道路橋梁隧道工程高壓灌漿加固施工技術研究

摘要：隧道工程施工過程中，很容易出現(xiàn)周圍地層沉降變形的問題，影響橋梁穩(wěn)定性與隧道安全性。采用道路橋梁隧道工程高壓灌漿加固施工技術，有助于提升橋梁與隧道的承載力與穩(wěn)定性。根據(jù)橋梁隧道工程的實際情況，采用梅花形排布灌漿鉆孔、高壓灌漿等施工方法，加固橋梁隧道工程。結合實例驗證該技術的施工效果，研究結果顯示：使用本文設計的技術之后，東南角與東北角的沉降量與抬升量在5mm以內，均低于灌漿加固的最大沉降量與抬升量。灌漿加固后的橋梁隧道工程更加穩(wěn)定，避免出現(xiàn)樁基失穩(wěn)、地面裂縫等問題。

關鍵詞：隧道工程；灌漿鉆孔；高壓灌漿；加固技術

0" "引言

在城市及區(qū)域內，隧道是重要的基礎設施之一，譬如人們出行依靠的地鐵，步行依靠的地下通道。在隧道工程施工過程中，若需要穿越既有道路橋梁，容易影響其結構安全性[2]。隧道開挖引起周邊地層形變，使橋梁樁基出現(xiàn)沉降、形變、抬升等問題，均會對橋梁基礎產生不可逆損傷，從而威脅道路橋梁的正常使用。

隧道施工不僅影響了隧道的安全使用，還對周圍地層與建筑物造成影響。為了提升橋梁與隧道的承載力與穩(wěn)定性，常采取高壓灌漿加固施工技術。

本文先從灌漿鉆孔排布、注漿加固旋噴樁等方面，深入闡述了高壓灌漿加固施工技術要點。再結合實例，對灌漿加固施工技術的施工效果進行驗證。

1" "高壓灌漿加固施工技術要點

1.1" "鉆孔

1.1.1" "孔距與排距確定

在灌漿加固工程中，鉆孔是實現(xiàn)灌漿的手段，是必不可少的工序。先按照灌漿設計深度要求，采用鉆孔機進行鉆孔。

灌漿鉆孔使用的鉆機鉆頭直徑通常為150mm左右，終孔直徑為155mm，灌漿終孔垂直度需控制在在1%以內[5]。相鄰位置鉆孔施工時，使用護壁保護鉆孔，避免鉆孔堵塞[6]。高壓灌漿鉆孔孔距與排距如圖1所示。其中：R0為鉆孔直徑，兩個鉆孔的橫向排距為1.732R0，鉆孔的豎向排距為1.50R0。

1.1.2" "樁數(shù)確定

鉆孔階段完成之后，對灌漿孔口與灌漿接口進行連接。按照孔口在不同灌漿速度換擋的沖擊力與壓力下，計算樁數(shù)，其公式如下：

（1）

式（1）中：n為需要樁數(shù)；?為橋梁結構荷載；g為承臺與承臺上土體的重量；R為單樁承載力標準值。

根據(jù)橋梁隧道工程的實際情況，將鉆孔直徑、樁數(shù)考慮在內，以梅花形排布灌漿孔，避免橋梁樁基出現(xiàn)不均勻沉降的問題。

1.2" "加固道路橋梁旋噴樁

1.2.1" "材料與工藝參數(shù)選取

根據(jù)施工現(xiàn)場條件，灌漿漿液選用標號為PC42.5的復合硅酸鹽水泥，并未在漿液中添加任何外加劑。選用擠壓式灌漿機灌漿加固，灌漿機最大工作壓力為3MPa。擠壓管內徑為38mm，水平輸送距離為100m。輸料管內直徑為38mm，出漿量為1.4m3/h[7]。

1.2.2" "高壓噴射注漿工藝要點

在灌漿鉆孔的位置噴射柱狀固結體，并根據(jù)橋梁樁基的實際情況，調整噴嘴移動方式與速度，從而滿足灌漿加固施工的質量需求。高壓噴射注漿工藝參數(shù)如表1所示。

如表1所示，根據(jù)地層實際情況，本次工程選用單管、二重管、三重管等方式進行注漿。在黏性土層中，單管旋噴樁的設計直徑在0.4～0.8m的范圍內；二重管旋噴樁的設計直徑在0.7～1.2m的范圍內；三重管旋噴樁的設計直徑在1.0～1.8m的范圍內[8]。在砂土層中，單管旋噴樁的設計直徑在0.4～1.0m的范圍內；二重管旋噴樁的設計直徑在0.8～1.4m的范圍內；三重管旋噴樁的設計直徑在0.9～2.0m的范圍內。

1.2.3" "旋噴樁注漿量計算

旋噴樁相鄰樁互相搭接形成整體，搭接樁徑在300mm以內，以確保灌漿截水效果。在初步設計中，計算旋噴樁注漿量。根據(jù)確定灌漿的水灰比，以及水泥的使用量，避免灌漿材料的浪費。旋噴樁注漿量計算公式如下：

（2）

式（2）中：P為灌漿量；h為旋噴長度；v為提升速度；p為單位時間內的灌漿量；α為損失系數(shù)。

2" "實例應用分析

為了驗證本文設計的技術，能否滿足道路橋梁隧道工程高壓灌漿加固施工質量要求。本文以X道路橋梁隧道工程為例，利用上述技術進行了實例分析。

2.1" "工程概況

X道路橋梁隧道工程是在建軌道交通工程，道路橋梁為城際道路，區(qū)間結構形式較為復雜，有豎井暗挖隧道、明挖隧道、簡支梁等形式。隧道工程起始點位在DK20+600，終止點位在DK20+650，區(qū)間為暗挖隧道，垂直下穿道路橋梁。隧道段位于XX大路正下方，XX大路是城市主干道，隧道周邊地面無重要建筑物和其他居民樓。工程所在地交通位置如圖2所示。

XX大路的橋梁上部結構采用預應力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁高度約為1.25m。橋臺采用重型橋臺，橋墩與橋臺下方設置樁基，主橋樁徑為1.2m。隧道與橋梁樁基的位置關系如圖3所示。

2.2" "施工方案

由圖3可知，1-1、1-2、1-3、1-4為橋梁樁基的位置，隧道段位于1-1樁基與1-4樁基之間。在1-2樁基與1-4樁基的位置進行隧道開挖，樁基距離拱頂?shù)母叨确謩e為3.1m、5.0m，樁基長度分別是3.9m、5.5m。

為了避免隧道工程受到橋梁樁基的影響，本文在隧道開挖之前，對橋梁樁基與橋梁工程的其他構件的進行加固，確保隧道工程與橋梁工程的穩(wěn)定性。

2.3" "應用效果

2.3.1" "觀測并記錄數(shù)據(jù)

在實際工程中設置了10個灌漿加固水準觀測點，并在不受到灌漿影響的區(qū)域設置相對高程點。將相對高程點作為參照點，水準觀測點的高低變化均以高程點作為參照。

在滿足灌漿加固的施工要求基礎上，加固后連續(xù)觀測3個月的沉降與抬升情況，重點觀測東南角和東北角的位置。每周觀測一次，并將3個月之內的沉降數(shù)據(jù)進行分析。使用本文設計灌漿加固施工技術之后的應用結果如表2所示。

2.3.2" "數(shù)據(jù)分析

如表2可知，道路橋梁隧道工程的東南角為沉降量相對較大、抬升量相對較小的位置，東北角為沉降量相對較小、抬升量相對較大的位置。

使用本文設計的道路橋梁隧道工程高壓灌漿加固施工技術之后，東南角的實際沉降量在1.0～5.0mm的范圍內變化，實際抬升量在0.2～3.5mm的范圍內變化。東北角的實際沉降量在0.2～2.5mm的范圍內變化，實際抬升量在0.8～4.6mm的范圍內變化。

由此可見，使用本文設計的技術之后，東南角與東北角的沉降量與抬升量在5mm以內，均低于灌漿加固允許的最大沉降量與抬升量。灌漿加固后的橋梁隧道工程更加穩(wěn)定，可避免出現(xiàn)樁基失穩(wěn)、地面裂縫等問題。

3" "結束語

在道路橋梁與隧道工程施工的過程中，很容易出現(xiàn)周圍地層沉降變形的問題，危害橋梁安全?；诖耍疚牟捎玫缆窐蛄核淼拦こ谈邏汗酀{加固施工技術，以提升橋梁與隧道的承載力與穩(wěn)定性。

本文先從灌漿鉆孔排布、注漿加固旋噴樁等方面，深入闡述了高壓灌漿加固施工技術要點。再結合實例，對灌漿加固施工技術的施工效果進行驗證。希望相關研究成果，能給有關行業(yè)帶來一些借鑒。

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