凝土。为下一步空腔充填修复创造安全施工环境，有效解决地铁列车不停运，安全行驶的条件下，混凝土大面积空腔漏—流水的处理难题。重点解决漏-流水碎裂混凝土的粘贴自稳的技术问题，其技术效益为列车不停运下的社会效益和经济效果，与常规的立模回填，钢板加固，芳纶布处理，节省投资处理费用。

效果试验例1

某地铁暗挖隧道区间地铁列车开通运行中，受近邻施工爆破影响，隧道结构二衬近30m范围表层混凝土出现裂纹和碎裂掉块，经检查混凝土出现大面积空腔和掉块空洞病害表征。

在里程K9+703隧道12点钟位，二衬混凝土掉块，面积约0.05㎡，从掉块洞腔可见混凝土双层钢筋，经现场触探，洞腔横向宽约2.8m，纵向长2.3m。空腔内净高17～20m，空腔面积约5.88㎡，受爆破振动影响空腔位表层混凝土碎裂，周边约6㎡范围出现爆破振动裂纹。同时在K9+724隧道12点钟位出现约1.0㎡的空腔裂面。

由于空腔碎裂面积较大，又处于隧道顶部接触网上部，位于列车轨行区内，随时掉块对列车安全运行随时构成病害隐患，若采用支模板保护处理，因面积处理范围大，列车停运时间长，经现试验采用敷罩渗入稳固锚注新技术，及时稳定空腔碎裂混凝土，控制随时掉块问题，结合低压慢注重复施灌工艺，有效解决列车安全运行下的混凝土大面积空腔，空洞修复问题，经年列车运行处理效果稳定。修复后，经监测满足地铁安全运行要求。

效果试验例2

某地铁暗挖隧道建成投入使用8年，受外水渗流和列车振动影响，隧道顶拱位1-11点位混凝土二衬表面出现裂缝掉块，掉块空洞面积约1.0㎡，空洞脱空高差在5～15cm，高低不一，空洞周边混凝土脱空，单个脱空空腔约4.0-5.0㎡，沿隧道纵向长度约5.0～10.0m，经雷达探测上行空腔纵向45m，共4个部位，最大空腔纵向长10m，最大空洞纵向长6.0m。

究其原因是施工工程出现欠挖或超挖，浇捣混凝土时积聚的空气未能及时排出形成气腔，受长期渗漏水影响二衬结构表层混凝土产生溶蚀受损，混凝土出现溶蚀病害，强度下降，在列车运行振动作用下，当这种振动影响大于空腔表面混凝土抗拉剪界应力值时，空腔位表层混凝土产生碎裂掉块形成空洞，显示隐蔽的空腔缺陷。

采用敷罩稳定锚注加固处理的修复技术，处理后的空洞、空腔位表面无渗水，处理效果稳定，满足列车不停运安全运行要求。

敷贴稳定锚注加固处理的修复技术这个具体工艺过程是：

1)依检测资料划定空腔位修复范围，找出漏、流水位进行导排处理；

2)对空洞位进行修复处理；

3)对空腔位处理面进行清理；

4)对清理面涂刷界面剂和敷贴无纺布；

5)对敷贴无纺布面上布设锚注孔(深孔)和注浆孔(浅孔)；

6)先锚注孔注浆后注浆孔注浆；

7)对引排水孔进行复合注浆处理；待凝后清除注浆管口表面整饰。

采用敷贴稳定锚注加固处理修复技术，及时稳定空腔位碎裂受损混凝土，确保列车的安全运行，修复后隧道空腔位混凝土无湿迹经多年列车运行处理效果稳定，同时避免大面积清理，节省投资和作业时间。修复后，经监测满足地铁安全运行要求。

效果试验例3

某暗挖隧道开通运行后在隧道上半圆2点～10点位出现不同性状的渗漏水及碎裂掉块问题，渗漏面大小不一，呈多点多部位分布，根据缺陷分析，主要是在混凝土浇捣中出现跑模，钢筋外保护层混凝土厚度较薄，可从掉块的空洞口看见位于洞口的钢筋和裸露的防水卷材，洞口及周边混凝土出现渗水，流水问题。由于施工时混凝土浇捣不密实，外水渗流形成良好的渗水，流水通道。

首先，依空洞、空腔流水情况布孔进行流水导排，对碎裂掉块的空洞进行修复，再对空腔位采用敷罩稳定锚注加固修复处理技术。最后对导排流水孔采用水泥浆和环氧类灌浆材料充填止水，较大流水采用单浆液水泥-水玻璃注浆材料(专利号：ZL201811382849.4)进行充填止水处理。

敷贴稳定锚注加固处理的修复技术这个具体工艺过程是：

3)依检测资料划定空腔位修复范围，找出漏、流水位进行导排处理；

4)对空洞位进行修复处理；

3)对空腔位处理面进行清理；

4)对清理面涂刷界面剂和敷贴无纺布；

5)对敷贴无纺布面上布设锚注孔(深孔)和注浆孔(浅孔)；

6)先锚注孔注浆后注浆孔注浆；

7)对引排水孔进行复合注浆处理；待凝后清除注浆管口表面整饰。

经过处理修复后，有效封控空洞的大流水通道，混凝土空洞、空腔无湿迹，空腔位混凝土平整稳定，空洞位与周边混凝胶结紧密，处理效果稳定。修复后，经监测满足地铁安全运行要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。