一种采空区病害隧道修补结构及其方法与流程

本发明属于隧道修补的，具体涉及一种采空区病害隧道修补结构及其方法。

背景技术：

1、随着国内交通的发展，隧道修建的范围越来越大，隧道修建运营过程中不可避免地会穿越采空区不良地质段，采空区的沉降和地表变形会使原有的隧道支护体系失稳，从而造成地表不均匀沉降以及隧道发生严重错台，二次衬砌变形开裂破坏，采空区处治不当会给隧道带来极大的安全隐患，目前针对隧道的修复一般采取锚固以及钢拱架等被动防护的形式进行，但此维修结构会侵入隧道内部，造成隧道内部净空减小、隧道不够美观，且隧道容易在锚定处出现漏水现象。

2、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种采空区病害隧道修补结构及其方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种采空区病害隧道修补结构，所述修补结构包括：

4、锚孔，所述锚孔沿隧道的径向延伸，并在隧道的待修补位置呈阵列分布；

5、带槽，所述带槽设置在隧道内壁，并经过隧道同一周向的多个所述锚孔，在所述带槽内铺设有钢带，所述钢带上设有对应所述锚孔的穿孔；

6、钢纤维层，所述钢纤维层贴紧隧道内壁，在所述钢纤维层上开设有对应所述锚孔的缺口；

7、锚索，所述锚索一端穿过所述钢纤维层和所述钢带后伸入所述锚孔底部，所述锚索另一端通过锁具限位于隧道内壁；

8、所述锁具通过托盘限位于钢带上，所述托盘中部设有容纳所述锁具的锁套，所述锚孔的孔口处设有对应所述锁套的扩孔段，向所述锚孔内注浆以使所述锚索对隧道外围岩形成锚固。

9、优选的，所述锁具包括限位套和楔形块，所述锚索对应穿过所述限位套，在所述限位套和所述锚索之间设有楔形块，所述楔形块的较大端向远离锚孔孔底的一侧突出，以沿径向挤压并锁紧所述锚索外壁。

10、优选的，所述锁套端部设有对应挡止所述限位套的挡板。

11、优选的，所述钢纤维层和隧道内壁之间涂有防水涂料。

12、优选的，所述锚索外壁套接有对应隧道防水层的密封套，所述密封套连通沿所述锚索延伸的注浆通道，所述密封套外部设有多个环形容置槽，所述环形容置槽内设有密封介质，响应于通过注浆通道对密封套进行注浆，所述密封套涨起后贴紧所述锚孔对应的隧道防水层，使密封介质对密封套和隧道防水层形成密封。

13、优选的，所述密封套外壁伸出有多个弹性垫片，所述弹性垫片的直径大于所述锚孔的内径，任意相邻的两个所述弹性垫片形成所述环形容置槽，在所述环形容置槽的底部涂有膏状密封介质。

14、优选的，所述密封套为橡胶材质，其两端通过箍件固定在所述锚索外壁，所述弹性垫片与所述密封套一体成型。

15、一种采空区病害隧道修补方法，通过任一修补结构对隧道进行修补，步骤s1，对隧道内壁的掉块和裂缝进行处理；

16、步骤s2，在待修补位置打设钻孔，钻孔完成后对孔口处进行扩孔形成扩孔段；

17、步骤s3，扩孔完成铺设钢纤维层，将锚索下放至锚孔后，通过锚固剂使锚索锚定隧道外围岩；

18、步骤s4，依次安装钢带和托盘，使托盘的锁套伸入锚孔的扩孔段，通过锁具在锁套内部锁紧锚索，通过张拉使锚索产生预应力；

19、步骤s5，通过锚索对锚孔进行注浆，使锚索与锚孔固结为一体，注浆完成后切除伸出托盘远离所述锚孔一侧的部分。

20、优选的，对于掉块的处理步骤包括：

21、清除衬砌松动部分，并清理衬砌表层油污、油漆及隧道附件；

22、缺陷处砼表面凿成粗糙状，利用聚合物改性水泥基修补砂浆修补衬砌掉块和掉角的部位；

23、48小时后对隧道内壁进行防护面涂料的涂装。

24、优选的，对于掉块的处理步骤包括：

25、用封堵胶对裂缝进行封堵，并采用堵漏修补剂进行修补；

26、沿裂缝延伸方向每隔150cm采用针管式注浆法，对裂缝进行注浆回填，注浆材料选用水灰比为0.4的加固型水泥基特种灌浆料，注浆压力为0.3～0.5mpa。

27、有益效果：设置钢带和钢纤维层，将锚索连点为面，从而保证对隧道衬砌的防护能力，避免二次掉块或裂隙产生，锚孔设置扩孔段，可以容置锚固设备的锁具，从而避免锚索侵入隧道内部空间，保证隧道内部平整和美观性。化被动防护为主动防护，通过施加预应力，锚索将隧道浅层不稳定的力传递到深部稳定岩层，提高处治措施的有效性。

技术特征：

1.一种采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述修补结构包括：

2.根据权利要求1所述的采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述锁具包括限位套和楔形块，所述锚索对应穿过所述限位套，在所述限位套和所述锚索之间设有楔形块，所述楔形块的较大端向远离锚孔孔底的一侧突出，以沿径向挤压并锁紧所述锚索外壁。

3.根据权利要求2所述的采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述锁套端部设有对应挡止所述限位套的挡板。

4.根据权利要求1所述的采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述钢纤维层和隧道内壁之间涂有防水涂料。

5.根据权利要求1所述的采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述锚索外壁套接有对应隧道防水层的密封套，所述密封套连通沿所述锚索延伸的注浆通道，所述密封套外部设有多个环形容置槽，所述环形容置槽内设有密封介质，响应于通过注浆通道对密封套进行注浆，所述密封套涨起后贴紧所述锚孔对应的隧道防水层，使密封介质对密封套和隧道防水层形成密封。

6.根据权利要求5所述的采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述密封套外壁伸出有多个弹性垫片，所述弹性垫片的直径大于所述锚孔的内径，任意相邻的两个所述弹性垫片形成所述环形容置槽，在所述环形容置槽的底部涂有膏状密封介质。

7.根据权利要求6所述的采空区病害隧道修补结构，其特征在于，所述密封套为橡胶材质，其两端通过箍件固定在所述锚索外壁，所述弹性垫片与所述密封套一体成型。

8.一种采空区病害隧道修补方法，通过权利要求1-7任一所述的修补结构对隧道进行修补，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的采空区病害隧道修补方法，其特征在于，对于掉块的处理步骤包括：

10.根据权利要求8所述的采空区病害隧道修补方法，其特征在于，对于掉块的处理步骤包括：

技术总结本发明属于隧道修补的技术领域，具体涉及一种采空区病害隧道修补结构及其方法，修补结构包括锚孔、带槽、钢纤维层和锚索，钢纤维层贴紧隧道内壁，在钢纤维层上开设有对应锚孔的缺口，锚索一端穿过钢纤维层和钢带后伸入锚孔底部，锚索另一端通过锁具限位于隧道内壁；锁具通过托盘限位于钢带上，托盘中部设有容纳锁具的锁套，锚孔的孔口处设有对应锁套的扩孔段，向锚孔内注浆以使锚索对隧道外围岩形成锚固。设置钢带和钢纤维层，将锚索连点为面，从而保证对隧道衬砌的防护能力，避免二次掉块或裂隙产生，保证隧道内部平整和美观性。化被动防护为主动防护，通过施加预应力，锚索将隧道浅层不稳定的力传递到深部稳定岩层，提高处治措施的有效性。技术研发人员：王丰年,薛保勇,李泽玮,尉茂森,郭东红,李贤达,任宏玉,周祥文,赵春吉,张军,杨琨,师永祥受保护的技术使用者：山西省交通科技研发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9