注漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用

曹利和

（湖口縣交通運輸局，江西九江332500）

0 引言

所謂注漿法，其本質(zhì)是在實操過程中，利用特殊的設(shè)備及相應(yīng)的方法將一定濃度的漿液，注入工程要求的結(jié)構(gòu)中，全面提升工程建筑的穩(wěn)定性。施工人員可嘗試以新型注漿方式，確保工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，最大限度地避免工程存在安全隱患。通過分析不同的注漿法，對注漿法在橋梁隧道施工中的具體應(yīng)用方案，做了較為詳細(xì)的闡述。

1 注漿法概述

1.1 注漿法的概念及作用

注漿法是一種常用于橋梁、隧道建造中的施工技術(shù)，通過把滿足設(shè)計要求的注漿液注入裂縫中從而起到改善裂縫、提高工程安全系數(shù)的效果。注漿的目的是減少橋梁、隧道的滲流量，有效避免滲漏，充分緩解橋梁孔隙之間的壓力，以此確保工程質(zhì)量。此外，注漿法還能有效地封堵隧道的孔洞，達(dá)到良好的截流效果；提高施工巖土的物理變形模量及力學(xué)強度，恢復(fù)施工混凝土的整體結(jié)構(gòu)（見圖1）。此外，該類施工方法還能夠有效地減輕建筑物的傾斜度[1]。

圖1 高壓噴射注漿法處理工藝

1.2 注漿法的相關(guān)分類

填充注漿法：填充注漿法在實際操作過程中，主要用于橋梁工程坍塌等類大型裂縫。

滲透注漿法：主要用于部分隧道的側(cè)壁維修，或加固橋梁地基等領(lǐng)域。在施工過程中，主要由技術(shù)人員將注漿液送到隧道裂縫中或巖土地層，該法能有效固定整體結(jié)構(gòu)，使巖土層強度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

壓密注漿法：主要適用于隧道施工，相關(guān)的技術(shù)人員通過高壓注射法，將高濃度的注漿液送入巖縫中，使其在壓力的作用下直接注入所需巖縫中凝固成型。通常情況下，該法的注漿液主要是兩種形，即條狀的膠結(jié)層、脈狀形態(tài)。

電動化學(xué)注漿法：主要用于實際施工中的加固橋梁基礎(chǔ)。以電滲形成通道的方法，將所需加固的巖層分為正、負(fù)兩極，然后在金屬管中接入底層正極，便于注漿；另一端則與電源的負(fù)極相連接，使電滲方向與注入壓力保持統(tǒng)一，利用電滲作用，促使所注漿液能夠作用于橋梁底層，進(jìn)而形成所需的結(jié)層。

2 注漿法施工工藝的相關(guān)要求

使用注漿法時，首先應(yīng)控制相應(yīng)的注漿壓力，因為這相當(dāng)于注漿液的動力來源。整體工程加固的具體效果，受實際施工地層條件、施工材料及注漿方法等方面因素的影響。因此，若想控制好注漿壓力，就必須根據(jù)現(xiàn)場的具體情況而定，通常淺層注漿施工所需的注漿壓力小于深層注漿壓力，而且工程項目的滲透系數(shù)越大，則其所對應(yīng)的注漿壓力越小。因此實際施工時，必須合理控制注漿壓力，嚴(yán)格控制注漿擴散的半徑，因為漿液擴散半徑的參數(shù)越大，擴散范圍就越大，這不僅會影響工程項目的實際造價，還會影響施工進(jìn)度。而注漿擴散半徑受注漿壓力及注漿時間等因素的制約。所以在進(jìn)行注漿工作時，必須根據(jù)注漿時間的相關(guān)變化，合理調(diào)整漿液濃度，使?jié){液的黏結(jié)度符合預(yù)期效果。

此外在注漿時，應(yīng)根據(jù)漿液自身特點，嚴(yán)格控制的漿液凝固時間，在施工過程中根據(jù)工程項目的特點及設(shè)計方案，合理添加分散劑、膨脹劑等，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)漿液的凝固時間，使凝固強度達(dá)到最佳。只有通過精確的運算，才能確保漿液的凝固時間保持在可控范圍內(nèi)，如此便能滿足施工中的各種不同需求，使施工人員的實操更為便捷[2]。

3 注漿法在橋梁隧道工程中的具體應(yīng)用

3.1 工程案例

該工程位于江西山區(qū)，隧道為雙連拱的短隧道，其隧址的進(jìn)出口位置，全是V 級圍巖，而且以風(fēng)化片巖居多，其整體穩(wěn)定性無法符合預(yù)期效果。結(jié)合圍巖自身特點，其洞口位置全面采用鋼拱架輔助的超前支護(hù)方式。在施工過程中，應(yīng)逐步穩(wěn)定進(jìn)口圍巖，避免洞口位置片壓或淺埋，有效解決巖體破碎的問題，從而保證工程順利實施。

3.2 注漿法施工的相關(guān)設(shè)計

為了降低施工風(fēng)險，提升工程整體質(zhì)量，首先應(yīng)確定橋梁隧道工程中注漿強度及相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)，確保施工結(jié)束后，質(zhì)量檢測能夠符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)配比注漿材料，一般情況下，注漿主劑的應(yīng)用率最高的是粒裝漿材與化學(xué)漿材。其中以水泥為主的粒裝漿材，屬于懸濁液，價格便宜、制作較簡單，因此被廣泛應(yīng)用于各個工程領(lǐng)域。而化學(xué)漿材則是一種灌注效果極好的真溶劑，能適用于各種不同條件。根據(jù)工程的自身特點，案例隧道所采用的是水灰比為1∶1 的水泥水玻璃雙漿液，充分考慮裂縫可能存在的原因，將水玻璃的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為全部水泥量的5%，雙漿液中水玻璃的波美度控制在40～45，模數(shù)為2.9～3.2，根據(jù)工程地質(zhì)情況，這里選用硅酸鹽32.5R 型的水泥主材（見圖2）。在進(jìn)行注漿工作時，剛開始注漿壓力控制在0～1.0MPa，臨近結(jié)束時注漿壓力為1.5MPa，注漿液濃度由稀到濃逐漸變化，其所對應(yīng)的整體注漿壓力也是由低到高逐漸遞增，直到符合要求。遵循先里后外、先下后上的注漿原則，做好整體水泥漿的稀濃的過度，避免凝結(jié)時間過快導(dǎo)致堵管，然后根據(jù)具體的施工要求，及時調(diào)整施工現(xiàn)場的注漿量[3]。

圖2 常用止?jié){塞結(jié)構(gòu)

3.3 工程施工的前期準(zhǔn)備

施工人員應(yīng)在注漿工作開始之前，通過相關(guān)的實驗確認(rèn)其實際注漿參數(shù)及緩凝劑的滲入量，全面檢查施工所需的各種儀器、設(shè)備及注漿材料等，進(jìn)一步落實工程施工的前期準(zhǔn)備工作。確保一切都符合正常需求時，全面檢查注漿泵并做好調(diào)試，合理安裝注漿管路，配備專業(yè)技術(shù)水平較高的施工人員。此外，還應(yīng)確保其他技術(shù)輔助條件足夠完善（如封閉管棚上方的山體等），然后進(jìn)入試泵環(huán)節(jié)，先做5min 以上的壓水試驗，查看混合器內(nèi)部有無竄水情況。然后確定注漿法的具體施工流程：施工前期準(zhǔn)備—布設(shè)孔位—孔位鉆進(jìn)—漿液準(zhǔn)備—灌注漿液—封孔。

3.4 注漿施工環(huán)節(jié)

首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)定的配合比調(diào)配漿液，壓注漿液時，所有水泥的濃度符合參數(shù)。技術(shù)人員可將初始階段的注漿壓力調(diào)整為0.4MPa，運行過程中注漿壓力調(diào)整為1.0MPa，快結(jié)束時壓力在1.5～2.2MPa，然后根據(jù)需要，控制注漿泵的油壓參數(shù)處于規(guī)定范圍內(nèi)。等到泵壓達(dá)到恒定值，仔細(xì)查看排氣孔位置，若發(fā)現(xiàn)有漿液流出，則表明漿液注入已經(jīng)達(dá)到飽和且密實的狀態(tài)，可以停止注漿。等到注漿工作結(jié)束之后，應(yīng)選用M30 型水泥砂漿，做好相應(yīng)的填充，提升管棚的實際強度，最后全面清洗所用的設(shè)備，進(jìn)一步檢查施工現(xiàn)場做好收尾、清理工作[4]。

3.5 整體注漿效果

由于橋梁隧道砌漿脫落、隧道墩臺裂縫等問題頗為常見，但一旦出現(xiàn)安全事故，后果將不堪設(shè)想。為了解決公路橋梁隧道的各種問題，必須充分結(jié)合工程實際情況改進(jìn)注漿方案。在注漿工作完成后，應(yīng)同步做好工程維護(hù)工作，采用便捷的注漿法完成加固，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的操作規(guī)范，做好細(xì)節(jié)處理，比如為防止泥沙等雜物進(jìn)入花管，可以采用軟橡皮包裹花管等方法，嚴(yán)格進(jìn)行過濾操作，提高注漿成功率，力求注漿總量與計算數(shù)據(jù)相吻合，同步解決其他位置施工存在的質(zhì)量缺陷。全程使用最佳注漿方案，不僅能改善工程結(jié)構(gòu)還能提升工程強度與質(zhì)量，最終實現(xiàn)后續(xù)隧道暢通、順利交工的目標(biāo)。

4 結(jié)語

總之，在公路橋梁隧道建設(shè)中，應(yīng)充分分析各環(huán)節(jié)裂縫產(chǎn)生的原因，采用新型技術(shù)與方法，妥善處理各種裂縫問題，全力消除施工過程中存在的各種安全隱患。從不同層面優(yōu)化注漿施工方案的設(shè)計，持續(xù)升級注漿法施工技術(shù)，延長工程建筑的使用壽命。在規(guī)范化的實操過程中，不斷積累經(jīng)驗，充分考慮工程實際，精確處理每個細(xì)節(jié)，力求公路橋梁隧道工程能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的價值。