[發明專利]一種隧道二次襯砌結構無損快速的水射流拆除方法

在審

• 申請號: 202011550027.X
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112627890A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 程亮;江星宏;蔡爽;丁浩;李科;胡學兵;葉建虎;郭鴻雁;李文鋒
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;B02C19/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明屬于隧道工程病害處治技術領域，涉及一種隧道二次襯砌結構無損快速的水射流拆除方法，旨在解決現有拆除方法存在的操作復雜、作業環境惡劣、且對待拆除區域周圍襯砌結構擾動影響大、破除效率低等問題。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對隧道二次襯砌結構進行破碎拆除。本發明的水射流拆除方法是利用高速磨料水射流對襯砌結構進行切割和拆除，可實現對病害襯砌區域進行精準切割分區，且高速磨料水射流破除效率高，對作業區外既有襯砌結構損傷小，并在作業時基本無振動。

技術領域

本發明屬于隧道工程病害處治技術領域，具體涉及一種隧道二次襯砌結構無損快速的水射流拆除方法，適用于隧道襯砌病害結構的拆除作業。

背景技術

隨著我國交通基礎設施的不斷發展，隧道建設規模日益擴大。然而，受環境條件、施工質量等因素的影響，隧道襯砌結構病害問題逐漸顯現，如襯砌施工接縫處易產生氣泡、空洞、漏缺等現象，二次襯砌時混凝土澆筑不嚴實或周圍地質條件改變造成混凝土出現開裂等情況。這些產生空洞、出現開裂等問題的襯砌混凝土需要及時切割、拆除，然后重新澆筑修補。

目前，襯砌拆除方法主要有人工拆除、爆破拆除、機械拆除等，其中人工拆除需要工人手持設備在作業臺架上對襯砌進行破除，存在工人勞動強度大、作業環境惡劣、危險性高、拆除效率低等問題；爆破拆除利用炸藥對襯砌混凝土進行破碎，爆破產生的振動會對周圍既有襯砌混凝土和圍巖造成擾動損傷甚至破壞，爆破拆除范圍不易控制，拆除質量較差；機械拆除通過機械拆除設備對襯砌進行切割、破除，其切割和拆除機構為兩個相互獨立的裝置，施工組織難度大、工序要求嚴格，且整套設備體積龐大、操作復雜。

國內學者對隧道襯砌病害混凝土拆除方法和裝備的研究多集中在機械化的拆除設備及工藝。如CN210308452U公開的一種襯砌混凝土縱切移動臺車，該襯砌拆除臺車主要包括龍門架、側向切割機構、頂部切割機構、側向千斤頂、對地千斤頂、主動走行機構和從動走行機構，利用安裝在龍門架頂部和兩側的切割機構對隧道襯砌病害混凝土進行切割破除，通過調節千斤頂可實現不同位置混凝土的切割。但該裝備仍然需要人工手動操作切割機，工人勞動強度較大，拆除作業效率較低，作業過程粉塵大，且剝落的混凝土對工人存在安全隱患。又如CN209717699U公開的一種自行式隧道襯砌拆除設備，該設備主要由拆除系統、行走系統、動力系統和控制系統組成，其中拆除系統包括切割機構、劈裂機構、支撐與移除機構。切割作業前利用支撐與移除機構對隧道待拆除襯砌進行支撐，然后通過切割機構將待拆除襯砌分割成若干個拆除單元，隨后利用劈裂機構將拆除單元從隧道主體劈裂剝離，最后再通過支撐與移除機構取下被剝離的拆除單元。該設備雖然可同時實現對隧道襯砌置換作業的防護、切割、劈裂與拆除，但設備整體尺寸龐大，裝置結構復雜，操作工藝繁瑣，對施工組織及工人的專業化水平要求高。所以，隧道襯砌病害結構的有效拆除方法和裝備較少，多存在設備操作復雜、作業環境惡劣、且對待拆除區域周圍襯砌結構擾動影響大、破除效率低等問題。因此，開發一種快速、無損的隧道襯砌結構拆除方法十分有必要的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種隧道二次襯砌結構無損快速的水射流拆除方法，旨在解決現有拆除方法存在的操作復雜、作業環境惡劣、且對待拆除區域周圍襯砌結構擾動影響大、破除效率低等問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種隧道二次襯砌結構無損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對隧道二次襯砌結構進行破碎拆除。

優選的，生成高速磨料水射流為由高壓水卷吸磨料后形成的。

優選的，在利用生成的所述高速磨料水射流對隧道二次襯砌結構進行破碎拆除前還根據隧道二次襯砌結構待拆除區域的位置范圍來確定高速磨料水射流的起始位及位移路徑。

優選的，在利用生成的所述高速磨料水射流對隧道二次襯砌結構進行破碎拆除前還根據隧道二次襯砌結構待拆除區域的強度和深度來確定高速磨料水射流的壓力及流量。