公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)研究

陳為鋒

摘 要：本文對(duì)灌漿加固技術(shù)原理進(jìn)行分析，并以某公路工程為例，闡述該技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用方法，包括施工前準(zhǔn)備、施工設(shè)計(jì)、施工工藝以及相關(guān)注意事項(xiàng)等方面。力求通過(guò)本文研究，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格把控施工工藝，達(dá)到最佳灌漿加固效果，促進(jìn)路橋隧道工程的高效完工。

關(guān)鍵詞：路橋隧道工程;灌漿加固技術(shù);應(yīng)用方法

當(dāng)前我國(guó)交通事業(yè)不斷發(fā)展，道路、橋梁、隧道數(shù)量不斷增加，為人們的出行提供極大便利。但是，一旦路橋隧道出現(xiàn)病害時(shí)，不但會(huì)影響交通的順利通行，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。對(duì)此，在工程施工中應(yīng)積極采用灌漿加固技術(shù)，使工程質(zhì)量與安全得到切實(shí)保障。

1 灌漿法加固技術(shù)原理

在路橋隧道應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)一些病害，對(duì)工程的正常使用產(chǎn)生干擾。對(duì)此，可采用灌漿法進(jìn)行加固，預(yù)防和減少質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生。該技術(shù)較為簡(jiǎn)單，主要采用水泥、石漿與煤灰等材料，通過(guò)攪拌的方式形成漿液，具有較強(qiáng)的加固效果。將漿液注入圍巖裂縫之中，待其凝固之后形成注漿柱，便可將圍巖的裂縫填滿(mǎn)。通過(guò)該方法的應(yīng)用可使圍巖的力學(xué)性能得到顯著提升，提高其承載力，使其變得更加堅(jiān)固耐用，同時(shí)對(duì)二襯變形也具有較強(qiáng)的預(yù)防作用，可使整體工程質(zhì)量得到顯著提升，建筑的使用壽命得以延長(zhǎng)。從作用機(jī)理來(lái)看，其基本原理是對(duì)結(jié)構(gòu)物化性能進(jìn)行改善，通過(guò)灌注漿液的方式，使?jié){液在裂縫中變?yōu)闈{柱，與工程充分貼合，由此提高工程的穩(wěn)定與安全^[1]。

2 路橋隧道工程中灌漿法加固技術(shù)應(yīng)用

本文以CR公路為例，項(xiàng)目范圍為K15+660～K51+060，全長(zhǎng)約35.335km，橋隧比為27%，為四車(chē)道高速公路。根據(jù)JTG B01-2017標(biāo)準(zhǔn)，該公路等級(jí)為高速公路，設(shè)計(jì)速度為80km/h，整體路基寬度為21.5m，且路基與橋梁寬度相同。針對(duì)該工程采用灌漿加固技術(shù)進(jìn)行施工，以期提高工程整體質(zhì)量。

2.1 施工前準(zhǔn)備

在路橋與隧道施工中，可采用灌漿加固技術(shù)提高工程質(zhì)量，施工前期的準(zhǔn)備工作包括以下內(nèi)容。

一是編制設(shè)計(jì)方案。由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行環(huán)境勘測(cè)、選擇灌注方式、漿材配比、確定灌注控制基準(zhǔn)等等。針對(duì)施工場(chǎng)地的地理?xiàng)l件、地質(zhì)情況、四周環(huán)境等進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為灌漿加固提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，根據(jù)灌漿材料的強(qiáng)度與性質(zhì)，合理設(shè)置漿材比例。此外，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況采取相應(yīng)的灌漿方法，例如，硬質(zhì)土層可采用劈裂縫灌漿法;對(duì)于砂礫層可采用滲透灌漿法等等;

二是準(zhǔn)備材料與設(shè)備。在灌漿法加固之前，應(yīng)準(zhǔn)備充分的施工材料與設(shè)備，使其與工程要求相符合，這會(huì)對(duì)工程進(jìn)度與質(zhì)量起到直接影響。在施工過(guò)程中，還應(yīng)結(jié)合灌漿法的特點(diǎn)與工程實(shí)際情況，配制合適的漿材與設(shè)備，為工程施工營(yíng)造良好的環(huán)境，確保施工順利開(kāi)展;

三是科學(xué)開(kāi)展灌漿實(shí)驗(yàn)。在灌漿法正式開(kāi)展之前，應(yīng)開(kāi)展灌漿實(shí)驗(yàn)，尋找該方法存在的不足與缺陷，并對(duì)其灌漿方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，使灌漿加固作用得到充分發(fā)揮，確保路橋與隧道施工質(zhì)量^[2]。

2.2 施工設(shè)計(jì)

在灌漿法應(yīng)用之前，還要做好施工設(shè)計(jì)工作，涉及內(nèi)容包括以下幾方面。

2.2.1 在施工標(biāo)準(zhǔn)方面，在灌漿加固之后墩臺(tái)基礎(chǔ)穩(wěn)定性得以提升，各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)如下表1所示。對(duì)于不同類(lèi)型的漿液來(lái)說(shuō)，其凝固時(shí)間也有所區(qū)別，灌注時(shí)間與外加劑用量等因素均會(huì)影響凝結(jié)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際需求嚴(yán)格控制灌注開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間。對(duì)于該路橋工程來(lái)說(shuō)，在特定壓力下，施工孔段吸漿量應(yīng)低于0.6L/min，持續(xù)30min后灌漿結(jié)束。

2.2.2 在漿材配比方面，一般路橋隧道工程采用的灌漿材料主要為水泥粉煤灰，水泥與粉煤灰的比例為4：1，水灰比范圍為0.5～0.53之間，水泥采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度為32.5。

2.2.3 在擴(kuò)散半徑方面，該項(xiàng)指標(biāo)的大小對(duì)工程造價(jià)具有直接影響，同時(shí)還會(huì)影響施工進(jìn)度與加固成效。對(duì)此，在施工過(guò)程中，應(yīng)與深度、寬度、滲透系數(shù)與灌漿壓力等因素相結(jié)合，提高設(shè)計(jì)合理性。例如，當(dāng)灌漿時(shí)間發(fā)生改變后，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整漿液配比與擴(kuò)散距離;

2.2.4 布孔與孔深。灌漿施工主要為梅花形布孔方式，孔直徑為9m，深度為4～6m之間，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該工程的實(shí)際情況而定;

2.2.5 灌漿壓力與數(shù)量。灌漿壓力主要是指材料在地層中運(yùn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力，其數(shù)值對(duì)加固效果具有較大影響。在灌漿量方面，通過(guò)為對(duì)象土量的20%，并與施工現(xiàn)場(chǎng)的地層條件、滲透系數(shù)、灌注材料等因素相結(jié)合，確保灌漿量充足能夠填埋地基。該項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算公式如下：

式中，V代表灌漿量;x代表的是水泥比例;Z代表的是漿液體積;A代表的是水泥比重;B代表的是粘土比重;C代表的是砂比例數(shù);D代表的是水比例數(shù)。根據(jù)該項(xiàng)目的勘查結(jié)果，將灌漿壓力設(shè)置為0.3～0.45MPa之間，在正式施工時(shí)還可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求靈活調(diào)整。

2.3 施工工藝

在正式灌漿施工中，應(yīng)重視工藝流程，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保施工有序開(kāi)展。各項(xiàng)施工工藝為：一是鉆孔，在本項(xiàng)目中采用截面直徑為85～90mm的鉆頭，將鉆頭與地面相對(duì)進(jìn)行鉆孔;當(dāng)鉆頭處于粉性土層時(shí)，先將導(dǎo)管放入孔中，再對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù);最后采用撈沙筒進(jìn)行鉆孔;二是灌漿管布設(shè)。為了提高灌漿管?chē)?yán)密性，可將軟橡皮包裹在管的外側(cè)，以免灌漿時(shí)出現(xiàn)漿液外溢情況。在灌漿管布設(shè)完畢后，對(duì)鉆孔與管之間的縫隙進(jìn)行填充，可采用與土層相適應(yīng)的回填材料，避免產(chǎn)生不良影響;三是漿液調(diào)制攪拌，按照設(shè)計(jì)比例對(duì)材料進(jìn)行混合攪拌，確保漿液均勻性，在制備后與現(xiàn)場(chǎng)要求相符合，禁止放置過(guò)長(zhǎng)時(shí)間;四是灌漿準(zhǔn)備。在機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，確保其工況良好，灌漿口與孔口相對(duì)，提高灌漿嚴(yán)密性;五是灌漿施工，在灌漿過(guò)程中，應(yīng)由上至下緩慢注入，直至漿液飽和，并做好施工監(jiān)測(cè)工作，確保工程質(zhì)量，減少病害發(fā)生;當(dāng)灌漿與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符后停止灌漿，等待一段時(shí)間，當(dāng)其完全凝固后，將灌漿口封堵起來(lái)，并觀察封孔的位置，一旦發(fā)現(xiàn)漿液下沉，則應(yīng)開(kāi)孔補(bǔ)漿^[3]。

2.4 注意事項(xiàng)

在工程施工中，灌漿法的操作較為便利且靈活，可針對(duì)不同工程與地點(diǎn)采取與之相對(duì)的施工材料與方法，但務(wù)必要遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這也是提高灌漿質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提，尤其是灌漿各項(xiàng)參數(shù)的控制更是重中之重，需要對(duì)灌漿壓力、擴(kuò)散半徑、有效距離、凝固時(shí)間等因素進(jìn)行綜合分析，使灌漿壓力與工程實(shí)際情況充分符合。對(duì)于部分工程來(lái)說(shuō)，對(duì)灌漿壓力的需求較小，可采用化學(xué)灌漿、淺層灌漿等方式;一些工程對(duì)灌漿壓力的需求較大，可采用水泥灌漿、深層灌漿等方式。此外，漿液的擴(kuò)散半徑與距離與工程造價(jià)直接掛鉤，應(yīng)提前做好計(jì)算;凝固時(shí)間與工程進(jìn)度相關(guān)，還受到施工材料、前期預(yù)算等因素的限制，應(yīng)在確定灌漿材料后，對(duì)凝固時(shí)間進(jìn)行精確計(jì)算，以此控制施工進(jìn)度。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了提高路橋隧道施工質(zhì)量，可將灌漿加固技術(shù)應(yīng)用其中，根據(jù)工程實(shí)際需求，嚴(yán)格按照施工流程與操作規(guī)程，把控各項(xiàng)工藝質(zhì)量，包括灌漿材料配比、設(shè)計(jì)方案、工藝標(biāo)準(zhǔn)等等，對(duì)多種影響因素進(jìn)行綜合考慮，使灌漿加固達(dá)到最佳效果，橋梁基礎(chǔ)承載力得到顯著提升，整體工程質(zhì)量與穩(wěn)定性得到切實(shí)保障。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱祖嶺.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用探析[J].建筑·建材·裝飾，2019，000（023）：50.