高速公路隧道橋梁加固技術(shù)和施工工藝分析

揭光政

（湖南省高速公路集團(tuán)有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410000）

隧道工程的修建屬于城市地下空間開(kāi)發(fā)主要內(nèi)容，能夠從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面使城市交通快速增長(zhǎng)的問(wèn)題得到解決。但是，在有限城市空間中隧道會(huì)和已有橋梁相交或者臨近，有時(shí)候要從樁基側(cè)旁、下方穿過(guò)，此時(shí)會(huì)具有復(fù)雜相互作用關(guān)系。以此，對(duì)于城區(qū)隧道施工特點(diǎn)，將某隧道工程為基礎(chǔ)，分析隧道橋梁的問(wèn)題，和隧道設(shè)計(jì)方案、水文條件、巖土工程地質(zhì)等環(huán)境結(jié)合，基于合理可行、經(jīng)濟(jì)、安全的角度，對(duì)隧道橋梁加固和施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程實(shí)例

場(chǎng)地處于廣州市東部，屬于下穿廣深高速公路隧道。此隧道通過(guò)簡(jiǎn)支橋梁跨過(guò)擬建隧道上部，摩擦樁為橋梁樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為15.0-22.0m。在開(kāi)挖隧道基坑過(guò)程中，會(huì)增加裝懸臂端長(zhǎng)度和橋樁，影響到橋面行車(chē)水平制動(dòng)力；其次，還會(huì)擾動(dòng)上部樁周土體，使廣深橋既有摩擦樁基礎(chǔ)承載力得到降低。所以，為了保證高速公路能夠安全運(yùn)行，就要實(shí)現(xiàn)隧道橋梁的加固。

分析高速橋梁汽車(chē)荷載、設(shè)計(jì)圖紙與基樁、橋墩等數(shù)據(jù)，得到隧道影響高速公路的數(shù)據(jù)：

表1 墩頂活載作用力

表2 單幅橋橫載作用力

表3 隧道施工開(kāi)挖損失

表4 墩頂摩擦力

2 高速公路隧道橋梁主要病害

分析高速公路隧道橋梁病害，能夠使工作人員構(gòu)成正確思維層次認(rèn)知，對(duì)高速公路橋梁病害主要類(lèi)型和導(dǎo)致的原因，為后續(xù)加工技術(shù)提供基礎(chǔ)。

2.1 主要病害

在高速公路隧道橋梁日常使用時(shí)，基于多種因素，在部分區(qū)域會(huì)出現(xiàn)沉降、裂縫和坑槽等問(wèn)題。出現(xiàn)此情況對(duì)高速公路隧道橋梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，使安全事故發(fā)生概率得到提高。多元化病害使高速公路橋梁隧道加固難度得到提高，比如橋梁隧道裂縫，包括荷載裂縫、溫度裂縫、收縮裂縫、沉降裂縫等，裂縫會(huì)降低橋梁隧道美觀度，還會(huì)導(dǎo)致其他病害，對(duì)高速公路隧道橋梁通行能力造成影響。針對(duì)此認(rèn)知，在完成高速公路隧道橋梁項(xiàng)目后，要求組織人員使用科學(xué)加固方法定期進(jìn)行隧道橋梁保養(yǎng)和維護(hù)，從而保持隧道橋梁的良性狀態(tài)，將其社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)。

2.2 病害原因

通過(guò)實(shí)際分析，導(dǎo)致高速公路隧道橋梁病害的原因包括多種。具體分析，在施工建設(shè)時(shí)，假如混凝土質(zhì)量控制無(wú)法滿足需求，會(huì)導(dǎo)致添加劑、水泥、粗料等質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，以此使混凝土整體性能無(wú)法滿足實(shí)際需求，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到降低?；蛘咴诟咚俟窐蛄菏┕r(shí)，缺乏施工技術(shù)規(guī)范，從而使隧道橋梁結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足目標(biāo)需求。另外，在高速公路隧道橋梁主體施工后，隧道橋梁自身濕度、溫度、荷載等外部條件會(huì)出現(xiàn)沉降、裂縫等病害。對(duì)導(dǎo)致高速公路隧道橋梁病害的原因進(jìn)行考慮，在日常加固施工時(shí)通過(guò)工作人員使用針對(duì)性處理手段處理隧道橋梁病害，從而延長(zhǎng)使用壽命、加固結(jié)構(gòu)。

總體來(lái)說(shuō)，目前高速公路橋梁加固施工中的施工單位所暴漏的問(wèn)題主要是選擇加固方法不當(dāng)，導(dǎo)致橋梁隧道加固無(wú)法滿足需求。工作人員在加固高速公路隧道橋梁過(guò)程中，一般都是使用間接加固和直接加固兩種，但是通過(guò)實(shí)際分析，兩種方法的適用范圍有限，無(wú)法特定場(chǎng)景中高速公路隧道橋梁加固需求得到滿足，浪費(fèi)資源。高速公路隧道橋梁主要病害為裂縫，在對(duì)裂縫加固處理時(shí)，要使用針對(duì)性加固手段，使裂縫加固方法進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)性處理不同原因?qū)е碌牧芽p。但是通過(guò)實(shí)際分析，工作人員在加固高速公路橋梁裂縫時(shí)并沒(méi)有基于裂縫原因和嚴(yán)重程度分析，使加固裂縫的方案缺少針對(duì)性，降低了加固效果，對(duì)高速公路橋梁加固效果造成了影響。

3 高速公路加固技術(shù)

高速公路隧道橋梁加固技術(shù)要和實(shí)際工程結(jié)合，從而對(duì)合適加固方法進(jìn)行選擇，主要包括以下方法：

3.1 換填法

換填法屬于常見(jiàn)橋梁加固方法，其主要原理就是能夠代替泥土，從而作為永久地基加固置換法，也就是通過(guò)石灰置換法水泥置換法。換填法能夠去除淤泥淺層軟弱土量使用碎石素土礦渣，實(shí)現(xiàn)大強(qiáng)度材料回填。

3.2 加筋法

加筋法能夠穩(wěn)定工程土質(zhì)結(jié)構(gòu)，土釘墻、土工合成材料等操作方法為常見(jiàn)加筋法加固材料。土工合成材料屬于新型巖土工程材料，為人工合成聚合物主要，包括化纖、塑料等。土釘墻利用鉆孔插筋注漿方法實(shí)現(xiàn)施工，或者利用直接打入鋼筋構(gòu)成土釘。

3.3 注漿法

混凝土正式澆筑前使用注漿法，工人要簡(jiǎn)單清理現(xiàn)場(chǎng)。比如，先填補(bǔ)第二天需要施工模板部位的縫隙溝壑，避免滲水滲透，混凝土混入雜質(zhì)會(huì)降低質(zhì)量。如果混凝土內(nèi)部沒(méi)有排干凈空氣，就會(huì)對(duì)表面平滑度造成影響，顏色也會(huì)影響到使用感受。之后，使用砂漿對(duì)作業(yè)地方再次清理。

在準(zhǔn)備澆注時(shí)對(duì)鋼筋位置進(jìn)行確定，此和建筑行業(yè)整體可靠性與穩(wěn)固性密切相關(guān)。要在混凝土澆筑施工過(guò)程中落實(shí)具體操作，合理掌控鋼筋安裝的位置。保證鋼筋位置牢固且精準(zhǔn)，如果出現(xiàn)偏差要及時(shí)使用相應(yīng)措施緊急處理，對(duì)工程牢靠性和安全性進(jìn)行保證。之后，對(duì)于實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)建模實(shí)現(xiàn)多方面的設(shè)計(jì)，對(duì)多種方案進(jìn)行模擬。不管是美觀、人工、用料等方面，要全面分析工程難度或者牢固程度。降低縫隙，保證美觀大方，顏色深淺一樣。實(shí)地考察，對(duì)用料進(jìn)行控制，和天氣情況結(jié)合。對(duì)控制力度重視，保證滿足振搗要求，使混凝土密實(shí)度得到提高，使其能夠合理結(jié)合接口，保證孔洞位置與洞口混凝土高度一樣。

在混凝土灌漿搗實(shí)作業(yè)時(shí)，對(duì)整體質(zhì)量進(jìn)行保證，使作業(yè)水平得到提高。為了節(jié)約成本、省時(shí)省力，在作業(yè)過(guò)程中同時(shí)開(kāi)展?jié)仓驼駬v。以此要求施工人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況結(jié)合，從而合理選擇振搗機(jī)器工作人員和振搗方式。

3.4 粘貼鋼板

在加固高速公路隧道橋梁過(guò)程中，廣泛使用粘貼鋼板此方法，此技術(shù)主要特點(diǎn)就是不會(huì)破壞原本結(jié)構(gòu)，并且此操作簡(jiǎn)單，能夠縮短施工周期，使加固效果得到提高。在使用粘貼鋼板此技術(shù)過(guò)程中，施工人員要使用粘結(jié)劑粘結(jié)鋼板和混凝土，使其構(gòu)成整體，使隧道橋梁剛性部分得到提高。在加固過(guò)程中，施工人員要根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置鋼板，合理優(yōu)化剪切強(qiáng)度。如果提高梁抗剪能力，要將鋼板放置到梁側(cè)面。如果要想使隧道橋梁穩(wěn)定性得到提高，保證鋼板與橋梁結(jié)構(gòu)的剪力鋼筋方向一樣。

4 橋梁加固施工工藝

4.1 測(cè)量放樣

使用鋼尺在橫橋上對(duì)注漿孔位置精準(zhǔn)設(shè)置，孔距離為1.5m，和垂直方向的夾角為 30°，與橋臺(tái)前墻距離設(shè)置為 50cm，橋臺(tái)孔底和基底垂直距離為30m。實(shí)現(xiàn)測(cè)量和方案之后對(duì)比設(shè)計(jì)圖紙，監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格之后開(kāi)展下道施工。

4.2 鉆機(jī)就位

使用KW-100型潛孔鉆，在開(kāi)始鉆孔前認(rèn)真檢查鉆機(jī)，對(duì)是否可靠和穩(wěn)定進(jìn)行確認(rèn)。假如鉆桿存在缺陷，就不能夠使用。通過(guò)檢查合格之后，根據(jù)孔位平面位置和角度，利用鋼管搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，使用鋼筋對(duì)平臺(tái)和鉆機(jī)固定，以設(shè)計(jì)需求調(diào)整鉆機(jī)傾角，軸線偏差在5mm以?xún)?nèi)。

4.3 鉆進(jìn)成孔

根據(jù)91mm對(duì)鉆孔孔徑進(jìn)行控制，在鉆孔時(shí)要以設(shè)計(jì)需求對(duì)角度確定，并且做好記錄。以鉆孔聲音判斷鉆孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)；分析塵樣對(duì)橋臺(tái)內(nèi)部變化判斷，適當(dāng)調(diào)整給進(jìn)壓力；對(duì)孔位編號(hào)與鉆進(jìn)時(shí)間等內(nèi)容記錄。

假如鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)漏風(fēng)和卡鉆等情況，利用空壓機(jī)處理，在卡鉆位置插入鍍鋅管后開(kāi)風(fēng)，通過(guò)人工操作反復(fù)吹搗，鉆機(jī)在此過(guò)程中不能夠旋轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)事故。其次，鉆孔過(guò)程中清理孔道，使錨桿孔鉆到要求深度之后，通過(guò)高壓風(fēng)將鉆孔中殘?jiān)蹈蓛簦苊馕廴究妆凇?/p>

4.4 放置注漿管

使用3.5mm壁厚、48mm直徑的鋼花管作為注漿管，不能夠在底面上部設(shè)置鉆孔，要使其成為止?jié){段。在鉆好注漿孔之后，將密封膠布貼到鋼管外圍，避免出現(xiàn)漏漿的問(wèn)題。利用PVC管實(shí)現(xiàn)注漿，在孔中安裝注漿管之后利用水泥漿固定和封堵，檢查無(wú)誤后開(kāi)始注漿施工。

4.5 制備漿液

加水之后將攪拌機(jī)開(kāi)啟，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)水灰比所摻加的水泥確定，在攪拌均勻漿液后倒入儲(chǔ)漿桶中，在漿液數(shù)量注滿水泥鉆孔的時(shí)候，要連續(xù)注漿管注漿。

4.6 注漿施工

（1）在開(kāi)始注漿前，要將注漿材料提前準(zhǔn)備；

（2）使用42.5級(jí)普硅水泥。監(jiān)理工程師在認(rèn)可之后，將外加劑摻到漿材中，比如粉煤灰、水玻璃等，使?jié){材性能進(jìn)行改善，但是不能夠有團(tuán)粒、有機(jī)物、硫化物，并且集料粒徑在2.5mm以下，全部外加劑質(zhì)量要使現(xiàn)行規(guī)范要求得到滿足，并且根據(jù)試驗(yàn)對(duì)具體摻加量進(jìn)行確定，將飲用水作為漿材用水；

（3）利用高速攪拌機(jī)攪拌漿液，攪拌時(shí)間超過(guò)30s，注漿過(guò)程中以實(shí)際情況攪動(dòng)，避免漿液沉淀和離析。

（4）制備漿液過(guò)程中的水溫在 30℃以下，并且攪拌好漿液不能夠長(zhǎng)時(shí)間受到陽(yáng)光直射，要不然會(huì)提前凝固漿液，對(duì)正常使用造成影響；

（5）在紙漿時(shí)攪拌水泥漿，均勻之后對(duì)水泥添加并攪拌，添加適量粉煤灰后攪拌；

（6）灌漿前進(jìn)行分區(qū)，每個(gè)區(qū)段長(zhǎng)度不超過(guò)50m，并且在施工過(guò)程中要對(duì)區(qū)段端部進(jìn)行封堵；

（7）正式灌漿之前要全面檢查襯砌結(jié)構(gòu)缺陷與施工縫，對(duì)漏漿隱患進(jìn)行處理，檢查合格之后開(kāi)始灌漿；

（8）根據(jù)低端到高端方向注漿，在地處孔注漿過(guò)程中，要從高處將氣體排出。在高處鉆孔流出濃稠漿液之后，使低處孔封閉，通過(guò)高處向下注漿，依次循環(huán)直到充滿漿液；

（9）以襯砌結(jié)構(gòu)厚度對(duì)注漿壓力進(jìn)行控制，并且對(duì)鋼筋使用情況進(jìn)行考慮。開(kāi)始注漿后要連續(xù)直到結(jié)束，如果因?yàn)槠渌蛑袛嗑鸵⒖虙呖?，之后?fù)灌；

（10）在完成注漿之后，使用干硬性質(zhì)砂漿封堵注漿孔，壓抹孔口到平齊。

5 結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁隧道屬于人們出行主要基礎(chǔ)，其質(zhì)量和人們生命財(cái)產(chǎn)安全具有密切關(guān)系，那么就要對(duì)橋梁注漿質(zhì)量進(jìn)行保證。注漿此方法被廣泛應(yīng)用到我國(guó)建筑工程中，尤其是公路橋梁隧道出現(xiàn)裂縫具有明顯的效果。但是，在注漿過(guò)程中要對(duì)其效率和質(zhì)量進(jìn)行保證，嚴(yán)格根據(jù)規(guī)定施工，對(duì)公路橋梁隧道有效性進(jìn)行保證。