[发明专利]一种隧道二次衬砌结构无损快速的水射流拆除方法

说明书

本发明属于隧道工程病害处治技术领域，涉及一种隧道二次衬砌结构无损快速的水射流拆除方法，旨在解决现有拆除方法存在的操作复杂、作业环境恶劣、且对待拆除区域周围衬砌结构扰动影响大、破除效率低等问题。本水射流拆除方法包括：生成高速磨料水射流，并利用生成的所述高速磨料水射流对隧道二次衬砌结构进行破碎拆除。本发明的水射流拆除方法是利用高速磨料水射流对衬砌结构进行切割和拆除，可实现对病害衬砌区域进行精准切割分区，且高速磨料水射流破除效率高，对作业区外既有衬砌结构损伤小，并在作业时基本无振动。

技术领域

本发明属于隧道工程病害处治技术领域，具体涉及一种隧道二次衬砌结构无损快速的水射流拆除方法，适用于隧道衬砌病害结构的拆除作业。

背景技术

随着我国交通基础设施的不断发展，隧道建设规模日益扩大。然而，受环境条件、施工质量等因素的影响，隧道衬砌结构病害问题逐渐显现，如衬砌施工接缝处易产生气泡、空洞、漏缺等现象，二次衬砌时混凝土浇筑不严实或周围地质条件改变造成混凝土出现开裂等情况。这些产生空洞、出现开裂等问题的衬砌混凝土需要及时切割、拆除，然后重新浇筑修补。

目前，衬砌拆除方法主要有人工拆除、爆破拆除、机械拆除等，其中人工拆除需要工人手持设备在作业台架上对衬砌进行破除，存在工人劳动强度大、作业环境恶劣、危险性高、拆除效率低等问题；爆破拆除利用炸药对衬砌混凝土进行破碎，爆破产生的振动会对周围既有衬砌混凝土和围岩造成扰动损伤甚至破坏，爆破拆除范围不易控制，拆除质量较差；机械拆除通过机械拆除设备对衬砌进行切割、破除，其切割和拆除机构为两个相互独立的装置，施工组织难度大、工序要求严格，且整套设备体积庞大、操作复杂。

国内学者对隧道衬砌病害混凝土拆除方法和装备的研究多集中在机械化的拆除设备及工艺。如CN210308452U公开的一种衬砌混凝土纵切移动台车，该衬砌拆除台车主要包括龙门架、侧向切割机构、顶部切割机构、侧向千斤顶、对地千斤顶、主动走行机构和从动走行机构，利用安装在龙门架顶部和两侧的切割机构对隧道衬砌病害混凝土进行切割破除，通过调节千斤顶可实现不同位置混凝土的切割。但该装备仍然需要人工手动操作切割机，工人劳动强度较大，拆除作业效率较低，作业过程粉尘大，且剥落的混凝土对工人存在安全隐患。又如CN209717699U公开的一种自行式隧道衬砌拆除设备，该设备主要由拆除系统、行走系统、动力系统和控制系统组成，其中拆除系统包括切割机构、劈裂机构、支撑与移除机构。切割作业前利用支撑与移除机构对隧道待拆除衬砌进行支撑，然后通过切割机构将待拆除衬砌分割成若干个拆除单元，随后利用劈裂机构将拆除单元从隧道主体劈裂剥离，最后再通过支撑与移除机构取下被剥离的拆除单元。该设备虽然可同时实现对隧道衬砌置换作业的防护、切割、劈裂与拆除，但设备整体尺寸庞大，装置结构复杂，操作工艺繁琐，对施工组织及工人的专业化水平要求高。所以，隧道衬砌病害结构的有效拆除方法和装备较少，多存在设备操作复杂、作业环境恶劣、且对待拆除区域周围衬砌结构扰动影响大、破除效率低等问题。因此，开发一种快速、无损的隧道衬砌结构拆除方法十分有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道二次衬砌结构无损快速的水射流拆除方法，旨在解决现有拆除方法存在的操作复杂、作业环境恶劣、且对待拆除区域周围衬砌结构扰动影响大、破除效率低等问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道二次衬砌结构无损快速的水射流拆除方法，包括：生成高速磨料水射流，并利用生成的所述高速磨料水射流对隧道二次衬砌结构进行破碎拆除。

优选的，生成高速磨料水射流为由高压水卷吸磨料后形成的。

优选的，在利用生成的所述高速磨料水射流对隧道二次衬砌结构进行破碎拆除前还根据隧道二次衬砌结构待拆除区域的位置范围来确定高速磨料水射流的起始位及位移路径。

优选的，在利用生成的所述高速磨料水射流对隧道二次衬砌结构进行破碎拆除前还根据隧道二次衬砌结构待拆除区域的强度和深度来确定高速磨料水射流的压力及流量。