灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用分析

陳峰

Application of Grouting Method in the Construction of Highway Bridge Tunnels

摘要：文章以高速公路工程實例為依托，對灌漿法在該公路工程路基加固施工中的應(yīng)用及相關(guān)的施工技術(shù)要點進行論述。期望通過本文的研究能夠為同類工程提供借鑒參考。

Abstract： Based on the example of expressway engineering， this article discusses the application of grouting method in the construction of roadbed reinforcement in highway engineering and the related points of construction technology. It is expected that the research in this paper can provide reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：灌漿法；公路；路基加固；施工技術(shù)

Key words： grouting method；highway；subgrade reinforcement；construction technology

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0190-03

1 工程概況

安徽省沿江高速高速公路工程中的S-07標段，該標段中有橋梁三座，隧道一條，路基長度約為8.25km，在對該標段進行施工的過程中發(fā)現(xiàn)，因路基強度較差，局部出現(xiàn)不均勻沉降問題，導(dǎo)致承載力大幅度下降。經(jīng)過研究之后，決定采用灌漿法對出現(xiàn)不均勻沉降的路基進行加固處理。下面重點對灌漿法在該工程中的應(yīng)用及相關(guān)的施工技術(shù)要點進行論述。

2 灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用

2.1 施工方案

針對路基不均勻沉降問題，項目部經(jīng)過現(xiàn)場勘查和研究分析之后，從技術(shù)經(jīng)濟性對各種施工方法進行比選，最終決定采用雙液化學(xué)灌漿法，對沉降路段進行加固處理，借此來提升路基的承載能力。雙液化學(xué)灌漿法的主要原材料包括水泥、水及玻璃膨脹劑，灌漿孔的孔徑設(shè)計為50mm，孔深6.0m，縱向孔間距為2.0m，橫向行車道內(nèi)的孔間距為1.9m，相鄰行車道內(nèi)的孔間距為1.6m，以梅花形進行孔位布設(shè)，漿液灌注完畢后，使其均勻分散在路基土體當(dāng)中，單孔的漿液灌注量為1.6-2.0m3，最終的漿液灌注量以實際為準。灌漿過程中應(yīng)當(dāng)隨時檢查看有無漿液滲漏的情況，若是出現(xiàn)漿液滲漏，必須及時進行堵漏，并對施工工藝進行適當(dāng)?shù)貎?yōu)化調(diào)整。

2.2 施工準備

2.2.1 現(xiàn)場準備 在灌漿施工正式開始前，為確保施工有序進行，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)場的實際情況，做好相關(guān)的準備工作，接通施工用水和用電，然后對鉆機和灌漿設(shè)備進行試運行，保證設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)良好。

2.2.2 材料準備 對于灌漿法而言，材料的質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到灌漿加固效果，為此，在材料準備環(huán)節(jié)中，必須確保所有原材料的質(zhì)量均符合相關(guān)要求。

①水泥。本工程中使用的水泥為42.5普硅水泥，初凝時間在3h以上，且終凝時間相對較長，選用的水泥必須質(zhì)量合格，受潮變質(zhì)的水泥不得在施工中使用。因單孔漿液的灌注量為1.6-2.0m3，根據(jù)漿液的配合比進行計算，單孔的水泥用量約為1.5t左右，水泥用量較大。為此，開工前，進場的水泥應(yīng)當(dāng)能夠保證2-3d的用量，同時應(yīng)當(dāng)做好材料組織，避免待料停工導(dǎo)致工期延誤的情況發(fā)生。水泥到場后，應(yīng)當(dāng)由質(zhì)檢人員進行質(zhì)量檢驗，確認合格后，方可進行使用，不合格的水泥應(yīng)當(dāng)聯(lián)系供應(yīng)商，要求退換貨處理。

②拌和水。拌制漿液的水，應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)范標準的要求，如果使用的是飲用水，則不需要進行水質(zhì)檢測，若是其它水，則應(yīng)進行水質(zhì)監(jiān)測，確認合格后方可使用。

③水玻璃。選用的水玻璃產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家質(zhì)量要求的模數(shù)，即2.4-3.2，密度應(yīng)當(dāng)控制在1.4-1.46g/m2。

2.2.3 技術(shù)準備 依據(jù)本工程的特點，對各種資料進行收集整理，并編制合理可行的施工方案，制定技術(shù)管理措施，為施工順利進行提供保障；開工前，應(yīng)當(dāng)組織相關(guān)人員對國家現(xiàn)行的規(guī)范標準、操作規(guī)程等進行學(xué)習(xí)，確保施工嚴格按照規(guī)范標準的固定要求進行；對參與施工作業(yè)的人員進行安全技術(shù)交底。

2.3 確定漿液灌注參數(shù)

2.3.1 灌漿壓力 在灌漿施工的過程中，漿液的灌注壓力是確保灌漿施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，過大或是過小的壓力都會對灌漿質(zhì)量造成影響。若是壓力過大，會對原有的路基結(jié)構(gòu)造成一定程度的損壞，導(dǎo)致路面被頂起，漿液會沿著路基中的薄弱部位沖出路基，這樣無法達到灌漿加固的目的。而壓力過小，會造成漿液無法流向預(yù)計的范圍，由于達不到擴散范圍的要求，會形成空白區(qū)，這個區(qū)域因沒有漿液，所以達不到加固的效果，這樣會對整體的灌漿質(zhì)量帶來影響。故此，在灌漿過程中，必須對灌漿壓力進行嚴格控制，本工程通過試灌漿，確定出最佳的灌漿壓力為1.0-1.2MPa，現(xiàn)場灌注時，可按照實際情況，在這一區(qū)間范圍進行調(diào)整，緩慢灌注漿液，控制好灌漿壓力，從而使灌漿質(zhì)量得到有效保障。

2.3.2 漿液配比 本次施工中使用的水泥為強度等級42.5的普硅水泥，試驗室給出的配比為水泥：水：水玻璃=1：1：0.025，拌制漿液時，必須嚴格按照該配比進行。

2.3.3 灌漿孔的直徑與深度 本工程中，灌漿孔的直徑設(shè)計為50mm，灌漿孔的深度設(shè)計為6.0m，通過對鉆桿的鉆進深度對灌漿孔的深度進行控制。

2.3.4 輸漿速度 輸送漿液的管道流速應(yīng)當(dāng)控制在1.4-2.0m/s。

2.3.5 膠凝時間 漿液的膠凝時間應(yīng)當(dāng)不超過1min。

2.4 施工工藝流程

在對路基沉陷進行灌漿加固的過程中，為確保施工有序進行，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)了解具體的工藝流程，這是加快施工進度的重要前提。灌漿法的施工工藝流程如圖1所示。

2.5 灌漿施工技術(shù)要點

2.5.1 孔位鉆進 為確保成孔質(zhì)量，本次鉆孔施工采用的是隔排跳孔的鉆設(shè)方法，具體的施工技術(shù)要點如下：鉆機就位，并對鉆頭進行調(diào)整，使其對準孔位，鉆頭與孔位之間的最大允許偏差不得超過50mm，一旦超出容易造成孔位偏離，鉆桿的垂直度偏差最大不得超過1%，開始鉆進時，應(yīng)當(dāng)對鉆孔的垂直度進行經(jīng)常校核，確保鉆孔垂直，防止孔位偏斜；為避免鉆孔施工過程中對原路基造成破壞，成孔孔徑應(yīng)當(dāng)盡可能小，并且不宜采用濕法鉆進，而是應(yīng)當(dāng)選擇干鉆法進行施工，如果用濕法鉆進，則會使路堤受到浸泡，由此會使路基結(jié)構(gòu)受損，從而帶來不必要的麻煩；采用潛孔錘進行引孔，隨后將內(nèi)徑40mm的鍍鋅管打入到土體當(dāng)中，作為灌漿口。

2.5.2 灌注漿液

①漿液制備。按照試驗室給出的設(shè)計配合比，使用專用的漿液攪拌機進行漿液拌和。為確保拌漿材料的用量準確，應(yīng)在拌制前，對稱量容器進行標定，計量的允許偏差不得超過5%，添加劑計量的允許偏差不得超過1%。將配制好的水玻璃漿液與水泥漿液放入攪拌式貯漿桶內(nèi)備用，需要灌注漿液時，開啟灌漿泵，在兩條管路上同時接好Y型接頭，從孔口將漿液灌入孔底。

②灌注。開始灌注前，先將灌注區(qū)圍起來，隨后在中間進行灌漿擠密，先灌注路肩，再灌注行車道，按照這樣的順序進行灌注，可以提升灌漿質(zhì)量。在同一個加固范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)下對外圈的孔位進行灌注，然后再對內(nèi)圈的孔位進行灌注，應(yīng)當(dāng)先加固，后抬升，以孔位間隔交替的方法對漿液進行灌注，由此能夠避免漿液從附近的孔中流出；灌注時，應(yīng)當(dāng)對下沉最嚴重的孔位先進行灌注，然后再灌注下沉量較小的孔位，要確保灌漿過程中供漿連續(xù)，從而保證漿液的灌注量達到要求；當(dāng)漿液的灌注壓力達到最大壓力的2倍后，且無法再灌入漿液時，便可停止灌漿，同時壓入清水，拆除灌漿管，并對設(shè)備進行沖洗。

③封孔。灌漿完畢后，應(yīng)使用水泥混凝土對灌漿孔進行封堵，避免漿液流失，封孔后的孔口高度應(yīng)當(dāng)與路表面平齊。

2.5.3 檢測驗收 孔位灌漿后，應(yīng)當(dāng)進行物探檢驗，通過對漿液關(guān)注前后物探成果資料進行對比，并結(jié)合鉆孔取芯的情況，對灌漿加固效果進行判斷。灌漿面波速度曲線應(yīng)當(dāng)符合表1的規(guī)定要求。

2.6 灌漿注意事項

①本次施工中，鉆孔方式采用的是沖擊鉆與回轉(zhuǎn)鉆相結(jié)合的方法，孔位鉆進過程中不得加水，嚴格按照設(shè)計方案中給出的鉆孔深度鉆至設(shè)計位置，機械鉆進的角度及灌漿深度均應(yīng)當(dāng)與設(shè)計要求相符。

②鉆孔的方向及深度均應(yīng)當(dāng)與設(shè)計要求相符，孔位偏差不得超過50mm，開始鉆進時，應(yīng)當(dāng)確保鉆機平穩(wěn)，鉆孔的偏斜不得超過1%，孔徑的允許偏差為±5.0mm，為確保成孔質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)始終保持中速鉆進，若是遇到質(zhì)地比較堅硬的巖土層，則應(yīng)放慢鉆進速度，以免造成卡鉆的情況。

③孔位應(yīng)跳孔施鉆，跟孔灌漿，不得全部鉆孔完畢后，再進行灌漿，這樣可以有效防止孔位串漿的情況發(fā)生，同時還能減輕清孔工作量。灌漿時，必須先將兩種漿液混合，然后再進行泵送，要控制好漿液的制備質(zhì)量。若是漿液灌注的過程中出現(xiàn)壓力驟然升高的情況，或是漿液量突然增大，應(yīng)立即停止灌注，并及時查明原因，采取有效的措施解決處理后，方可繼續(xù)灌注；當(dāng)灌漿時出現(xiàn)串漿現(xiàn)象時，若具備灌漿條件，可以同時進行灌注，必須一臺泵灌注一個孔位，如果無法同時進行灌注，則應(yīng)將一個灌漿孔堵住，待另一個孔位灌漿完畢，對串漿孔進行沖洗后繼續(xù)灌注。漿液灌注過程中，應(yīng)當(dāng)保持連續(xù)，盡可能不要中斷，若是因為一些特殊情況導(dǎo)致灌漿中斷，應(yīng)當(dāng)盡快恢復(fù)，間隔時間不得超過漿液的初凝時間。

④各個孔位漿液灌注量應(yīng)當(dāng)按照具體的地質(zhì)情況進行確定，當(dāng)單孔連續(xù)灌注的漿液量過大時，應(yīng)當(dāng)予以注意，并進行現(xiàn)場勘查，找出問題的原因，進行處理。

⑤當(dāng)灌漿孔鉆設(shè)完畢后，應(yīng)當(dāng)及時將灌漿管埋設(shè)好，止?jié){塞應(yīng)當(dāng)設(shè)置在路面結(jié)構(gòu)層以下，這樣可以避免漿液滲入到路面結(jié)構(gòu)層當(dāng)中，對路面結(jié)構(gòu)造成破壞，具體的埋設(shè)深度可以按照銑刨方案進行確定。

⑥當(dāng)灌漿完畢后，應(yīng)當(dāng)及時將灌漿孔封堵好，并確保封孔口的高度與路表面平齊。

3 結(jié)論

綜上所述，公路橋梁隧道施工是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，受到一些因素的影響，導(dǎo)致公路路基常常會出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，由此使得公路的使用性能大幅度降低。為解決這一問題，必須采取合理可行的技術(shù)措施。本文依托工程實例，對灌漿法在公路橋梁隧道工程路基沉降加固處理中的應(yīng)用進行論述，結(jié)果表明，通過灌漿加固，可以使路基不均勻沉降問題得到解決，路基承載力大幅度提升，延長了公路的使用壽命，由此可見，灌漿法具有一定的應(yīng)用價值，可以在公路工程中推廣使用。

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