本發(fā)明涉及工程施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種巖溶地區(qū)止水加固施工方法。

背景技術(shù)：

巖溶，即水對可溶性巖石進行的以溶蝕作用為主的改造和破壞地址作用以及由此產(chǎn)生的地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。巖溶地層的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，其透水性、流態(tài)及不均勻性都增大，容易發(fā)生滲漏、涌水、塌陷等現(xiàn)象，目前我國由巖溶地面塌陷引起的地質(zhì)災(zāi)害問題己相當(dāng)嚴重。全國每年發(fā)生巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害數(shù)千起，，其中影響嚴重的地區(qū)主要分布在廣西、云南、貴州等地。巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅給隧道、道路、建筑物施工帶來重大不利影響，而且還會威脅到人員生命，帶來重大的經(jīng)濟損失。

傳統(tǒng)的巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害治理方法通常采用換填、灌漿、沖擊爆破、跨越等，其原理主要是通過減少溶洞的分布率，或增強溶洞的穩(wěn)定性使其承載力有效提高，從而減輕其危害。在應(yīng)用綜合防治體系治理巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害時，溶洞規(guī)模的大小是治理技術(shù)選取的關(guān)鍵，土層分布的厚度大小對于治理措施的要求是非常高的，如溶洞的直徑小于5m、距土層的深度小于3m時，在土拱效應(yīng)的作用下應(yīng)力可以滿足土體自穩(wěn)的要求。處理方法一般采用注漿法，即采用水泥砂漿混合物進行充填，支撐上部土層重量，防止其在地下水的溶蝕下繼續(xù)塌落，擴大溶洞的范圍，但是由于溶洞下會發(fā)生涌泉現(xiàn)象，水泥砂漿混合物往往還來不及凝固即被沖走。而當(dāng)溶洞的直徑大于5m、距土層的深度大于3m，土拱效應(yīng)的作用力已經(jīng)不能滿足土體自穩(wěn)的要求時，一般采用沖擊爆破、樁基、跨越等方法治理。這種方法施工周期長，成本高。因此，研究一種快速、低成本的止水加固施工方法是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種巖溶地區(qū)止水加固施工方法，通過聚氨酯發(fā)泡材料快速固結(jié)成型，時間短、速度快，隔水和支撐效果好。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種巖溶地區(qū)止水加固施工方法，包括以下步驟：

S1.根據(jù)溶洞的大小，確定灌注聚氨酯發(fā)泡材料的方法：

S1-1對洞高小于1m的無填充溶洞，或是洞高小于1.5m且空腹高度小于0.8m的溶洞，現(xiàn)場噴射聚氨酯發(fā)泡材料A，聚氨酯發(fā)泡材料A迅速發(fā)泡膨脹封堵住溶洞；

S1-2對于洞高大于等于1m的無填充溶洞，或是洞高大于等于1.5m且空腹高度大于等于0.8m的溶洞，先根據(jù)溶洞大小確定彈性膜袋的大小，然后在彈性膜袋中噴射砂漿，砂漿填充至膜袋的部分容積，從溶洞入口放入彈性膜袋，彈性膜袋隨砂漿的重力深入至溶洞底部，從彈性膜袋的袋口噴射聚氨酯發(fā)泡材料B，聚氨酯發(fā)泡材料B迅速發(fā)泡膨脹封堵住溶洞，封堵完成后封住彈性膜袋的袋口；

S2.在膨脹成型后的聚氨酯表面及周邊巖石表面鋪設(shè)至少0.5m的混凝土。

進一步的，所述步驟S1-2中，彈性膜袋深入至溶洞底部后，在貼于溶洞入口處的彈性膜袋部分開設(shè)5~20個透氣孔。

進一步的，在鋪設(shè)混凝土前還包括以下步驟：在膨脹成型后的聚氨酯表面及周邊巖石表面鋪設(shè)一層防水卷材。

進一步的，所述聚氨酯發(fā)泡材料A由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇50~80份，異氰酸酯15~24份，泡沫穩(wěn)定劑2~5份，發(fā)泡劑5~20份，鈣皂1~2份，膨脹蛭石12~22份，硅酸鹽水泥10~20份，地質(zhì)聚合物干粉10~20份，木質(zhì)纖維素5~12份，硅藻土1~2份，催化劑1.5~5份；基料成分與水的質(zhì)量比為1:0.3~0.5。更進一步的，所述聚氨酯發(fā)泡材料A由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，異氰酸酯18份，泡沫穩(wěn)定劑3，發(fā)泡劑15份，鈣皂1.5份，膨脹蛭石18份，硅酸鹽水泥15份，木質(zhì)纖維素10份，地質(zhì)聚合物干粉8份，硅藻土1.5份，催化劑3份。

進一步的，所述聚氨酯發(fā)泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇50~80份，異氰酸酯15~24份，泡沫穩(wěn)定劑2~3份，發(fā)泡劑5~20份，鈣皂1~2份，膨脹蛭石12~22份，硅酸鹽水泥5~10份，木質(zhì)纖維素5~12份，地質(zhì)聚合物干粉2~8份，硅藻土1~2份，催化劑1.5~5份；基料成分與水的質(zhì)量比為1:0.6~0.8。更進一步的，所述聚氨酯發(fā)泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，異氰酸酯18份，泡沫穩(wěn)定劑2.5，發(fā)泡劑15份，膨脹蛭石18份，硅酸鹽水泥8份，木質(zhì)纖維素10份，地質(zhì)聚合物干粉6份，硅藻土1.5份，催化劑2份。

進一步的，所述泡沫穩(wěn)定劑為丙烯酸樹脂、聚丙烯酸酯和聚丙烯酰胺中的一種或兩種。

進一步的，所述步驟S1-2中，彈性膜袋深入至溶洞底部后，在貼于溶洞入口處的彈性膜袋部分通過膠黏劑粘貼于溶洞入口處。

進一步的，所述彈性膜袋是采用天然橡膠或聚亞安酯制成的一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)。

以上所述的巖溶地區(qū)止水加固施工方法，具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明根據(jù)溶洞大小對噴射聚氨酯發(fā)泡材料的方式進行區(qū)分，小規(guī)模的溶洞直接噴射聚氨酯發(fā)泡材料，由于聚氨酯發(fā)泡材料發(fā)泡速度快、凝結(jié)速度快，可立即對小規(guī)模的溶洞進行封堵，大規(guī)模的溶洞配合采用彈性膜袋的方式進行噴射，彈性膜袋可以有效保護未完全發(fā)泡的聚氨酯材料被水流沖走，并在發(fā)泡完成后減小水流對聚氨酯材料的沖擊，由于聚氨酯材料具有快速發(fā)泡、硬度大、隔水效果好等優(yōu)勢，可有效解決溶洞中水流對施工材料的沖擊問題，并能對其上層的混凝土結(jié)構(gòu)起到有效力學(xué)支撐以及封閉水流來源的作用。

（2）本發(fā)明根據(jù)溶洞大小的情況對聚氨酯發(fā)泡材料的組分進行了不同的設(shè)計，對于小規(guī)模的溶洞，采用水分較少、填充成分較多的原料復(fù)配，對于大規(guī)模的溶洞，由于采用了彈性膜袋對水流進行隔離，采用水分較多，填充成分較少的原料復(fù)配，從而使其在不同的環(huán)境下均勻發(fā)泡，并且節(jié)約原料成本。

（3）本發(fā)明制備聚氨酯發(fā)泡材料的組分包括：木質(zhì)纖維素、硅酸鹽水泥，可有效提高聚氨酯發(fā)泡材料的強度；膨脹蛭石，可使聚氨酯材料快速膨脹，加快成型速度；鈣皂、硅藻土：加快干燥速度，提高成型速度；地質(zhì)聚合物干粉：圓球度大，可提高各組分的混合速度，且其在常溫下即可固化成型，也能加快成型速度，并且具有很好的支撐作用，能對周邊的巖石形成有效支撐；另外，泡沫穩(wěn)定劑中采用的丙烯酸樹脂，能加快聚氨酯固化速度，且能有效提高聚氨酯的耐水性能。

（4）通過本發(fā)明的方法進行施工，施工工序簡單，施工速度快，施工成本低，止水和封水性能好，并能對周邊的巖石形成有效地支撐，能加固隧道、道路、建筑物施工的基層結(jié)構(gòu)，可在巖溶地區(qū)施工技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣。

具體實施方式

以下將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于以下實施例：

實施例1

S1.測量溶洞的大小，確定灌注聚氨酯發(fā)泡材料的方法：當(dāng)洞高小于1m的無填充溶洞，或是洞高小于1.5m且空腹高度小于0.8m的溶洞，現(xiàn)場噴射聚氨酯發(fā)泡材料A，聚氨酯發(fā)泡材料A迅速發(fā)泡膨脹封堵住溶洞；

S2.在膨脹成型后的聚氨酯表面及周邊巖石表面鋪設(shè)一層防水卷材，再鋪設(shè)1m的混凝土。

其中，聚氨酯發(fā)泡材料A由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，異氰酸酯18份，丙烯酸樹脂3份，發(fā)泡劑15份，鈣皂1.5份，膨脹蛭石18份，硅酸鹽水泥15份，木質(zhì)纖維素10份，地質(zhì)聚合物干粉8份，硅藻土1.5份，催化劑3份，基料成分與水的質(zhì)量比為1:0.4。噴射聚氨酯發(fā)泡材料A前，先將除異氰酸酯以外的成分先混合得混合料A，將后將混合料A與異氰酸酯混合放入高壓噴涂機中，噴射入溶洞中。

實施例2

S1.測量溶洞的大小，確定灌注聚氨酯發(fā)泡材料的方法：當(dāng)洞高大于等于1m的無填充溶洞，或是洞高大于等于1.5m且空腹高度大于等于0.8m的溶洞，先根據(jù)溶洞大小確定彈性膜袋的大小，然后在彈性膜袋中噴射砂漿，砂漿填充至膜袋的1/5容積，從溶洞入口放入彈性膜袋，彈性膜袋隨砂漿的重力深入至溶洞底部，在貼于溶洞入口處的彈性膜袋部分涂覆膠黏劑將其粘貼于溶洞入口處，從彈性膜袋的袋口噴射聚氨酯發(fā)泡材料B，聚氨酯發(fā)泡材料B迅速發(fā)泡膨脹封堵住溶洞，封堵完成后封住彈性膜袋的袋口；

S2.在膨脹成型后的聚氨酯表面及周邊巖石表面鋪設(shè)一層防水卷材，再鋪設(shè)1m的混凝土。

聚氨酯發(fā)泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇60份，異氰酸酯18份，丙烯酸樹脂2.5份，發(fā)泡劑15份，膨脹蛭石18份，硅酸鹽水泥8份，木質(zhì)纖維素10份，地質(zhì)聚合物干粉6份，硅藻土1.5份，催化劑2份，基料成分與水的質(zhì)量比為1:0.7。噴射聚氨酯發(fā)泡材料B前，先將除異氰酸酯以外的成分先混合得混合料B，將后將混合料B與異氰酸酯混合放入高壓噴涂機中，噴射入溶洞中。

其中，彈性膜袋是采用天然橡膠制成的一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)。

實施例3

S1.測量溶洞的大小，確定灌注聚氨酯發(fā)泡材料的方法：當(dāng)洞高大于等于1m的無填充溶洞，或是洞高大于等于1.5m且空腹高度大于等于0.8m的溶洞，先根據(jù)溶洞大小確定彈性膜袋的大小，然后在彈性膜袋中噴射砂漿，砂漿填充至膜袋的1/8容積，從溶洞入口放入彈性膜袋，彈性膜袋隨砂漿的重力深入至溶洞底部，在貼于溶洞入口處的彈性膜袋部分開設(shè)10個透氣孔，從彈性膜袋的袋口噴射聚氨酯發(fā)泡材料B，聚氨酯發(fā)泡材料B迅速發(fā)泡膨脹封堵住溶洞，封堵完成后封住彈性膜袋的袋口；

S2.在膨脹成型后的聚氨酯表面及周邊巖石表面鋪設(shè)一層防水卷材，再鋪設(shè)1m的混凝土。

聚氨酯發(fā)泡材料B由下列基料成分按重量份制成：聚醚多元醇50份，異氰酸酯15份，聚丙烯酰胺2份，發(fā)泡劑12份，膨脹蛭石12份，硅酸鹽水泥5份，木質(zhì)纖維素5份，地質(zhì)聚合物干粉8份，硅藻土1份，催化劑1.5份，基料成分與水的質(zhì)量比為1:0.8。噴射聚氨酯發(fā)泡材料B前，先將除異氰酸酯以外的成分先混合得混合料B，將后將混合料B與異氰酸酯混合放入高壓噴涂機中，噴射入溶洞中。

其中，彈性膜袋是采用聚亞安酯制成的一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)。