一种可快速施工的混凝土结构深层修复方法与流程

本发明涉及一种可快速施工的混凝土结构深层修复方法，属于隧道结构病害处治施工。

背景技术：

1、受修建技术、工程地质及水文地质条件等多因素的影响，已建成的隧道随着运营时间的增长，隧道病害问题日益凸显，相对常见的隧道病害包括衬砌裂缝、衬砌厚度不足、衬砌材料劣化以及衬砌背后空洞等，上述病害的出现将严重影响到隧道的正常运营，处治施工不当则可能诱发交通安全、结构安全等事故。

2、目前，针对隧道衬砌结构的加固方案细分为两大类，其一是诸如钢带加固、锚网喷套拱或钢架套拱的外层结构补强方案，但其所能提供的承载能力相对有限，且无法解决隧道衬砌裂缝诱发的渗漏水问题；其二是衬砌结构拆除重筑方案，其可有效根治混凝土结构病害问题，但存在处治工期长、修复费用高、施工风险大等诸多问题，一般不推荐使用。

3、可以看出，目前针对结构病害修复的方法或是过于简单，或是过于复杂，从而无法灵活应对复杂多样的结构病害问题。针对上述情况，研究一种可快速施工的混凝土结构深层修复方法具有重大的实际意义。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的是提供一种可快速施工的混凝土结构深层修复方法，以至少解决背景技术提到的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种可快速施工的混凝土结构深层修复方法，包括以下步骤：

4、s1、根据混凝土结构病害的具体情况，对缺陷区域进行拆除、处治；

5、s2、在拆除区域布置钢筋网片，在钢筋网片上安装灌浆管及钢板辅助固定基座，且按灌浆管设置区域由下至上对灌浆管进行编号；

6、s3、借助钢板辅助固定基座并采用分块拼接法由下至上在混凝土拆除区域外表面快速安装外贴钢板；

7、s4、外贴钢板安装完成后，在其外侧施加受力支撑结构；

8、s5、借助预先设置好的灌浆管进行浆液灌浆压注施工，将外贴钢板背后的缺陷区域填充密实，进而形成受力可靠，防水有效的混凝土修复结构。

9、进一步地，步骤s1中，对缺陷区域进行拆除及处治的具体步骤为：

10、s1.1、通过人工检测或设备检测方法确定混凝土衬砌结构病害范围，

11、s1.2、在混凝土衬砌结构病害区域前后位置设置临时环向钢支撑，作为混凝土结构修复过程中的临时加固措施，

12、s1.3、采用高压射水对混凝土结构病害区域进行逐层拆除，直至将混凝土缺陷部位全部清除，或拆除至内层钢筋深度；

13、s1.4、对拆除后的混凝土表面进行清洗并充分湿润，其后在混凝土拆除面涂刷混凝土防水界面涂料。

14、进一步地，步骤s1.3中，混凝土结构的拆除深度根据病害的具体情况灵活调整：

15、常规区域拆除至第一层钢筋位置或素混凝土衬砌结构不小于6cm深度；

16、有裂缝的区域局部加深拆除至第二层钢筋位置或素混凝土衬砌结构不大于30cm深度；

17、背后有空洞的区域采用钻孔法钻至空洞区，其后根据拆除后的空腔区域设置灌浆管；

18、进一步地，步骤s2中，所述钢板辅助固定基座的具体施工步骤包括：

19、s2.1、对钢筋网片进行处理：若混凝土结构内本身设置有钢筋，则对混凝土结构靠外侧的钢筋网片进行必要的除锈或补强加固处理；若混凝土结构内无钢筋，则采用植筋方式植入环向钢筋和纵向钢筋，使其在混凝土结构靠外侧形成钢筋网片；

20、s2.2、在混凝土结构拆除区域布置灌浆管，灌浆管采用树杈状布置，并活动绑扎在钢筋网片上，以便后续抽动拆除；

21、s2.3、在混凝土结构靠外侧的钢筋网片上按一定的环向间距和纵向间距采用焊接形式安装辅助固定基座，其中，辅助固定基座为磁吸基座，且在外贴钢板拼接位置加密安装。

22、进一步地，步骤s3中，借助磁吸基座的固定作用，采用分块拼接方式由下至上逐块拼装外贴钢板，并进行外贴钢板周边锚固，将外贴钢板彻底锚固在混凝土结构病害区域外侧。

23、进一步地，所述的外贴钢板包括钢板单元，钢板单元靠近磁吸基座一侧设有若干凸起结构；并且在钢板单元上设有若干注浆观察孔及注浆管预留口，注浆观察孔上设有高强度透明塑料塞，注浆管预留口设置在拆除区域顶部的外贴钢板上缘中部。

24、进一步地，采用分块拼接方式由下至上逐块拼装外贴钢板的具体步骤如下：

25、s3.1、对下层外贴钢板进行拼接，要确保下层外贴钢板可完全覆盖混凝土缺陷部位并有足够的富余锚固空间，拼接完成后调节外贴钢板的位置，再通过化学锚栓对外贴钢板的周边进行锚固，使得下层外贴钢板彻底固定在混凝土衬砌结构上；

26、s3.2、在下层外贴钢板的基础上，由下至上有序进行上层外贴钢板的安装，最终使得整个混凝土缺陷部位全部覆盖有外贴钢板。

27、进一步地，步骤s4中，所述的受力支撑结构为偏心横梁支撑杆，以混凝土衬砌结构病害区域前后位置设置的临时环向钢支撑作为支撑基础，安装偏心横梁支撑杆，并旋转调整偏心横向支撑杆支撑角度，使得偏心横梁支撑杆与外贴钢板相互密贴。

28、进一步地，所述的临时环向钢支撑为工字钢或矩形钢梁，其腹板位置开设有供偏心横梁支撑杆插接的开孔，开孔环向间距控制在30～50cm。

29、进一步地，步骤s5中，采用边灌浆、边抽管、边振捣、边观察的方式进行灌浆作业，具体步骤如下：

30、s5.1、根据灌浆管的编号，先对最下部的病害缺陷区域进行浆液灌浆压注施工，施工过程中通过外贴式振捣器对浆液进行振捣，并通过外贴钢板上的注浆观察孔观察灌浆高度；

31、s5.2、随着灌浆高度的提高，相应的提升灌浆管；

32、s5.3、当灌浆高度达到另一病害缺陷区域后，同时通过前一编号的灌浆管和设置在该病害区域当前编号的灌浆管进行连续灌浆作业，从而保证病害缺陷区域的灌浆饱满性；

33、s5.4、重复步骤s5.1-s5.3由下至上有序进行灌浆作业，直至整个病害区域全部灌满浆液；

34、s5.5、灌浆压注施工完成后，完全抽出灌浆管，并对外贴钢板的预留口进行封闭处理。

35、与现有技术比较，本发明的有益效果是：

36、（1）本发明所述的可快速施工的混凝土结构深层修复方法，其根据混凝土结构病害的具体情况针对性的拆除缺陷混凝土，并利用可快速拼装的外贴钢板充当模板进行浆液的灌浆压住施工，可在有效控制拆除工程量的情况下实现对混凝土深层病害的修复工作，对修复区域周边的结构扰动较小，施工风险可控，安全性高，修复后的结构功能可靠，为结构病害修复提供了全新的处治方案。

37、（2）本发明为外贴钢板的安装提供了创新性的辅助定位措施，其一方面通过设置在钢板内侧的钢板辅助固定磁吸基座辅助外贴钢板的安装定位，从而达到外贴钢板快速安装的效果；另一方面通过设置在钢板外侧的偏心横梁支撑杆有效限制外贴钢板在浆液灌浆压注施工过程中可能出现的鼓包变形，从而保证外贴钢板的封模效果，通过内外侧的辅助定位，可有效保证外贴钢板的快速安装和可靠支撑。

38、（3）本发明所述的偏心横梁支撑杆，其通过旋转调节偏心块的角度，可实现对钢板多距离的顶撑效果，结构灵活，操作便捷，并且不占用隧道内部空间，便于工作人员或运输车辆在隧道内活动。

39、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。