阅读说明：本技术 一种贯穿式漏斗形隧道塌坑防扩张的快速治理方法 (Rapid treatment method for preventing collapse and expansion of through funnel-shaped tunnel ) 是由 王春国 李树忱 杨世锋 王鹏程 陈国占 康永炜 冯现大 熊斌 张海洋 宫斌 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种贯穿式漏斗形隧道塌坑防扩张的快速治理方法,其施工步骤包括：高膨胀发泡型硅酸盐树脂模袋注入、抛投/吊装至塌坑漏斗颈位置、材料膨胀并提供支撑力,完成应急治理。本发明具有以下优点：1、可以防止隧道塌坑进一步崩塌扩张；2、反应迅速,保证应急处理的速度；3、无需人员进入再次塌落的风险区域,安全性高。(The invention relates to a rapid treatment method for preventing pit collapse and expansion of a through funnel-shaped tunnel, which comprises the following construction steps: injecting the high-expansion foaming type silicate resin mold bag, throwing/hoisting the mold bag to the position of the collapsed funnel neck, expanding the material and providing a supporting force to complete emergency treatment. The invention has the following advantages: 1. the tunnel collapse pit can be prevented from further collapsing and expanding; 2. the reaction is rapid, and the emergency treatment speed is ensured; 3. people do not need to enter a re-collapse risk area, and safety is high.)

一种贯穿式漏斗形隧道塌坑防扩张的快速治理方法

技术领域

本发明涉及一种贯穿式漏斗形隧道塌坑防扩张的快速治理方法，属于隧道塌坑防护技术领域。

背景技术

近年来隧道局部塌陷引起的地表塌坑出现的事故时有发生，严重时吞没车辆，造成人员伤亡，同时严重阻碍了市内交通，造成非常负面的社会影响。塌坑通常呈现漏斗状，如不做出妥善处理，还面临塌陷进一步扩张的风险，造成二次灾害。因此再治理隧道塌坑方，首先应对漏斗颈区域进行快速应急处理，这是十分重要的。

现有的隧道联通塌坑处理方法主要为隧道内施作挡墙并回填混凝土，没有针对塌坑漏斗颈的专门充填应急加固。这样处理过程中依然有拉裂破坏区崩塌滑落，塌坑进一步扩张的风险，且混凝土回填固化时间缓慢，大体量的回填造成了浪费，并影响隧道后续施工。

发明内容

本发明提供了一种贯穿式漏斗形隧道塌坑防扩张的快速治理方法。本发明可以防止隧道塌坑进一步崩塌扩张；在保证应急处理速度的同时，无需人员进入再次塌落的风险区域。本发明的技术方案如下：

一种贯穿式漏斗形隧道塌坑防扩张的快速治理方法，其施工步骤如下：

双液发泡型硅酸盐树脂注入注浆模袋，然后将注浆模袋抛投或者吊装至塌坑漏斗颈位置、材料膨胀并提供支撑力，完成应急治理。

具体步骤如下：

所述双液发泡型硅酸盐树脂，其反应时间在0.5-5min可调，发泡倍率在10-30倍，约束条件下抗压强度大于2MPa，反应放热温度小于80℃，且无毒无害。

注入所用模袋为化学浆液专用注浆模袋，为纤维纺织制成，需具有较好的透气性，同时化学浆液在凝固前不易渗透；模袋上预留有与注浆管快速连接拆卸的卡扣。

抛投所用模袋的尺寸较小，优选宽为50cm的正方形模袋，膨胀后为枕型；吊装所用模袋的尺寸较大，且多个模袋一组与预制的吊装骨架捆扎好，吊装骨架可以用焊接钢筋骨架来实现，或者其他能对膜袋起到良好固定、支撑作用的骨架，吊装膜袋数量应预先按照漏斗颈体积和膨胀后膜袋体积进行估算，最终使总的膨胀膜袋体积/漏斗颈体积>1.5为优，保证能对漏斗颈侧向产生一定的支撑力，优选吊装型模袋发泡后为高200cm，直径100cm的圆柱形。

本发明中，向模袋注浆时，双液发泡型硅酸盐树脂应以体积比1:1的比例控制，通过静态混合器注入模袋中，保证浆液混合均匀。

进一步的，抛投型快速治理方法操作人员应处于裂纹萌生区及后方区域；吊装型快速治理方案中吊具应位于裂纹萌生区之后，以保证操作人员及设备安全。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、可以防止隧道塌坑进一步崩塌扩张；

2、反应迅速，保证应急处理的速度；

3、无需人员进入再次塌落的风险区域，安全性高。

附图说明

图1为漏斗形隧道塌坑病害示意图；

图2为本发明所使用的模袋及双组分注浆泵示意图；

图3为本发明抛投式充填示意图；

图4为本发明吊装式充填示意图；

图中：1：拉破坏不稳定区；2：漏斗颈崩塌扩张区；3：裂纹萌生区；4：塌落渣土；5：地表；6：漏斗状塌坑；7：隧道；8：注浆模袋；9：静态混合器；10：注浆管；11：双液注浆泵；12：抛投式充填治理；13：吊装式充填治理。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1：

如图1-图3所示，某地发生隧道开天窗引发的地表塌陷，形成了漏斗状塌坑（6），经过在地表（5）和隧道内（7）的综合探查，发现塌落渣土（4）与塌坑漏斗颈部位（2）有连接部分；按照漏斗颈崩塌扩张区（2）偏移30°划分为拉破坏不稳定区（1），偏移45°划分为裂纹萌生区（3）；探查得到漏斗颈部分近似为直径1m，高度1m的圆柱体，其体积约为3m³。探查划分工作可使用无人机摄像技术配合划提高效率。开展本发明所述的快速治理施工，采用抛投式封堵（因为渣土与漏斗颈有连接，抛投可以直接作用于漏斗颈部位，不会滚落至隧道内），防止塌坑进一步扩大。

选取反应时间为5min，发泡倍率为15倍的双液发泡型硅酸盐树脂（山东宏禹工程科技有限公司生产），其约束条件下抗压强度大于2MPa，反应放热温度小于80℃；模袋（8）采用50cm*50cm的枕型模袋，单个膜袋膨胀后体积约为0.05m³，预估其单模袋注浆量为4.5L左右(注浆量=膨胀后体积/发泡倍率)，预估抛投膜袋数量为90个(膜袋个数*单个膜袋膨胀后体积>1.5*漏斗颈体积)。人员和设备布置不得越过地表的拉破坏不稳定区（1），共设置三组人员同时进行注浆及抛投。浆液的A、B组分由双液注浆泵（11）按照体积比1:1的比例泵送，由注浆管（10）通过井筒混合器（9）混合均匀注入模袋（8）。在膜袋内材料反应膨胀之前将其抛投（12）至对应漏斗颈崩塌扩张区（2）位置，抛投规定数量后，待模袋膨胀，完成快速治理。

实施例2：

如图1-如4所示，某地发生隧道开天窗引发的地表塌陷，形成了漏斗状塌坑（6），经过在地表（5）和隧道内（7）的综合探查，发现塌落渣土（4）与塌坑漏斗颈部位（2）无连接部分；按照漏斗颈崩塌扩张区（2）偏移30°划分为拉破坏不稳定区（1），偏移45°划分为裂纹萌生区（3）；探查得到漏斗颈部分近似为直径1m，高度2m的圆柱体，其体积约为6m³。探查划分工作可使用无人机摄像技术配合划提高效率。开展本发明所述的快速治理施工，采用吊装式封堵（因为渣土与漏斗颈无连接，抛投膜袋会滚落至隧道内），防止塌坑进一步扩大。

选取反应时间为3min，发泡倍率为30倍的双液发泡型硅酸盐树脂（山东宏禹工程科技有限公司生产），其约束条件下抗压强度大于2MPa，反应放热温度小于80℃；采用吊装式封堵，模袋采用200cm*φ100cm的圆柱形模袋，单个膜袋膨胀后体积约为3m³，预估其单模袋注浆量为100L左右(注浆量=膨胀后体积/发泡倍率)，预估吊装膜袋数量为2个(膜袋个数*单个膜袋膨胀后体积>1.5*漏斗颈体积)。人员和设备布置不得越过地表的裂纹萌生区（3），吊装骨架用焊接钢筋骨架，将两个模袋牢固的捆扎在骨架上，将浆液的A、B组分由双液注浆泵（11）按照体积比1:1的比例泵送，由注浆管（10）通过井筒混合器（9）混合均匀注入模袋（8）。在膜袋内材料反应膨胀之前将其吊装（13）至漏斗颈崩塌扩张区（2）。待模袋膨胀后回收吊绳，完成快速治理。