高速公路橋梁施工中注漿技術(shù)的應(yīng)用

陳 龍

中鐵六局集團(tuán)北京鐵路建設(shè)有限公司

高速公路橋梁施工中注漿技術(shù)的應(yīng)用

陳 龍

中鐵六局集團(tuán)北京鐵路建設(shè)有限公司

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加快了人口的流動性，這種狀況給公路運(yùn)輸帶來了新的壓力和挑戰(zhàn)。交通運(yùn)輸業(yè)也面臨著更高的要求。其中在道路施工過程中難點(diǎn)系數(shù)最高的是橋梁工程建設(shè)。在我們使用過程中橋梁的特點(diǎn)是舒適性、耐磨性、整體性等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，橋梁施工技術(shù)也在不斷進(jìn)步，其中注漿技術(shù)就是橋梁施工技術(shù)中最新型的施工技術(shù)。它滿足了公路橋梁多人們的需求。所以現(xiàn)在注漿技術(shù)在公路橋梁建設(shè)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

高速公路；橋梁施工；注漿技術(shù)

引言

近年來，高速公路的修筑在我國現(xiàn)代化建設(shè)中的地位越來越重要，技術(shù)要求也越來越高，其中注漿技術(shù)更是得到了廣泛的應(yīng)用，成為高速公路工程中不可或缺的一項(xiàng)重要技術(shù)。作為基礎(chǔ)建設(shè)中的中流砥柱，高速公路的質(zhì)量也是社會關(guān)注的重點(diǎn)。認(rèn)識到高速公路的重要性，那么我們的發(fā)展便離不開注漿技術(shù)，同時人們對注漿技術(shù)的要求越來越高，那么我們提高注漿技術(shù)、正視這項(xiàng)新型技術(shù)，為我們國家的現(xiàn)代化建設(shè)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)我國的國情來看，我們引入注漿技術(shù)的時間比較晚，但是隨著我們經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對建筑事業(yè)的大力支持，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)普遍的被應(yīng)用到高速公路的建設(shè)中去了。

一、注漿技術(shù)近況

目前，我國的注漿技術(shù)還處于發(fā)展階段，已經(jīng)取得了一定的成績，但在高速橋梁方面仍有不足。在現(xiàn)代化的交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中，從設(shè)計(jì)到實(shí)施均需要考慮社會大眾的自身需求。由此可見，在高速公路橋梁的設(shè)計(jì)與施工過程中，橋梁建設(shè)的安全性、舒適性、耐用性、便捷性實(shí)為重要參考要素。雖然我國目前公路橋梁施工的施工技術(shù)還略顯薄弱，但注漿工藝、物理液壓等多方面，透過裂隙在巖石和土壤中注入泥漿固結(jié)，提升巖土體的密實(shí)穩(wěn)定，為高速公路橋梁建設(shè)安全、舒適、耐用性上加以保障。因此，根據(jù)工程建設(shè)的土地地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的注漿工藝及設(shè)施，得以將目前高速公路建設(shè)中存在的問題得以解決，為國家床罩更多的經(jīng)濟(jì)效益。

二、高速公路橋梁施工注漿漿液材料的選擇

選擇高速公路橋梁施工注漿漿液材料是一個十分艱巨的任務(wù)，任何事情都是從細(xì)微之處做起，細(xì)小的地方一旦出錯將會影響高速公路橋梁的整個施工過程，所以要慎重選擇注漿漿液材料。普通注漿漿液材料和化學(xué)注漿漿液材料是注漿漿液材料的兩大分類，顧名思義，化學(xué)材料就是以化學(xué)成分為主，依賴化學(xué)反應(yīng)的原理，具體點(diǎn)說就是，漿液與土體混合到一起會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一些微妙的變化，土層會在變化的過程中得到固化。普通材料又稱為物理材料，指那些來源或者說是渠道比較廣泛的材料，它的原理就是通過改變土壤或者周圍的環(huán)境，最終也是把土壤固化。實(shí)踐證明，只有在普通注漿漿液材料和化學(xué)注漿漿液材料混合使用時，才能達(dá)到最佳注漿效果。所以，在選擇注漿材料時，要十分的認(rèn)真，綜合考慮各種可能出現(xiàn)的情況，但是值得注意的是，盡量不要單獨(dú)使用其中的一個材料，否則不會達(dá)到令人滿意的效果。還有一點(diǎn)，就是要控制好漿液的濃度，必要的時候可以適當(dāng)?shù)奶砑右恍┰鏊軇?，以此來增加漿液的稠度，進(jìn)而保證高速公路橋梁施工的效率和質(zhì)量?？傊x擇注漿材料是注漿技術(shù)的一個重要過程，夸張的說注漿材料決定著注漿技術(shù)的成敗，所以必須高度重視。

三、注漿施工技術(shù)

注漿技術(shù)是利用空壓機(jī)等裝置將預(yù)先配置的漿液通過注漿管注入到地層中，達(dá)到改善現(xiàn)場地質(zhì)的目的。注漿技術(shù)主要是利用壓力將漿液注入到地層中有水或是有空隙的空間，漿液與地層產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，使得施工部位的裂隙及松散土能夠形成一個具有足夠強(qiáng)度且防水的整體。注漿能夠分為靜壓及高壓噴射兩種方法。在施工中，通常根據(jù)現(xiàn)場的情況，選擇不同的注漿技術(shù)。根據(jù)施工現(xiàn)場、注漿壓力、作用方式等可將注漿技術(shù)分為滲透注漿、壓密注漿以及噴射注漿等類型。在高速公路工程的施工中，滲透注漿以及壓密注漿施工工藝是較為常見的施工方法，本文主要對這兩種施工方法進(jìn)行簡要介紹。

(一)滲透注漿技術(shù)

在強(qiáng)大的壓力作用下，將漿液填充在土體的縫隙和巖石的裂縫中，把它們的水分和氣體都擠壓出去，從而形成堅(jiān)實(shí)的土層和巖石結(jié)構(gòu)就是滲透注漿技術(shù)。所用壓力相對較小。但是在注漿技術(shù)施工之前，要保證要施工的現(xiàn)場環(huán)境地層土顆粒沒有受到破壞的情況下，才能進(jìn)行的。這樣可以使?jié){液填充在土顆粒之前的空隙之中，之后漿液可以把土顆粒慢慢給凝固下來，形成新的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層。滲透灌漿一般只使用于砂石土和有裂隙的巖石，這種滲透注漿是建筑上最常適用的一種注漿類型。具有代表性的滲透灌漿理論有球形擴(kuò)散理論和柱形擴(kuò)散理論。這兩種理論都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。球形擴(kuò)散理論這個比較適用于漿液還是液體狀態(tài)，呈現(xiàn)比較均勻，而且注入的土體相對比較平坦，密度相同，并且要以點(diǎn)剛開始住進(jìn)的漿液為條件。但是我們在建設(shè)高速公路橋梁施工過程中不太適合用球形擴(kuò)散理論，因?yàn)樵谑┕み^程中不能保證漿液都處于液體狀態(tài)，同時也不能保證土體的密度是相同的。所以它也有一定的缺點(diǎn)。柱形擴(kuò)散理論也存在有一定的局限性，它主要是注漿管的漿液，也有一定的要求，施工的環(huán)境也是有限制的。

(二)壓密注漿

所謂壓密注漿技術(shù)，其應(yīng)用原理十分復(fù)雜，如果沒有較高的壓力最好不要選用這樣的方案，因?yàn)閴毫Φ拇笮Q定著這項(xiàng)技術(shù)的成功與否。具體做法是，先把漿液注入到一個鉆孔中，如果漿液的濃度適中，它就會不斷地向下流動，如果沒有流動，那就說明漿液的調(diào)制方面出現(xiàn)問題，我們應(yīng)該重新調(diào)制漿液，不要認(rèn)為這項(xiàng)工作無用，因?yàn)槿魏我粋€細(xì)節(jié)的地方，都是成功的關(guān)鍵。接下來我們要做的是，對漿液施加壓力，使它不斷的向下流動，最終進(jìn)入土壤。壓密注漿技術(shù)的功能多種多樣，例如可以加強(qiáng)土體的強(qiáng)度、承載力和密實(shí)度等。除此之外，壓密注漿的應(yīng)用范圍非常廣泛，作用域十分的大，一般的領(lǐng)域都涉及到這種技術(shù)的引用，而且效果良好。從經(jīng)濟(jì)的角度來說，壓密注漿技術(shù)對公路橋梁施工技術(shù)的研究分析是非常有商業(yè)價值的，因?yàn)檫@種方案不僅是我們對新科技的一種研究成果，而且也更好的向外界彰顯了我們進(jìn)步與發(fā)展。

四、工程概況

某公路橋梁工程總施工長度為234.3 km，為雙向四車道公路。設(shè)計(jì)車輛行駛速度為110 km/h。公路中央分隔帶的寬度為3m，行車道寬度為2×7.5m。合同段(K81+179.2～K89+300.3)段為一座特大橋，橋梁的總施工長度為531.2km，全橋左幅和右幅各自獨(dú)立，兩幅橋的總寬度為24m，全橋按照直線進(jìn)行布置，橋面設(shè)置了2%的雙向橫坡。

五、應(yīng)用

(一)施工前期準(zhǔn)備

在施工過程中，為了保證高速公路橋梁施工的科學(xué)化、規(guī)范化、合理化，在注漿施工前期，需要做好以下幾點(diǎn)工作：⑴在設(shè)備選擇階段，需要結(jié)合實(shí)際建設(shè)要求與現(xiàn)場情況，選擇有針對性的機(jī)械設(shè)備。另外，在施工前期，需調(diào)整好施工設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)，從而保證機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而在施工過程中發(fā)揮自身功能。⑵在注漿材料采購的階段，需嚴(yán)格控制材料的等級、化學(xué)反應(yīng)、質(zhì)量等，施工原料必須質(zhì)量達(dá)標(biāo)、性能高、應(yīng)用力強(qiáng)。⑶結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場情況與施工工藝，科學(xué)、合理地進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的調(diào)配，同時完善設(shè)備調(diào)校工作，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。⑷漿液在施工前期，需完善好現(xiàn)場的供水設(shè)施、照明系統(tǒng)，保證24h能夠施工作業(yè)。⑸在注漿施工前，需組織開展技術(shù)研討會，同時項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、管理人員、技術(shù)人員等需對施工圖紙進(jìn)行會審，在會審過程中，若發(fā)現(xiàn)問題，需要及時上報(bào)并及時處理。⑹設(shè)計(jì)人員和監(jiān)理人員，需對設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)查，復(fù)查過程中發(fā)現(xiàn)與實(shí)際不符情況時，需采取有效策略進(jìn)行處理，保證施工圖紙的準(zhǔn)確及完整性。⑺在測量放樣過程中，需準(zhǔn)確確定導(dǎo)線點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)線的位置并進(jìn)行加密復(fù)核，保證其不產(chǎn)生變化。⑻按照工程實(shí)際方案與施工設(shè)計(jì)要求，對施工人員進(jìn)行科學(xué)、合理地調(diào)配，引導(dǎo)施工人員在施工過程中按照標(biāo)準(zhǔn)化的施工流程進(jìn)行施工。

(二)鉆孔施工

在對巖層和土層進(jìn)行沖孔時，沖擊程度要控制在6m以內(nèi)，避免出現(xiàn)卡鉆、孔壁不圓等情況，為了提高錐沖沖程的正確性，要在卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲上做好標(biāo)記，作業(yè)人員在施工的過程中，要根據(jù)標(biāo)記的位置進(jìn)行施工，鉆孔施工圖見圖1。沖孔過程中，要及時將土渣掏干凈。一般情況下，每鉆0.3～0.5m進(jìn)行一次掏渣，每一次掏1～2筒。當(dāng)泥沙漿含量降低，比重逐漸正常后即可停止。鉆進(jìn)過程中，每班最低掏一次。進(jìn)行掏渣后，要及時將清水或泥漿添加到孔中。投放粘土?xí)r，為了防止出現(xiàn)卡鉆、粘鉆的情況，不要一次性投放過多。在鉆入到易縮孔土層或者鉆入4～6m后，要使用檢孔器對鉆孔進(jìn)行檢查。一般使用鋼筋制作檢查孔器，設(shè)計(jì)長度為5～6m，孔徑要和設(shè)計(jì)孔徑保持一致。首先將檢孔器放入到孔底，然后將新鉆頭放入，不可以使用沖擊、加重壓、強(qiáng)插檢孔器等對鉆孔進(jìn)行檢查。當(dāng)檢孔繩從孔位中心偏離或則檢孔器不能達(dá)到鉆孔深度時，要考慮縮孔、斜孔、彎孔、扁孔等情況，要對鉆頭的位置進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行補(bǔ)救以后才可以進(jìn)行鉆進(jìn)。為了防止出現(xiàn)卡鉆的情況，不允許使用鉆錐對孔進(jìn)行修理。進(jìn)行鉆孔時，要平穩(wěn)起吊，避免對孔壁和護(hù)筒造成觸碰。鉆頭進(jìn)孔時，為了避免出現(xiàn)鉆錘傷人的情況，不要在鉆孔的四周站人。因事故造成停鉆時，需要使用保護(hù)蓋對鉆孔進(jìn)行保護(hù)。為了避免出現(xiàn)埋鉆的情況，需要將鉆錐從口外提出。鉆進(jìn)施工時，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造將不良地質(zhì)構(gòu)造的位置確定出來，快鉆到溶洞構(gòu)造區(qū)時，選用0.2～0.5m小沖程鉆進(jìn)施工，避免因“打空錘”或卡鉆導(dǎo)致鋼絲繩和鉆架受到過大荷載出現(xiàn)鉆架被破壞或者鋼絲繩被拉斷的情況。

(三)注漿施工

注漿法是指利用液壓、氣壓和電化學(xué)原理，通過注漿管將漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透、擠密等方式，擠出土體顆?；驇r石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置。經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性好的“結(jié)石體”。外圍兩排孔的注漿工作可以先完成，這樣可有效防止出現(xiàn)水泥漿外流的情況。本次討論的這個橋梁工程的注漿施工環(huán)節(jié)主要采用的是跳注方式，兩個相鄰孔之間間隔注漿時間超過3h，這樣可避免出現(xiàn)孔間竄漿的現(xiàn)象，進(jìn)而有效確保注漿施工效果。注漿參數(shù)具體設(shè)置：注漿壓力為0.2 MPa，水灰比為1.0，水泥量是65 kg/m。注漿施工的過程中，如果漿液表面比較穩(wěn)定，沒有發(fā)生下沉現(xiàn)象，可以暫停注漿施工。

(四)注漿施工的質(zhì)量控制

注漿施工的質(zhì)量對整個橋梁工程的質(zhì)量影響都是非常大的。在注漿時，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及施工方案進(jìn)行。先進(jìn)行現(xiàn)場的注漿試驗(yàn)，在確定能夠注漿后，進(jìn)行正式的注漿施工，嚴(yán)格控制注漿施工的質(zhì)量。①材料的質(zhì)量控制，材料進(jìn)場前嚴(yán)格執(zhí)行見證取樣制度，嚴(yán)禁使用過期水泥，確保注漿材料的質(zhì)量符合規(guī)范要求。②定位放線，要做到嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行定位，確保準(zhǔn)確無誤，并且要進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)核工作。注漿孔的預(yù)留必須嚴(yán)格按照施工方案提前進(jìn)行，注漿孔在預(yù)留時，要考慮到橋梁與高速公路路線之間的關(guān)系，合理預(yù)留孔洞。施工中，操作人員必須要具備一定的責(zé)任心，控制注漿參數(shù)，并且利用計(jì)量工具控制注漿量。嚴(yán)格控制注漿壓力，一旦發(fā)現(xiàn)壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)值時，要立即停止注漿，當(dāng)出現(xiàn)漏漿、溢漿等現(xiàn)象時，也要停止注漿，問題處理后才能繼續(xù)注漿。在注漿中我們還需要注意這幾個方面內(nèi)容：①水泥漿的注射盡量要一次性完成，不要中斷，避免堵管。②施工人員施工中要重點(diǎn)注意注漿的壓力、時間以及注漿的有效直徑等注漿參數(shù)。③當(dāng)注漿孔的周邊有漿液流出時要及時進(jìn)行封堵，避免漿液冒出。冒漿嚴(yán)重時，停止注漿，穩(wěn)定后繼續(xù)注漿。

結(jié)束語

通過上文的全面論述，我們可以清楚地看出注漿技術(shù)是我國建設(shè)公路橋梁工程中非常必要的技術(shù)，同時還了解到我國使用注漿技術(shù)的現(xiàn)狀和未來前景。根據(jù)實(shí)際情況分析，對我國現(xiàn)有的注漿技術(shù)進(jìn)行完善和提升可以說是現(xiàn)階段十分必要的工作，只有這樣，才能強(qiáng)化我國公路橋梁路基施工，保證我國的公路橋梁建設(shè)水平能夠從本質(zhì)上有所提升，這樣一來，我國的經(jīng)濟(jì)和社會建設(shè)才能有更好的提升，保證公路建設(shè)的安全和穩(wěn)定，就是確保我國人民生活質(zhì)量，所以，完善注漿技術(shù)在公路橋梁路基施工中的應(yīng)用是非常重要的。

[1] 龍鳳艷.注漿技術(shù)在高速公路橋梁施工中應(yīng)用研究[J].城市建筑，2013(18)：255.

[2] 董月霞. 淺談高速公路橋梁施工中的注漿技術(shù)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012(31).