[实用新型]一种隧道病害治理中的轻质土灌注系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及病害隧道整治系统，具体来说涉及一种隧道二次衬砌背后空洞病害治理中的轻质土灌注系统。

背景技术

已建公路或铁路隧道，因建设时的放炮超挖或因运营期的水土流失或因混凝土浇筑时的惯性流动，往往隧道二次衬砌背后与围岩之间会存在空洞或回填不密实现象，特别是在拱部，空洞多且连通；局部大小不一，高低不一，且往往伴随着隧道局部二次衬砌厚度小于设计厚度，这在有关隧道的技术规范上是不允许的；上述病害的存在易导致隧道受到偏压，受力不均匀，引发隧道拱部和侧墙的开裂，产生渗漏水病害，而且每一个拱部空洞，实际上都是一个渗漏水的潜在隐患(类似水窖)，需要及时进行回填密实治理，以防治病害的进一步发展，影响隧道拱部结构的稳定性和隧道运营安全。

传统的对已建病害隧道空洞进行整治的方法是在空洞中灌注水泥(砂)浆，而对上述病害采用该方法进行整治则会存在如下问题：1、由于隧道空洞规模巨大，需要的水泥浆量大，灌注体量难以估算，费用较高；2、水泥(砂浆)流动性大，在传统脉冲灌浆泵的压力作用下，容易扩散，堵塞隧道原有的排水系统。3、水泥(砂)浆比重较大，在体量较大时，尤其是在二衬较薄处，填充在隧道二次衬砌拱部上方，增加二衬的负担。4、水泥(砂)浆比重较大，在仰灌时的灌注压力相对较大，特别是在二衬较薄处，施工时需要采取较多的施工安全措施(临时支撑)。5、水泥(砂)浆在仰灌高压力作用下易离析沉淀，难以保证渗漏水整治效果；为了克服上述缺点，可以在拱部二衬背后的空洞中灌注轻质土代替水泥(砂)浆。

气泡混合轻质土(简称轻质土)是土建工程领域近年来开发的一种新型轻质填土材料，是在原料土(砂、粘土等)中按照一定比例添加固化剂、水和气泡经充分混合搅拌后形成的。因其具有密度比较小，强度和密度可以调整，耐震、隔热、耐久性好，便于施工、固化后可直立，气泡封闭防水效果好等优点而在软基处理、道路加宽、桥台台背填土以及挡土墙填土等方面得到了广泛的应用，用轻质土对隧道拱部空洞进行灌注填充可以克服水泥(砂)浆浆材的缺陷，达到良好的处置效果。但轻质土在隧道衬砌背后空洞病害填筑方面的应用还未见报道过，一个重要的原因就是，轻质土是含有大量的气泡的特殊浆液，密度比较小，多数小于1.0，几乎是水泥(砂)浆的一半，特别是针对运营隧道拱部空洞这样一个相对密封的空间，必须进行向上灌注(仰灌)情况下，实践证明，运用传统的活塞式灌浆泵(水泥砂浆灌注方法)根本无法实施有效灌注，也无法采用传统的混凝土或砂浆浇筑的方式。所以在仰灌的环境下，针对轻质土的特性，要实现对轻质土的有效灌注，选用合适的灌注技术和工艺就显得极为关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隧道病害治理中的轻质土灌注系统，该系统能够采用轻质土对隧道衬砌背后空洞实施灌注，实现对隧道病害的有效填充密实，特别是能实现向上灌注(仰灌)和连续作业，并能带来良好的整治效果。

本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：一种隧道病害治理中的轻质土灌注系统，包括制备轻质土所需的发泡装置、轻质土生成装置和轻质土灌注装置，所述发泡装置通过管路与所述轻质土生成装置相连，所述轻质土生成装置通过管路与所述轻质土灌注装置相连，且所述轻质土生成装置的安装位置高于所述轻质土灌注装置。

所述发泡装置包括发泡筒和小风量风压机，所述轻质土生成装置包括搅拌机，所述轻质土灌注装置包括灌浆罐、大风量风压机和输浆管；所述发泡筒与所述搅拌机相连，所述灌浆罐的进浆口与搅拌机连接，所述灌浆罐的出浆口和输浆管连接，所述大风量风压机与所述灌浆罐相连并为所述灌浆罐提供输浆动力。

所述灌浆罐上设有进料口、出浆口、进气管和压力控制构件，所述大风量风压机通过所述进气管与所述灌浆罐相连，且所述进气管上设有控制阀；所述压力控制构件包括安全阀、压力表和开设于灌浆罐上的排气孔，所述排气孔通过管路与所述进气管相通，所述压力表和安全阀设于所述排气孔与所述进气管之间的管路上。

所述搅拌机为包括进料口和出料口的强制式搅拌机，所述搅拌机的出料口设有闸阀与管路，并通过所述管路与所述灌浆罐的进浆口相连。

所述大风量风压机和所述小风量风压机为共用一台的可调节风量大小的风压机。

所述发泡筒为贮能式发泡筒，所述发泡筒上设有进料口、进气管和出泡管，所述进料口、进气管和出泡管处均设有控制阀；所述小风量风压机通过所述进气管与所述发泡筒相连并为所述发泡筒输送压缩空气，所述发泡筒的发泡原料包括起泡剂和洁净水，所述发泡原料通过进料口进入所述发泡筒。

所述发泡筒的筒身上还设有用于检测筒内压力的压力表。