一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，包括以下步骤：S1、获取路基施工区域的地质参数；S2、A类注浆孔布设；S3、B类注浆孔布设；S4、在A类注浆孔和B类注浆孔内放置封孔注浆管和输浆管；S5、在A类注浆孔内进行低放热型聚氨酯材料注浆；S6、在B类注浆孔内进行低放热型聚氨酯材料注浆。本发明专利技术实现在既有冻土区路基等复杂地质条件下防止冻土路基产生冻胀融胀，对既有冻土区路基影响小，有利于维持冻土区路基在整个施工过程中的稳定性，施工方便、操作简便、施工周期短，采用的低放热型聚氨酯材料经济实用，施工成本低，该方法具有广泛适用性。方法具有广泛适用性。方法具有广泛适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法


[0001]本专利技术涉及道路修复
，特别涉及一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法。

技术介绍

[0002]我国冻土区域面积约占国土面积的22.4％，而多年冻土具有热稳定性差，对外界温度变化十分敏感的缺点，冻土区的冻土分为活动层冻土和永冻层冻土，在外界温度影响下活动层冻土中水发生融化，而永冻层冻土中水不会发生融化。因此，由温度变化引起的冻土路基融沉和冻胀进而使公路产生不均匀沉降乃至开裂是冻土区高速公路所面临的主要工程病害，据统计青藏公路绝大部分的病害也是由此导致。由此可见，冻土路基的冻结融化作用严重影响公路的路用性能和长期使用寿命，给国民经济和生产生活造成了巨大损失，解决温度变化对冻土路基的影响，保证冻土区道路的长期稳定具有重大的社会和经济意义。
[0003]目前冻土区路基防护措施根据工程机理分类主要有：调控辐射类、调控对流类、调控热传导类、调控水分迁移类。
[0004]调控辐射类，调控辐射类主要方法是增加各边界表面的反射率以减少路基体吸收的太阳辐射。例如遮阳板、遮阳棚等遮蔽太阳辐射路基和热反射型块碎石护坡路基。专利号CN112663420A提供一种在路面和边坡块碎石护坡上分别喷涂不同颜色的热反射型涂层的热反射型块碎石护坡路基及施工方法，以期起到保护多年冻土区沥青路面下伏多年冻土的作用。专利号CN212534161U公开了一种用于冻土路基坡面的包括分隔板及遮阳隔热板降温组块，该通过上层阻热区多方面的高效阻热，下层蓄冷区进行多层级的蓄冷和降温，从而达到对冻土路基坡面高效降温的目的。
[0005]调控对流类，主要通过改善路基边界及路基体内的对流换热状况保持冻土路基的热稳定性。这方面的专利主要有块石通风路基、冷却系统路基，聚热系统路基。专利号CN215164249U涉及一种槽型通风管道
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块石层降温复合路基，利用槽型通风管道的通风性能，大幅降低冬季时块石层顶部温度，增强其“热半导体”特性，从而大大增强其降温性能。专利号CN114150545A提供了一种包括供电装置、制冷装置和保温板的装置，通过人工制冷增加冷储量，防止多年冻土退化。专利号CN112923584A利用聚光罩将太阳光聚焦至吸热段和聚热管放热段插入路基内部加热路基，通过对路基地温场平整加热、路基易冻胀部位重点调控。
[0006]调控热传导类，主要通过调整路基的导热系数来保持路基的温度性。专利号CN110184872A公开一种包括轻质泡沫层、低液限粘土层、复合土工膜层、路基填料层、碎石层、砾石层、中粗砂层和复合保温垫层冻土区路基结构及其施工方法。专利号CN110158390A将具有毛细吸水特性的导水纤维束采用缝合线缝合的方式固定于隔热排水材料聚苯乙烯泡沫上形成二维复合材料。专利号CN111560799A公开了一种在路基的砂垫层的上方喷涂聚氨酯保温层或摊铺聚氨酯碎石混合料层，这样路基的保温结构及施工方法具有较好的保温
隔热功能，能减轻外部大气温度变化对路基内部冻结层的影响，有利于缓解路基的冻胀融沉问题。
[0007]调控水分迁移类，这类主要通过防水材料阻断水分迁移。专利号CN110158391A将土工合成黏土衬垫应用于路基中能够防止浅层地下水毛细水上升引起冻害加剧，以及降雨入渗引起路基土中水分积聚等问题，从根源上解决路基冻害问题。
[0008]这些方法大部分从降低或保持路基温度稳定对冻土进行防护，或者综合使用保温和防水两种材料考虑冻土区路基冻胀现象的问题，施工较复杂。另外这些方法大都只能应用于新修公路，无法应用到已修建完成的公路。因此，迫切需要研发一种针对已运营公路冻土路基的融沉防治技术。
[0009]高聚物注浆技术是上世纪70年代发展起来的地基快速加固技术。该技术通过向地基中注射非水反应类双组份高聚物材料，利用两种材料混合后迅速反应膨胀并固化的特性，达到加固抬升地基或填充脱空的目的。由于高聚物材料具有质量轻，反应快，耐久性好，隔热防渗性能优良等特点。目前，大量应用于道路、铁路等交通领域的防渗、加固和修复工程中。但是，对公路的填充和抬升等是在结构层的下部有间隙、脱空的基础上实现，在冻土区，土体冻胀、融沉过程机理主要涉及到土体中温度场的变化问题，直接采用注浆加固技术并不能解决已运营公路冻土路基的融沉防治的问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法。
[0011]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0012]一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，包括以下步骤：
[0013]S1、获取路基施工区域的地质参数；
[0014]S2、A类注浆孔布设：在路基施工区域布置不同圈层A类注浆孔，其中靠近路基边缘位置的外圈层A类注浆孔为A
n
注浆孔，路基中心位置的A类注浆孔为A0注浆孔；先在路基边缘位置钻孔形成A
n
注浆孔，然后按逐步向路基内圈钻孔形成不同圈层A类注浆孔，直至路基中心位置；A类注浆孔深度至永冻层冻土顶部；
[0015]S3、B类注浆孔布设：在不同圈层A类注浆孔中间位置钻孔形成B类注浆孔，B类注浆孔深度比永冻层冻土顶部深0.2
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0.5m；
[0016]S4、在A类注浆孔内放置封孔注浆管和输浆管，在B类注浆孔内放置封孔注浆管和输浆管；
[0017]S5、在A类注浆孔内进行低放热型聚氨酯材料注浆；先从外圈A类注浆孔开始注浆，然后按照隔层进行注浆，直至路基中心位置，最后进行其余A类注浆孔的注浆；
[0018]S6、在B类注浆孔内进行低放热型聚氨酯材料注浆；在A类注浆孔或B类注浆孔注浆时，先采用封孔注浆管进行注浆，待低放热型聚氨酯材料反应5
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20min后，再采用输浆管进行低放热型聚氨酯材料注浆。
[0019]本专利技术的技术方案在冻土区路基中先布设A类注浆孔和B类注浆孔，A类注浆孔注浆时先进行封孔注浆管注浆，用于封堵A类注浆孔，使孔内处于保压状态，且使冻土区路基中的水不会从进行注浆施工的注浆孔向上涌；利用低放热型聚氨酯材料具有膨胀和隔热的
性能，在输浆管中注入低放热型聚氨酯材料，外圈A类注浆孔注浆完成后低放热型聚氨酯材料形成路基密封区，起到防渗作用；然后在冻土区路基内隔层进行低放热型聚氨酯材料注浆，材料由液体变为固体，体积迅速膨胀，当浆液填充活动层冻土中的空隙位置或软弱部位后，会将路基封闭区内的水分通过未注浆孔排出，然后进行B类注浆孔的低放热型聚氨酯材料注浆，形成保温隔热防护层对冻土区路基进行防护。
[0020]进一步地，步骤S1中，获取路基施工区域的地质参数的具体步骤为：对施工区域进行地质勘探，钻芯取样，通过土工试验获取施工区域的地质参数。更进一步地，地质参数包括孔隙比，通过地质参数的获取以查明该施工区域地质条件特征。
[0021]进一步地，步骤S2中，A
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注浆孔施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取路基施工区域的地质参数；S2、A类注浆孔布设：在路基施工区域布置不同圈层A类注浆孔，其中靠近路基边缘位置的外圈层A类注浆孔为A
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注浆孔，路基中心位置的A类注浆孔为A0注浆孔；先在路基边缘位置钻孔形成A
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注浆孔，然后按逐步向路基内圈钻孔形成不同圈层A类注浆孔，直至路基中心位置；A类注浆孔深度至永冻层冻土顶部；S3、B类注浆孔布设：在不同圈层A类注浆孔中间位置钻孔形成B类注浆孔，B类注浆孔深度比永冻层冻土顶部深0.2
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0.5m；S4、在A类注浆孔内放置封孔注浆管和输浆管，在B类注浆孔内放置封孔注浆管和输浆管；S5、在A类注浆孔内进行低放热型聚氨酯材料注浆；先从外圈A类注浆孔开始注浆，然后按照隔层进行注浆，直至路基中心位置，最后进行其余A类注浆孔的注浆；S6、在B类注浆孔内进行低放热型聚氨酯材料注浆；在A类注浆孔或B类注浆孔注浆时，先采用封孔注浆管进行注浆，待低放热型聚氨酯材料反应5
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20min后，再采用输浆管进行低放热型聚氨酯材料注浆。2.根据权利要求1所述防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，其特征在于，步骤S1中，获取路基施工区域的地质参数的具体步骤为：对施工区域进行地质勘探，钻芯取样，通过土工试验获取施工区域的地质参数。3.根据权利要求2所述防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，其特征在于，地质参数包括孔隙比。4.根据权利要求3所述防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，其特征在于，步骤S2中，A类注浆孔之间的距离为低放热型聚氨酯注浆孔水平间距，低放热型聚氨酯注浆孔水平间距计算公式如下：L1＝2βR1式中R1为低放热型聚氨酯材料扩散半径，β为常数，e为孔隙比；当0.2≤e＜0.3时，β为1.2；当0.3≤e＜0.4时，β为1.0；当0.4≤e＜0.5时，β为0.8。5.根据权利要求3所述防止既有冻土区路基冻胀融沉病害的施工方法，其特征在于，步骤S5中，A类注浆孔内输浆管的注浆量为A类注浆孔低放热型聚氨酯注浆量，A类注浆孔低放热型聚氨酯注浆量的计算公式如下：M1...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪双杰，张娟，郭成超，富志鹏，赵力国，王超杰，
申请(专利权)人：坝道工程医院平舆，
类型：发明
国别省市：