公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的運(yùn)用研究

單世廣

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，當(dāng)今公路橋梁工程數(shù)量越來越多，完善了我國(guó)公路運(yùn)輸體系。公路橋梁速調(diào)工程加固施工有助于提高工程質(zhì)量、使用壽命、運(yùn)行安全，其中灌漿法加固技術(shù)在路橋隧道工程中應(yīng)用十分廣泛，可以有效提高路橋隧道物理性能?；诖?，本文首先提出灌漿法加固技術(shù)原理，結(jié)合某工程實(shí)際案例分析路橋隧道工程中灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用。

Abstract： With the continuous development of China's society and economy， today there are more and more highway bridge projects， which has improved our highway transportation system. Reinforcement construction of highway and bridge quick-tuning projects helps to improve project quality， service life， and operational safety. The grouting method is widely used in road and bridge tunnel projects， which can effectively improve the physical properties of road and bridge tunnels. Based on this， this paper first proposes the principle of grouting reinforcement technology， and combines the practical case of a project to analyze the application of grouting reinforcement technology in road and bridge tunnel engineering.

關(guān)鍵詞：路橋隧道工程;灌漿法;加固技術(shù);應(yīng)用

0? 引言

路橋工程作為組成公路交通體系的重要組成部分，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的土建工程新技術(shù)、新材料被應(yīng)用到路橋工程中，降低了路橋隧道施工難度。同時(shí)，在隧道施工中存在很多的不可抗力因素，可能會(huì)造成隧道突涌、裂縫等問題，這就需要采用科學(xué)的加固技術(shù)。其中，灌漿法在隧道加固領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，不僅能夠提高隧道的物理性能，同時(shí)相比其他的加固方案施工更加便捷、成本更低，有助于提升路橋工程的整體效益。

1? 工程概況

云南山區(qū)某路橋工程全長(zhǎng)為45.23km，路橋隧道長(zhǎng)度占據(jù)30%左右，工程量較大，隧道工程設(shè)計(jì)寬度為22m整體式路基以及寬度為9.96m分離式路基，路基與橋梁寬度相等。該路橋工程設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h。該路橋工程貫通段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為砂巖、英砂巖，再加上山體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有山泉，爆破不到位可能會(huì)出現(xiàn)泥石流、砌石松動(dòng)、內(nèi)部開裂、砌漿脫落等質(zhì)量問題。為了減少路橋工程質(zhì)量缺陷，采用了灌漿法加固技術(shù)，并且取得了非常好的效果。

2? 灌漿法加固技術(shù)相關(guān)闡述

2.1 灌漿法技術(shù)原理

在路橋工程建設(shè)中，通常會(huì)產(chǎn)生一些不可預(yù)見的病害問題，這些病害嚴(yán)重影響路橋隧道正常通行以及運(yùn)行安全性，部分隧道工程采用了灌漿法進(jìn)行了加固，取得了良好的效果。灌漿法是指將水泥、砂子、粘土、水、添加劑按照相關(guān)比例配置成砂漿，之后將加固對(duì)象鉆孔，將砂漿灌入到加固結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在水泥砂漿凝固之后強(qiáng)度會(huì)變高，從而起到加固作用，也可以填補(bǔ)結(jié)構(gòu)中的裂縫，提高隧道的安全性、穩(wěn)定性、荷載性能。在路橋隧道工程施工中，灌漿法可以分為兩種形式，一種是高壓注漿;另一種是低壓注漿，通常以高壓注漿為主。砂漿在進(jìn)入加固主體后會(huì)在裂縫位置形成漿柱，在一段時(shí)間后冷卻凝結(jié)填補(bǔ)結(jié)構(gòu)裂縫，提高基礎(chǔ)強(qiáng)度，從而解決病害問題，起到加固作用[1]。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

灌漿加固技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：

①利用水泥砂漿填充縫隙可以避免隧道工程跑漏問題，這些填充物在凝固之后可以提高整體結(jié)構(gòu)的物理特性。

②可以避免工程滲漏，灌漿之后可以填充縫隙從而降低工程主體的滲透性，提高隧道工程的抗?jié)B性。

③灌漿法所使用的水泥砂漿要比工程本體強(qiáng)度更高，可以提高隧道工程強(qiáng)度，起到結(jié)構(gòu)整體加固作用，有效消除了隧道裂縫帶來的傷害。

④灌漿法可以在一定程度上恢復(fù)因不均勻沉降造成隧洞偏移的問題。

由此可見，在多年發(fā)展中灌漿加固技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，在路橋隧道工程施工中有著重要意義，可以有效提升隧道的強(qiáng)度和使用安全。

3? 公路橋梁隧道工程施工中灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用

3.1 做好前期準(zhǔn)備工作

灌漿施工前必須要做好準(zhǔn)備工作，這也是發(fā)揮灌漿法效益的前提。首先要做好施工現(xiàn)場(chǎng)勘查工作，掌握隧道結(jié)構(gòu)的整體狀況，為后續(xù)施工方案制定提供信息支持。其次是安排施工隊(duì)伍，保證施工隊(duì)伍的專業(yè)性，明確施工隊(duì)伍中的個(gè)人分工，做好前期技能培訓(xùn)工作，確保隧道工程可以順利施工，落實(shí)相關(guān)責(zé)任。最后要根據(jù)施工方案選擇施工機(jī)械型號(hào)，并運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行檢查。還要準(zhǔn)備好施工材料，確保加固施工可以順利進(jìn)行。

3.2 施工標(biāo)準(zhǔn)

想要確保工程整體施工質(zhì)量，就必須要確定工程加固標(biāo)準(zhǔn)，不同施工環(huán)境的加固標(biāo)準(zhǔn)不同，案例工程采用了復(fù)合型地基，要求在灌漿加固之后地基承載力不得低于130kPa，還要嚴(yán)格控制施工灌漿時(shí)間、灌漿速度，通常保持在5L/min，持續(xù)灌漿30min。在水泥砂漿配比中，水泥砂漿最低強(qiáng)度為32MPa，采用高性能硅酸鹽水泥。在打孔的孔深、灌漿管排布中，可以采用梅花狀灌漿管排布形式，打孔半徑控制在40-50mm，孔深保持在5m[2]。注漿時(shí)必須要填充隧道結(jié)構(gòu)主體的裂縫，提前做好壓力測(cè)試，灌漿壓力不得低于0.4MPa，只有各項(xiàng)指標(biāo)都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，才能夠?qū)崿F(xiàn)最終的注漿加固目標(biāo)。

3.3 灌漿加固施工方案

3.3.1 打孔

在正式打注漿孔之前，要提前選擇好打孔工具，鉆頭半徑為40mm。鉆孔過程中，要保證與鉆孔面的垂直度，誤差控制在±1%以內(nèi)。本工程在鉆孔當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了粉狀土壤，此時(shí)要先下入導(dǎo)管，保護(hù)好灌漿孔孔壁，避免粉塵泥砂進(jìn)入到灌漿孔當(dāng)中造成堵塞問題，防治正常施工。下入到管之后即可繼續(xù)鉆孔作業(yè)。

3.3.2 灌漿管道安裝

在打孔工作完畢之后，要安裝灌漿管道。灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用是為了提高隧道工程強(qiáng)度，但由于路橋隧道工程施工環(huán)境、使用環(huán)境的特殊性，采用普通灌漿管道在使用中產(chǎn)生外壁裂縫幾率非常高，影響工程正常使用，為了避免此類問題，可以在安裝灌漿管同時(shí)在外部包裹一層軟膠保護(hù)層[3]。管道破裂會(huì)導(dǎo)致漿液溢出，除了會(huì)影響工程質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致材料浪費(fèi)，而在軟膠保護(hù)層包裹下，泥沙不易流入到灌漿管到中，起到了雙層防護(hù)作用。在灌漿管道鋪設(shè)完畢之后，還要做好管道銜接部位孔隙、鉆孔孔隙填補(bǔ)工作，選擇與管道周圍相同材料填補(bǔ)即可。

3.3.3 水泥砂漿攪拌

灌漿管道施工完畢后，要攪拌水泥砂漿，按照試驗(yàn)段設(shè)計(jì)比例進(jìn)行攪拌，攪拌要按照一個(gè)方向進(jìn)行，不可切換方向。攪拌振搗速度不宜過快，要保持勻速攪拌，攪拌機(jī)運(yùn)行30s以上，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整攪拌速度，避免砂漿出現(xiàn)離析、沉淀等問題。攪拌完成后立刻運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)，盡可能在2h內(nèi)使用完畢，避免長(zhǎng)時(shí)間擱置造成初凝或變質(zhì)等問題，影響正常使用。本工程砂漿材料采用了42·5硅酸鹽水泥，在監(jiān)理工程師檢定之后，加入適量的外加劑，如粉煤灰、水玻璃等，改善砂漿整體性能，集料粒徑不超過3mm，所有外加劑質(zhì)量都應(yīng)滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.4 灌漿施工

在正式灌漿前要做好區(qū)分工作，每個(gè)區(qū)段長(zhǎng)度不得超過50m，并且在灌漿完畢后都要做好封堵工作。同時(shí)，還要對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)缺陷、施工縫進(jìn)行全面檢查，制定漏漿的應(yīng)對(duì)措施，之后再次進(jìn)行檢查，合格之后即可注漿。

注漿要由下到上的順序進(jìn)行，在地處孔注漿中，氣體從高處孔排除，待到高處孔溢出漿液之后將底孔封堵，從高處孔向下注漿，反復(fù)注漿直到填滿為止。注漿壓力要根據(jù)襯砌界溝厚度確定，考慮內(nèi)部鋼筋布置情況。開始注漿后要保持連續(xù)性，直到注漿結(jié)束，如果中途注漿中斷，要立刻掃孔并復(fù)灌。本工程采用了分次注漿法，第一次注漿的水灰比為1：0.5，以常壓注漿，從孔底持續(xù)向上注漿，在上孔溢出漿液后完成第一次注漿。待到將第一次注漿完成12h之后開始第二次注漿，也就是劈裂注漿法，此時(shí)泥漿水灰比為1：0.6[4]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定注漿壓力、時(shí)間，通常注漿壓力不超過1.2MPa，地表等部位出現(xiàn)冒漿、串漿問題要立刻采取防護(hù)措施，可以間歇式注漿減小壓力。在注漿完成之后要檢測(cè)地基承載力，通常經(jīng)過注漿加固之后的地基承載力可以達(dá)到300kPa，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)的130kPa。

3.3.5 灌漿孔封堵

在灌漿壓力升到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)壓力后，還要持續(xù)灌漿10min，嚴(yán)控注漿量操持在10L/min左右，最高不得超過20L/min，注漿完畢之后馬上封堵注漿口，封堵一天時(shí)間觀察情況[5]。為了能夠提高注漿加固效果，可以采用以下幾點(diǎn)措施：①根據(jù)砂漿固結(jié)面實(shí)際情況檢查鉆孔中是否出現(xiàn)了空白區(qū)。②檢查注漿量、灌漿壓力等施工信息，判定注漿效果。③按照注漿孔數(shù)的5%比例進(jìn)行取孔，進(jìn)行壓水試驗(yàn)。特別是對(duì)土質(zhì)條件差、冒漿嚴(yán)重、耗灰量多的孔洞進(jìn)行重點(diǎn)檢查。如果持續(xù)灌水30min吸水率都低于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，則確定灌漿質(zhì)量達(dá)標(biāo)，反之要再次補(bǔ)壓。本工程采用劈裂注漿法，幾乎不會(huì)出現(xiàn)此類問題。

4? 灌漿加固技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

應(yīng)用灌漿加固技術(shù)在隧道工程中有助于解決裂縫、松動(dòng)等問題，可以全面提升隧道工程整體質(zhì)量。本工程在應(yīng)用灌漿加固技術(shù)之后，很好的填充了隧道孔洞，堵截流水，提高了隧道結(jié)構(gòu)的整體防滲性能，同時(shí)還加強(qiáng)了隧道整體強(qiáng)度，通過試驗(yàn)檢測(cè)分析，巖土力學(xué)強(qiáng)度和混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均提升了120%以上，避免隧洞出現(xiàn)不均勻狀況。

在路橋隧道加固工程施工中，可以解決一系列的隧道缺陷上問題，但也要注意很多事項(xiàng)。①在鉆孔施工中如果遇到突涌情況，要立刻停鉆，通過加壓注漿堵口封堵涌水口;②如果灌漿壓力突然升高，可以改灌清水、水泥砂漿，讓灌漿壓力得以恢復(fù)，之后再注漿，如果灌漿壓力沒有恢復(fù)到正常標(biāo)準(zhǔn)需要停止灌漿，并檢查灌漿管是否有堵塞問題;③如果在灌漿時(shí)進(jìn)漿壓力非常高且長(zhǎng)時(shí)間保持不變，需要立刻更改砂漿配置比例、濃度，縮短凝膠時(shí)長(zhǎng)，也可以采用間歇式灌漿法，嚴(yán)格按照漿液凝膠時(shí)間控制灌漿停留時(shí)長(zhǎng);④在灌漿施工中也要重點(diǎn)關(guān)注安全問題。在開工前做好安全技術(shù)交底工作，組織一線工作人員學(xué)習(xí)安全防護(hù)技術(shù)、安全操作規(guī)程。安排專人負(fù)責(zé)維護(hù)施工設(shè)備，排除設(shè)備、部件的安全隱患，確保可以正常運(yùn)行[6]。灌漿前做好設(shè)備、器具、管路、縫口狀態(tài)檢查，如果發(fā)現(xiàn)異常立刻修復(fù)，避免帶故障灌漿施工，按照要求做好注水試驗(yàn)工作。一線工作人員必須要佩戴相應(yīng)的防護(hù)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)注漿壓力異常要遠(yuǎn)離灌漿口，避免灌漿爆裂傷人。

5? 結(jié)束語

綜上所述，灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用有助于提升路橋隧道工程整體質(zhì)量，這就需要根據(jù)工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制灌漿加固法的每個(gè)施工流程，掌握施工要點(diǎn)、滿足工程施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要關(guān)注施工中的注意事項(xiàng)，保證施工安全，發(fā)揮灌漿法加固技術(shù)的真正效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔚晉峰.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用[J].四川建材，2019，45（09）：143-144.

[2]魯林.試析公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2019，38（22）：155-157.

[3]張學(xué)禮.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用[J].交通世界，2019（18）：100-101.

[4]楊歡權(quán).公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)研究[J].居業(yè)，2019（06）：115-116.

[5]白嵩.論公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的有效應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（12）：123.

[6]蔣磊.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（05）：168-169.