一种修复隧道缺陷的施工方法与流程

allin2026-07-18  42


本发明涉及建筑施工,具体涉及一种修复隧道缺陷的施工方法。


背景技术:

1、在地下工程中,如隧道,容易受到地下水侵蚀而出现裂缝导致渗漏的风险,也容易因行车、施工和维护等因素影响而出现裂缝导致渗漏的风险。若出现裂缝,则会严重影响隧道的安全使用和生命周期。

2、目前,业内常采用格构网喷混凝土的方法修复隧道裂缝。然而,该方法容易存在以下问题:喷射在隧道裂缝处的混凝土耐久性不足,容易产生次生裂缝,还容易受到行车空气动力学效应影响而出现掉碴风险。

3、综上所述,需要提供一种修复隧道缺陷的施工方法,用于解决现有格构网喷混凝土方法存在的耐久性不足容易产生次生裂缝和出现掉碴风险的问题。


技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种修复隧道缺陷的施工方法,具体技术方案如下:

2、一种修复隧道缺陷的施工方法,包括:

3、步骤s1、对隧道缺陷部位进行表面清洁处理;

4、步骤s2、将制备的环氧涂料涂覆在清洁后的隧道缺陷部位上;

5、所述环氧涂料的制备方法包括:

6、制备第一组分,将重量份数为35-60份的环氧树脂、重量份数为5-15份的环氧活性稀释剂和重量份数为0.5-2份的偶联剂混匀制备得到所述第一组分;

7、制备第二组分,将重量份数为1-4份的催化剂分批次加入所述第一组分中经混匀制备得到所述第二组分;所述催化剂包括碱液和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚;

8、将重量份数为15-30份的固化剂加入所述第二组分中,经混匀后得到环氧涂料;

9、在所述环氧涂料固化前完成对隧道缺陷部位的涂覆作业。

10、可选的,所述环氧树脂包括双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂中的至少一种;

11、所述环氧活性稀释剂包括c12-c14烷基缩水甘油醚、丙酮和苯甲醛中的至少一种;

12、所述偶联剂包括硅烷偶联剂kh550和硅烷偶联剂kh560中的至少一种;

13、所述固化剂包括改性水下脂环胺和改性水下酚醛胺中的至少一种;

14、所述碱液为氢氧化钠溶液,其摩尔浓度为5-15mol/l;采用所述碱液的重量为所述环氧树脂的重量的1%-3%。

15、可选的,所述改性水下脂环胺包括孟烷二胺和异佛尔酮二胺中的至少一种;

16、所述改性水下酚醛胺包括tz-500和tz-550中的至少一种。

17、可选的,所述表面清洁处理包括采用压力水对潮湿的隧道缺陷部位冲洗,控制水压为2-5mpa;

18、或者,所述表面清洁处理包括采用压缩空气对干燥的隧道缺陷部位冲洗,控制气压为0.5-1.6mpa。

19、本发明修复隧道缺陷的施工方法包括两种情况,即第一种情况为隧道缺陷部位的修复面积≤2m2,第二种情况为隧道缺陷部位的修复面积>2m2。

20、可选的,在第一种情况下,即在隧道缺陷部位的修复面积≤2m2时,采用涂刷方式将环氧涂料涂覆在隧道缺陷部位上。

21、可选的,所述涂刷方式包括对隧道缺陷部位进行的第一涂刷和第二涂刷;所述第一涂刷的涂刷方向与所述第二涂刷的涂刷方向相交;所述第二涂刷与所述第一涂刷之间的时间间隔为25-35min。

22、可选的,所述第一涂刷包括对隧道缺陷部位进行的多道涂刷,每相邻两道涂刷之间的搭接宽度≥2cm;所述第二涂刷包括对隧道缺陷部位进行的多道涂刷,每相邻两道涂刷之间的搭接宽度≥2cm;所述第一涂刷和所述第二涂刷的涂刷用量均为0.4-0.5kg/m2;所述第一涂刷和所述第二涂刷的渗透深度均为1.5-2.5mm。

23、可选的,在第二种情况下,即在隧道缺陷部位的修复面积>2m2时,采用加压喷涂方式将环氧涂料涂覆在隧道缺陷部位上。

24、可选的,所述加压喷涂方式包括对隧道缺陷部位进行的第一加压喷涂和第二加压喷涂;所述第一加压喷涂的喷涂方向与所述第二加压喷涂的喷涂方向相交;所述第二加压喷涂与所述第一加压喷涂之间的时间间隔为10-20min。

25、可选的,所述第一加压喷涂包括对隧道缺陷部位进行的多道加压喷涂,每相邻两道喷涂之间的搭接宽度≥5cm;所述第二加压喷涂包括对隧道缺陷部位进行的多道加压喷涂,每相邻两道喷涂之间的搭接宽度≥5cm;所述第一加压喷涂和所述第二加压喷涂的喷涂用量均为0.2-0.25kg/m2;所述第一加压喷涂和所述第二加压喷涂的加压压力均为0.6-0.8mpa;所述第一加压喷涂和所述第二加压喷涂的渗透深度均为1.5-2.5mm。

26、应用本发明的技术方案,至少具有以下有益效果:

27、(1)本发明提供的一种修复隧道缺陷的施工方法中采用的催化剂包括碱液和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚,其中,采用碱液提供碱性条件,环氧树脂中环氧基团的氧原子受到攻击,打开环氧环形成一个负离子中间体,即氧负离子;氧负离子易于攻击邻近的环氧基团,导致环氧树脂分子之间发生开环反应,快速形成开环自由基;采用2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚用作固化剂与开环自由基固化的促进剂,能够降低环氧树脂固化所需的温度和时间,提高固化效率,并提高制备得到的环氧涂料的粘接强度,确保在修复隧道缺陷(如裂缝)时具有足够的耐久性,从而解决现有格构网喷混凝土方法存在的耐久性不足容易产生次生裂缝和出现掉碴风险的问题。本发明将碱液和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚组合用作催化剂,能够高效促进固化剂与环氧树脂间的固化反应,提高固化效率,并提高制备得到的环氧涂料的粘接强度,确保在修复隧道缺陷(如裂缝)时具有足够的耐久性。

28、(2)本发明在催化剂中采用的碱液为氢氧化钠溶液,控制氢氧化钠溶液的摩尔浓度为5-15mol/l,且其重量为所述环氧树脂的重量的1%-3%,采用适量的氢氧化钠溶液能够确保环氧树脂分子的开环反应被充分引发,从而有助于快速形成开环自由基,以便提高固化效率。然而,过量的氢氧化钠溶液可能导致副反应的发生,如过度的水解反应,这些副反应会降低环氧涂料的聚合度和分子质量,从而影响其耐久性能。过少量的氢氧化钠溶液无法确保对环氧树脂分子的开环反应被充分引发,进而影响固化效率。另外,本发明采用分批次加入催化剂,有助于更好地控制固化反应速率和聚合度,获得的环氧涂料具有更加均匀的分子质量分布,便于提高其粘结性能和耐久性能。若一次性加入催化剂,则可能导致反应初期局部浓度过高,引起副反应,降低环氧涂料的聚合度和分子质量,从而影响其耐久性能。

29、(3)本发明中采用的固化剂包括改性水下脂环胺和改性水下酚醛胺,用于提供-nh2;采用2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚提供的叔胺基团[-n(ch3)2]与环氧基团中的开环自由基作用形成烷氧基阴离子;-nh2与烷氧基阴离子交替共聚,使得环氧树脂中的环氧基团被逐步打开,直至固化交联形成稳定交联网络结构的环氧涂料。

30、(4)本发明中采用的环氧活性稀释剂能够改善环氧树脂的可溶性,降低环氧树脂的粘度,使其更易施工、混合和流动。另外,环氧活性稀释剂含有活泼的环氧基,能够参与固化反应,增加固化产物环氧涂料的柔韧性,便于增强环氧涂料的耐久性能。

31、(5)本发明中在环氧树脂中加入适量的偶联剂,能够有效改善环氧树脂的耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性和机械强度。采用偶联剂能够在环氧树脂内部形成强大的化学键,从而增强环氧树脂的结合力和黏着力,有助于减少环氧树脂在固化过程中因收缩和内部应力产生的开裂和界面脱层现象。另外,偶联剂作为一种表面活性剂,能够降低环氧树脂的表面能,提高优化其流动性和分散性,便于与固化剂充分接触反应。

32、(6)本发明在隧道缺陷部位的修复面积>2m2时采用加压喷涂方式修复隧道缺陷,在隧道缺陷部位的修复面积≤2m2时采用涂刷方式修复隧道缺陷,这是考虑到运营隧道单次维修时间有限,通常在2-3h左右,为保证在一个维修时间内尽可能修复完成,故针对≤2m2的修复面积,选择人工涂刷,不用上机械设备,能够刚好在维修时间内完成修复,而对于>2m2的修复面积,人工涂刷效率低,需要的作业点多,施工周期长,因此采用机械设备加压喷涂的方式,提高修复效率,确保在维修时间内完成修复。

33、(7)本发明采用涂刷方式控制每相邻两道涂刷之间的搭接宽度≥2cm,用于确保足够的覆盖面积,避免漏刷情况出现,同时,也能够使每道涂刷的环氧涂料之间衔接紧密,形成完整的修复面;如果衔接不紧密出现空隙,会使隧道结构上的受力在两道涂刷之间的空隙中被分开传递,不利于整体受力,容易出现掉碴的风险。所述第一涂刷的涂刷方向与所述第二涂刷的涂刷方向相交,是考虑到隧道混凝土表面凹凸不平,单一采用第一涂刷可能存在漏刷的情况,因此,本发明采用与第一涂刷的涂刷方向相交的第二涂刷,能够避免漏刷情况出现,做到全面覆盖。本发明控制第二涂刷与第一涂刷之间的时间间隔为25-35min,确保第一涂刷的环氧涂料有足够的时间渗入固化在隧道缺陷部位上之后再进行第二涂刷,避免因间隔时间过短,即第一涂刷的环氧涂料还未固化,便进行第二涂刷,导致环氧涂料过厚,容易因自重在流动状态下出现滴落的现象。本发明采用第一涂刷和第二涂刷的涂刷用量均为0.4-0.5kg/m2,确保在涂刷环氧涂料时得到适宜厚度的涂层以确保防水效果。本发明采用第一涂刷和第二涂刷的渗透深度均为1.5-2.5mm,确保环氧涂料渗入到隧道缺陷部位上。

34、(8)本发明采用加压喷涂方式控制每相邻两道涂刷之间的搭接宽度≥5cm,用于确保足够的覆盖面积,避免漏刷情况出现,同时,也能够使每道涂刷的环氧涂料之间衔接紧密,形成完整的修复面;如果衔接不紧密出现空隙,会使隧道结构上的受力在两道涂刷之间的空隙中被分开传递,不利于整体受力,容易出现掉碴的风险。所述第一加压喷涂的喷涂方向与所述第二加压喷涂的喷涂方向相交,是考虑到隧道混凝土表面凹凸不平,单一采用第一加压喷涂可能存在漏刷的情况,因此,本发明采用与第一加压喷涂的喷涂方向相交的第二加压喷涂,能够避免漏刷情况出现,做到全面覆盖。本发明控制第二加压喷涂与第一加压喷涂之间的时间间隔为10-20min,确保第一加压喷涂的环氧涂料有足够的时间渗入固化在隧道缺陷部位上之后再进行第二加压喷涂,避免因间隔时间过短,即第一加压喷涂的环氧涂料还未固化,便进行第二加压喷涂,导致环氧涂料过厚,容易因自重在流动状态下出现滴落的现象。本发明采用第一加压喷涂和第二加压喷涂的加压压力均为0.6-0.8mpa,便于环氧涂料能够更好的粘贴渗入到隧道缺陷部位上。本发明采用第一加压喷涂和第二加压喷涂的喷涂用量均为0.2-0.25kg/m2,确保在加压喷涂环氧涂料时呈现雾状,分散的更均匀,得到均匀适宜厚度的涂层以确保防水效果。本发明采用第一加压喷涂和第二加压喷涂的渗透深度均为1.5-2.5mm,确保环氧涂料渗入到隧道缺陷部位上。

35、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。


技术特征:

1.一种修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述环氧树脂包括双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂中的至少一种;

3.根据权利要求2所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述改性水下脂环胺包括孟烷二胺和异佛尔酮二胺中的至少一种;

4.根据权利要求1所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述表面清洁处理包括采用压力水对潮湿的隧道缺陷部位冲洗,控制水压为2-5mpa;

5.根据权利要求1-4任一项所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,在隧道缺陷部位的修复面积≤2m2时,采用涂刷方式将环氧涂料涂覆在隧道缺陷部位上。

6.根据权利要求5所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述涂刷方式包括对隧道缺陷部位进行的第一涂刷和第二涂刷;所述第一涂刷的涂刷方向与所述第二涂刷的涂刷方向相交;所述第二涂刷与所述第一涂刷之间的时间间隔为25-35min。

7.根据权利要求6所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述第一涂刷包括对隧道缺陷部位进行的多道涂刷,每相邻两道涂刷之间的搭接宽度≥2cm;所述第二涂刷包括对隧道缺陷部位进行的多道涂刷,每相邻两道涂刷之间的搭接宽度≥2cm;所述第一涂刷和所述第二涂刷的涂刷用量均为0.4-0.5kg/m2;所述第一涂刷和所述第二涂刷的渗透深度均为1.5-2.5mm。

8.根据权利要求1-4任一项所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,在隧道缺陷部位的修复面积>2m2时,采用加压喷涂方式将环氧涂料涂覆在隧道缺陷部位上。

9.根据权利要求8所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述加压喷涂方式包括对隧道缺陷部位进行的第一加压喷涂和第二加压喷涂;所述第一加压喷涂的喷涂方向与所述第二加压喷涂的喷涂方向相交;所述第二加压喷涂与所述第一加压喷涂之间的时间间隔为10-20min。

10.根据权利要求9所述的修复隧道缺陷的施工方法,其特征在于,所述第一加压喷涂包括对隧道缺陷部位进行的多道加压喷涂,每相邻两道喷涂之间的搭接宽度≥5cm;所述第二加压喷涂包括对隧道缺陷部位进行的多道加压喷涂,每相邻两道喷涂之间的搭接宽度≥5cm;所述第一加压喷涂和所述第二加压喷涂的喷涂用量均为0.2-0.25kg/m2;所述第一加压喷涂和所述第二加压喷涂的加压压力均为0.6-0.8mpa;所述第一加压喷涂和所述第二加压喷涂的渗透深度均为1.5-2.5mm。


技术总结
本发明涉及建筑施工技术领域,具体涉及一种修复隧道缺陷的施工方法。该施工方法,包括对隧道缺陷部位进行表面清洁处理;将制备的环氧涂料涂覆在清洁后的隧道缺陷部位上;在所述环氧涂料固化前完成对隧道缺陷部位的涂覆作业;所述环氧涂料采用的催化剂包括碱液和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚。本发明能够提高制备得到的环氧涂料的粘接强度,确保在修复隧道缺陷(如裂缝)时具有足够的耐久性。

技术研发人员:王立川,刘志强,李文广,梁明,龚伦,张学民,李汉愿,樊永杰,吴剑,石景林,张洋
受保护的技术使用者:中铁十八局集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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