灌漿技術在橋梁隧道施工中的應用

李毓梁

（中鐵二十二局集團第一工程有限公司，云南 昆明 652108）

橋梁隧道工程屬于一種特殊的交通運輸工程，由于其特殊性，在施工過程中存在著許多不可預知的因素，如人為失誤、天氣問題、地質(zhì)問題等。橋梁隧道施工過程中，容易產(chǎn)生裂縫，影響工程質(zhì)量和安全，因此，應選擇合理的施工技術，確保工程質(zhì)量。灌漿法是一項比較成熟的加固技術，應用這種技術可有效解決裂縫現(xiàn)象。

1 灌漿技術概述

1.1 灌漿技術概念

灌漿技術是指通過強大的壓力（氣壓、液壓）向建筑物（橋梁隧道）裂縫推入灌漿材料，填補裂縫，從而提高建筑物的穩(wěn)定性。將這種灌漿材料填入建筑物中，可以形成漿柱體，鞏固地基，保證建筑工程質(zhì)量。

1.2 灌漿技術特點

（1）在橋梁隧道施工中，采用灌漿技術，將灌漿材料填充建筑物內(nèi)，可提高地基的穩(wěn)定性，防止地下水滲漏。（2）采用灌漿技術，可提高建筑材料的抗?jié)B性能，減少滲透量。（3）在灌漿材料的灌注過程中，可對建筑材料進行加固，進一步鞏固橋梁隧道。（4）當建筑物發(fā)生沉降時，也可采用該技術及時補正沉降部位，促進沉降部位恢復，為保證橋梁隧道施工質(zhì)量提供了保障。

1.3 灌漿技術加固原理

灌漿技術的加固原理主要體現(xiàn)在建筑物一旦出現(xiàn)裂縫，可通過壓力向裂縫中推入灌漿材料，從而有效地填補建筑物裂縫。填充時，應嚴格執(zhí)行相關的規(guī)定和標準，避免因填充、注入不規(guī)范而引起建筑物滲漏的現(xiàn)象。如果沒有按照規(guī)范進行操作，該技術的應用價值就不能充分體現(xiàn)。當灌漿材料被灌注到裂縫中后，材料會自動地與建筑物的裂縫脈絡相結(jié)合，實現(xiàn)有規(guī)則的流動，從而形成漿柱體。灌漿材料的注入可顯著提高橋梁隧道等地基的穩(wěn)定性能。

2 灌漿技術在橋梁隧道施工中的應用

2.1 灌漿技術

灌漿技術可分為多種，橋梁隧道施工可根據(jù)實際需要選擇合適的灌漿技術。在橋梁隧道施工中，應充分考慮施工隊伍的實際能力和施工地理環(huán)境等因素，從多種灌漿技術中進行選擇。

2.2 灌漿材料

應根據(jù)有關標準嚴格控制灌漿材料的選擇，選用符合要求的灌漿材料，施工現(xiàn)場應避免引進不符合要求的灌漿材料。灌漿材料如不符合質(zhì)量標準，不僅不能體現(xiàn)該項技術的價值，而且會影響橋梁隧道施工的效率和質(zhì)量。

2.3 灌漿壓力

采用該技術時，要嚴格控制技術形成的壓力、形式，避免因壓力問題而導致灌漿速度不合理。實踐表明，灌漿速度過快或過慢都會影響灌漿及橋梁隧道的施工質(zhì)量。所以，在橋梁隧道應用灌漿技術時，必須合理控制灌漿壓力。但在實際施工中，由于客觀存在種種意想不到的因素，灌漿壓力受到影響。灌漿壓力與選用的灌漿材料、技術、地理條件等有關。因此，在控制灌漿壓力的過程中，應考慮實際工程的特點和工程項目的地理環(huán)境。若橋梁隧道的地基較淺，則相應的灌漿壓力稍小。

2.4 控制灌漿材料擴散和覆蓋面積

實際應用中發(fā)現(xiàn)，灌漿技術中存在大量的擴散現(xiàn)象，必須控制擴散半徑。當灌漿材料進入裂縫后，便能自由流動，此時一定范圍內(nèi)的區(qū)域都將被覆蓋，覆蓋面積的大小關系到施工的效率和質(zhì)量，同時，也直接影響施工的經(jīng)濟效益。通常認為，灌漿時間、壓力共同決定了灌漿材料的擴散范圍和覆蓋面積，因此，嚴格控制灌漿時間、壓力至關重要。當灌漿壓力、時間均不符合規(guī)范時，應及時采取有效的補救措施，以保證灌漿質(zhì)量及橋梁隧道的施工。

2.5 合理控制凝固時間

施工完畢后，需要等待灌漿材料凝固。要合理控制凝固時間，既要有穩(wěn)定的凝固點，又要根據(jù)橋梁隧道的施工需要和條件添加適當?shù)拇呋瘎?，應準確計算合理的凝固時間，最大限度地減少灌漿材料的凝固時間，保證灌漿材料在合理的時間內(nèi)凝固。

2.6 二次灌漿

灌漿作業(yè)結(jié)束后，還要進行二次灌漿。橋洞灌漿作業(yè)中需留出適當?shù)念A留孔，以滿足后續(xù)地腳螺栓操作的需要，通過預留孔進行二次灌漿，水泥漿與其他灌漿材料配合，充分填滿表面空隙，安裝底座。另外，穩(wěn)定地腳螺栓也有利于設備的安裝。與一次灌漿相比，二次灌漿的牢固性較差。二次灌漿時，連續(xù)灌漿時可從相鄰兩面或預留孔的其中一面進行，不可四面同時進行。第二次灌漿時，需控制灌漿時間在合理范圍內(nèi)。

2.7 灌漿量

一般選擇灌漿量按灌漿對象土量的20%計算，也可根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行相應計量，不論如何計算，最終的目的都是灌漿必須飽滿，填實地基。

2.8 灌漿結(jié)束標準

在規(guī)定的灌漿壓力標準下，要求孔段吸漿量小于0.6L/min時，繼續(xù)灌漿30min即可結(jié)束灌漿；當孔段單位吸漿量大于理論估計值時，也可結(jié)束灌漿。

2.9 漿液擴散半徑的確定

鑒于墩臺基礎地質(zhì)具有均一性差、孔隙率、滲透系數(shù)變化較大等特點，在進行具體灌漿施工時，理論公式計算的漿液擴散半徑不合適，根據(jù)大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)暫且將漿液擴散半徑定為1.5m，具體數(shù)值由現(xiàn)場灌漿試驗后進一步確定。

3 灌漿技術在橋梁施工中的應用

灌漿施工的關鍵在于前期準備工作的落實。籌備工作主要包括反復檢查灌漿設備，確保設備運行狀態(tài)良好；檢查灌漿材料，并根據(jù)灌漿施工的實際需要檢查灌漿壓力，確保壓力符合要求，合理確定灌漿壓力值，控制灌漿的覆蓋面與擴散面。

在施工中，應嚴格按照有關計劃和規(guī)定落實灌漿操作。支護不牢固、隧道存在石塊松動等問題都是實際施工中容易出現(xiàn)的問題，一般可通過灌漿技術來處理。但在整個灌漿施工過程中，必須嚴格按照規(guī)范要求進行，使灌漿技術能充分發(fā)揮其應有的作用，解決橋梁隧道工程施工中存在的問題。首先，在成孔作業(yè)環(huán)節(jié)，如成孔中有粉狀土，則需選用吸管吸出。其次，成孔作業(yè)結(jié)束后，將灌漿管插入孔內(nèi)，同時封閉孔口，防止灌漿管內(nèi)進入雜物。灌漿管插好后，注漿機就位。該環(huán)節(jié)的施工重點是綜合考慮橋梁施工的地理條件，一般情況下應將注漿機放置在平坦的地方，以保證注漿機能平穩(wěn)地工作。正式灌漿時，需合理配比灌漿材料，將其攪拌均勻。灌漿作業(yè)應嚴格按照規(guī)范進行，當灌漿材料注滿時，應立即停止。最后，通過以上工作，在完成灌漿作業(yè)后，必須密封灌漿口。

在實際操作中還有許多問題需要注意，如對隧道存在支柱不穩(wěn)定或石塊松動等情況進行精準定位，具體分析隧道施工地形條件及施工過程中存在的問題，選擇合適的灌漿材料及灌漿方式，科學制定灌漿施工技術，合理確定灌漿材料配比，嚴格按要求進行攪拌，保證所使用灌漿材料的各項參數(shù)均符合要求。灌漿施工應按計劃進行，保證整個灌漿施工的規(guī)范化發(fā)展。

4 案例分析

4.1 工程概況

某橋梁形成了49m+4×60m+50m主橋跨度,為預應力混凝土結(jié)構，連續(xù)箱梁、河道、主橋橫跨河堤中共有4個橋墩。經(jīng)實地考察和分析，決定采用壓密灌漿法對河堤兩岸橋墩上下游100m范圍內(nèi)進行防滲處理。

4.2 施工工序

4.2.1 布孔

配合外鉆孔的位置放線設計，并逐一確定孔位，用鋼筋標號，對孔位進行統(tǒng)一編號，將偏差控制在2cm以內(nèi)。

4.2.2 地質(zhì)鉆機布置

根據(jù)圖紙要求，鉆機布置在樁孔的位置時，應合理確定樁孔中心和鉆桿。

4.2.3 鉆孔

經(jīng)過綜合各方面的考慮，決定采用XVL-50地質(zhì)鉆機鉆孔，鉆孔直徑為100mm。精確定位孔位后，在已確定的孔位上移動鉆孔機，對機架、機座進行校正，協(xié)調(diào)鉆孔中心、鉆桿軸線，確保偏差在50mm范圍內(nèi)。

4.2.4 安裝注漿管

根據(jù)施工設計和施工圖紙，對預設的地層進行注漿，為避免泥沙堵塞噴嘴，可采取噴淋水處理措施。

4.2.5 噴射灌漿

根據(jù)施工設計要求，選用高壓擺噴，單排間距為1.5m，厚度為0.2m。根據(jù)樁底標高和鉆孔實際情況，合理控制高壓噴管深入鉆孔深度。在此期間，還需要對管路進行相關的檢查工作，檢查的內(nèi)容應包括噴射方向、流量、氣壓、漿壓、水壓等。噴射設備啟動后，應結(jié)合漿液返漿情況，合理確定提升速度。當噴管達到鉆孔孔深時，需要做好以下工作：一是灌入水泥漿液（水泥漿液是預先配制的）。二是對空氣、水進行壓縮。三是為了使噴漿達到底線，必須提升噴桿，根據(jù)規(guī)定值確定泵壓，并與孔口回漿保持1.25的比例，以防止噴射。

4.2.6 漿液回填

高噴結(jié)束后，應做好回填工作，避免因漿液折水造成地層上部土體出現(xiàn)空缺。一旦發(fā)生這種情況，勢必影響工程質(zhì)量。

4.2.7 沖洗

到達標高后，停止噴射，此時需沖洗注漿管等設備，要對漿泵等設備進行清洗，以洗去水泥漿液，避免注漿管路出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

4.2.8 設備移位

灌漿好一個樁孔后，向下一個孔位移動機具，具體可按上述步驟進行。

4.3 壓密灌漿施工過程中的質(zhì)量控制

4.3.1 控制鉆孔距離

這一環(huán)節(jié)的工作重點是確保點號孔排、間距合理，應將孔位、終孔深度的誤差控制在2cm以內(nèi)。在鉆孔前，如果發(fā)現(xiàn)與其他管線有不協(xié)調(diào)之處，應盡量避免使用其他管線。如果按照原計劃施工，則不需要避開管線，而需與監(jiān)理溝通，以確定是否移動孔位，并按要求做好實際位置的標記工作。另外，要嚴格按照要求確定鉆孔的傾斜度。

4.3.2 控制施工現(xiàn)場

所需控制的參數(shù)主要有漿液材料、壓密灌漿參數(shù)、故障處理方法等。

4.3.3 控制試噴

進行噴灌作業(yè)前，要做好檢查、試驗等工作，確保各項要求均達到。另外，在實際施工中一定要做好以下工作，確保施工質(zhì)量：（1）在終孔結(jié)束后，需要用新的漿液置換干凈的巖粉，這是順利將壓密灌漿灌入管中的關鍵操作。（2）在中斷或完成噴灌操作后，應在第一時間進行清理，避免因漿液凝固而造成不能撥管的現(xiàn)象。（3）確定噴射注漿的最佳時間是噴射注漿管噴嘴達到標高。（4）噴射管拆卸后，應保證搭接長度高出20cm，確保灌漿的整體性、密實度均符合要求。

5 結(jié)語

實際應用表明，灌漿技術具有很強的可操作性，該技術不僅能有效地解決建筑物裂縫問題，而且能提高施工效率，節(jié)約施工成本。灌漿加固墩臺基礎是一種簡便易行且比較經(jīng)濟的處治措施,避免了傳統(tǒng)加固方法因需中斷交通后大規(guī)模開挖、再進行換填施工而造成的巨大經(jīng)濟浪費,同時，也避免了處理質(zhì)量難以保證等問題。對沉降不均勻的墩臺基礎，應優(yōu)先采用灌漿法進行加固處理。