淺析公路橋梁隧道施工中注漿技術(shù)的應(yīng)用

劉海峰

(江西省公路工程監(jiān)理有限公司,江西 南昌 330009)

0 引 言

橋梁隧道工程建設(shè)為道路運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)起到關(guān)鍵性作用。其中，注漿技術(shù)能夠更好的提升橋隧施工效果和工程質(zhì)量。注漿技術(shù)，即通過壓力作用將混凝土漿液噴射到建筑物墻體及工程地表上。注漿中的漿液是由細(xì)小顆粒和凝膠拌和在一起，經(jīng)噴射于墻體后漿液會(huì)滲透到墻面的孔洞或墻體的縫隙或疏松位置，在漿液中的凝膠作用下，使?jié){液與墻體融合成一體，使墻體中的孔洞、縫隙或疏松得到完整的填充，同時(shí)也強(qiáng)化了墻體的穩(wěn)固性。

1 工程概況

本項(xiàng)目整體成南北走向，路線全長14.66 km。

主線道路等級(jí)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度80 km/h。本工程路基設(shè)計(jì)的整體全寬為12.25 m，路面寬7.5 m，兩側(cè)硬路肩各寬1.5 m，土路肩一側(cè)1 m，另一側(cè)0.75 m。道路全線新建隧道1座，橋梁11座，涵洞37道。

2 注漿技術(shù)在公路隧道二次襯砌施工中的具體應(yīng)用

2.1 隧道二襯注漿施工工藝流程

為簡化施工工藝，在二次注漿襯砌選擇素混凝土。但對(duì)于特殊地段需要有針對(duì)性的選擇鋼筋混凝土，比如，在淺埋地段或軟弱圍巖區(qū)域，其目的是保障隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)固和安全。二次襯砌的時(shí)間選擇需要根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及實(shí)際施工作業(yè)情況進(jìn)行確定。按照施工標(biāo)準(zhǔn)混凝土抗?jié)B等級(jí)不小于8級(jí)且強(qiáng)度等級(jí)為C25。

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 隧道二襯注漿施工工藝流程

2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析計(jì)算

注漿技術(shù)采用壓漿作業(yè)。根據(jù)注漿設(shè)計(jì)要求，選擇3根普通鋼管作為壓漿管(規(guī)格:直徑30 mm)。密封壓漿管的同時(shí)安裝單向閥，在確保不滲漏的前提下，還要確?；炷猎跐沧⒔K凝后，滿足在2～5 MPa泵壓下能夠開塞。壓漿管在下放時(shí)，需要通過注水檢測(cè)其密封性。壓漿管在下放過程中避免損壞，避免水泥或其他雜質(zhì)滲入注漿管。如果出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，就及時(shí)進(jìn)行焊接修補(bǔ)，確保管道處于密封狀態(tài)。在確保壓漿管道順暢的情況下，用清水沖開壓漿管的底部的密封套。壓漿管需要在澆筑完樁混凝土后的24～48 h后方可開塞。

本工程中，通過對(duì)地質(zhì)條件的測(cè)繪和測(cè)算，經(jīng)不斷修正取數(shù)，得到灌柱樁基單樁承載力為18 590 kN。在不考慮注漿時(shí)，承載力約提升了10%，灌柱單樁承載力為16 731 kN。

即以施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際樁底注漿，樁基底部直徑D設(shè)計(jì)為2.0 m，GPI值設(shè)計(jì)為2 MPa，將以上數(shù)值代入公式得出：TCM取值為0.35。以此得出，在充分考慮樁底注漿的前提下，灌柱樁基的單樁承載力為18 660 kN。

可見，本工程采用樁底注漿技術(shù)，能夠提升基樁的承載力，通過方案對(duì)比，可節(jié)約10%左右的的作業(yè)費(fèi)用。

2.3 二次襯砌施工流程分析

(1)初期支護(hù)檢查

初期支護(hù)結(jié)構(gòu)由鋼筋網(wǎng)、鋼拱架+C25噴射混凝土形式。在初期支護(hù)施工結(jié)束并且滿足圍巖下二襯至掌子面的相關(guān)施工要求后，才可開展二襯施工。工程開始前需要先對(duì)整個(gè)端面的尺寸進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)檢驗(yàn)初期之后的斷面尺寸和二襯厚度也達(dá)標(biāo)后，才可開展后續(xù)施工。與此同時(shí)還需要做好對(duì)初期支護(hù)面平整度的檢測(cè)，如果存在凹陷區(qū)，則需要通過噴射混凝土進(jìn)行補(bǔ)平，以免在后續(xù)施工中出現(xiàn)二次襯砌脫空問題；如果存在突出部分，則需要將其鑿除，并對(duì)表面進(jìn)行修理，確保其達(dá)到施工要求。對(duì)于露在外部的錨桿也需要及時(shí)將其切除，確保其與支護(hù)面齊平，并且為了避免影響后續(xù)防水板施工和造成施工安全隱患，切口必須修整為平齊面，禁止存在斜口或者監(jiān)測(cè)。

(2)防水層施工

當(dāng)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定后，就可以開展防水層施工，施工中需要每間隔6 m就設(shè)置一個(gè)環(huán)向打孔波紋管，如果部分區(qū)域滲水情況較為嚴(yán)重，則需要適當(dāng)縮小間隔，增加波紋管數(shù)量。波紋管禁止對(duì)接，只能夠通過套接的方式進(jìn)行連接，并且套接長度必須在10 cm以上。波紋管外部需要纏繞無紡?fù)凉げ?，并通過鐵絲進(jìn)行綁扎之后再利用射釘槍將其安裝在支護(hù)面上。土工布需要鋪滿整個(gè)初期支護(hù)表面，并用水泥釘進(jìn)行固定，水泥釘?shù)拈g距一般需要控制在0.5～1.0 m，當(dāng)固定到拱頂位置時(shí)，則需要縮短間距，增加水泥的密度。如果土工布需要搭接，其搭接長度必須超過10 cm。當(dāng)上述施工完成后，還需要將耐熱襯墊用水泥釘固定在土工布表面，耐熱襯墊在拱頂、邊墻和防水板焊接位置的間距則需要分別控制在50～80 cm、50～100 cm和50 cm。利用熱貼鋪掛技術(shù)將EVA防水板的粘貼在耐熱襯墊表層。焊接開始前必須提前通過試焊接來確定焊接的溫度、速度和時(shí)間，確定好最佳工藝參數(shù)后，需要嚴(yán)格按照既定的參數(shù)來進(jìn)行操作，焊接完成后的防水板必須做到平整無褶皺，禁止出現(xiàn)燒穿、燒焦等問題[4]。同時(shí)為了避免拱腳滲水對(duì)電纜溝造成影響，防水板的底部必須做好縱向排水管的安裝。

(3)鋼筋安裝

隧道內(nèi)部空間極其有限，所以鋼筋加工需要在外部加工廠進(jìn)行統(tǒng)一加工，然后再運(yùn)至洞內(nèi)進(jìn)行組裝。如果鋼筋直徑大于25 mm，需要通過機(jī)械進(jìn)行連接，而其他直徑的鋼筋需要通過焊接的方式進(jìn)行連接。在采用機(jī)械焊接時(shí)，要嚴(yán)格按照要求對(duì)鋼筋進(jìn)行切割、車絲和套上絲頭保護(hù)帽，之后再運(yùn)至工程現(xiàn)場(chǎng)。在鋼筋連接完成后需要仔細(xì)檢驗(yàn)其擰緊程度，在經(jīng)力矩扳手檢查合格后，才可進(jìn)行后續(xù)施工。在進(jìn)行鋼筋焊接時(shí)，必須先適當(dāng)彎曲鋼筋焊接端，這樣可以保證焊接完成后鋼筋整體保持平直，焊接后也需要檢驗(yàn)焊縫是否飽滿，有無過焊、漏焊等問題。按照既定的設(shè)計(jì)要求做好第1層環(huán)向鋼筋的安裝，防水板凹出位置需要設(shè)置墊塊，以此來形成對(duì)鋼筋保護(hù)層的有效保護(hù)。水平筋需要按照要求進(jìn)行綁扎，在同一段面中，相鄰接頭必須錯(cuò)開超過50 cm，接頭數(shù)量最大不能超過整體的1/2。工程建設(shè)中需要安裝5道架立筋，分別置于拱頂、邊墻、起拱線等相關(guān)位置，需要注意在施工中必須配合斷面儀測(cè)量調(diào)整架立筋的位置和高度。第2層環(huán)向鋼筋這需要與架立筋連接，連接方式為焊接，使兩層鋼筋與架立筋固定，然后再安裝其他環(huán)向筋及水平筋[5]。在兩層鋼筋都搭接完成后，需要迅速進(jìn)行連接筋的安裝，并且連接金需要用鐵絲與鋼筋網(wǎng)交叉位置進(jìn)行牢固綁扎。需要注意的是，在此過程中必須做好對(duì)防水板的保護(hù)，以免影響防水防滲效果。并當(dāng)上述施工都結(jié)束后，還需要做好止水帶的安裝，提高二次襯砌防滲性能。

(4)二襯臺(tái)車安裝

調(diào)平層必須按照要求進(jìn)行整平處理，之后才可以進(jìn)行鋼軌的鋪設(shè)，鋼軌采用鋼筋卡扣進(jìn)行固定，而且鋼軌中心線必須與隧道縱軸線保持在相同垂直斷面。施工過程中二襯臺(tái)車沿鋼軌運(yùn)行至施工位置，之后再結(jié)合測(cè)量結(jié)果對(duì)臺(tái)車位置進(jìn)行精確調(diào)整，并用木楔固定制動(dòng)輪。之后再啟動(dòng)液壓油泵，將臺(tái)車模板升至到相應(yīng)位置；然后啟動(dòng)調(diào)心油缸，調(diào)整臺(tái)車中心線，使其與隧道中線相一致；最后調(diào)整側(cè)模到相應(yīng)位置。在上述工作都完成后就可以切斷電源，固定油缸。臺(tái)車就位后，還需要做好底梁支撐及側(cè)模螺旋千斤頂?shù)陌惭b，以便于施工過程中受力的正常傳遞。底梁支撐千斤頂需要設(shè)置在結(jié)構(gòu)穩(wěn)固承載力強(qiáng)的區(qū)域，如果落在鋼軌中必須做好固定，以免在施工中千斤頂滑脫；如果落在調(diào)平層，則需要墊上鋼板，以免在施工過程中因?yàn)槭芰?dǎo)致千斤頂陷入基層，影響臺(tái)車的平衡。在臺(tái)車安裝中，臺(tái)車模板必須按照施工技術(shù)要求與前一板二襯進(jìn)行合理搭接，搭接長度一般需要超過10 cm。同時(shí)，完成臺(tái)車的搭建后，還必須做好端頭封堵模板和止水帶的安裝固定。同時(shí)為了便于檢查混凝土灌注情況，端頭模板的安裝需要先從兩側(cè)部分開始，然后逐漸根據(jù)灌注進(jìn)度來進(jìn)行模板安裝。

(5)混凝土澆筑

在澆筑混凝土的過程中，需要做好對(duì)防水板的保護(hù)，禁止直接將混凝土澆筑在防水板中，并且也禁止利用臺(tái)車模板流入，只能利用輸送管末端溜槽勻速灌入到二襯內(nèi)。澆筑的順序?yàn)閺纳系较?，左右交替，分層澆筑的高度最大不能超過50 cm；整個(gè)澆注過程必須連續(xù)開展，每完成一層澆筑就必須及時(shí)進(jìn)行振搗，并且在振搗過程中必須做到對(duì)稱作業(yè)，以免受力不均而導(dǎo)致臺(tái)車偏移。當(dāng)澆筑高度去窗口距離小于50 cm，需要將其關(guān)閉，移至上一排窗口繼續(xù)澆筑。在澆筑到邊墻位置時(shí)，可以適當(dāng)降低澆注速度，這樣在澆筑到拱頂位置時(shí)，邊墻位置的混凝土能夠達(dá)到初凝狀態(tài)，要有助于減少臺(tái)車受力。超過起拱線的襯砌結(jié)構(gòu)所用的為高流動(dòng)性混凝土，振搗則采用的是振搗棒配合附著式振搗器，在振搗及澆筑施工中必須做好對(duì)各預(yù)埋件的有效保護(hù)并定期檢查預(yù)埋件的位置，避免出現(xiàn)松動(dòng)移位等問題。澆筑拱頂位置時(shí)，需要把輸送管與澆筑孔直接相連，直接泵送，并利用附著式振搗器進(jìn)行振搗。需要注意為了避免出現(xiàn)襯砌脫空問題，拱頂混凝土輸送時(shí)間間斷最大不能超過20 min。在進(jìn)行封頂時(shí)，所用混凝土為補(bǔ)償型混凝土，利用封頂器將混凝土注入拱頂，在水泥漿沿?fù)躅^板觀察孔溢出則說明封頂成功。

3 公路橋梁隧道施工過程中要注意的事項(xiàng)

在公路橋梁隧道工程施工的過程中，涉及的個(gè)別工程技術(shù)非常繁瑣，所以要對(duì)這種問題進(jìn)行合理的處理，并選擇妥當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)和方案，保障隧道技術(shù)工程的質(zhì)量，從而提高工程效率。在工程施工方案的選擇上，有可能會(huì)出現(xiàn)同地點(diǎn)不同類型的注漿技術(shù)的現(xiàn)象，所以施工過程要先遵循低壓注漿到高壓力注漿的先后順序。注漿施工過程中，要求對(duì)隧道和橋梁的裂縫處以及孔洞處清潔，避免原本建筑材料和雜土廢棄物阻礙漿液的粘結(jié)。要考量到隧道和原有橋梁的材料然后進(jìn)行固定漿液的搭配，再考慮到電力設(shè)施的壓力把控范圍。雜土施工材料比較多的隧道和橋梁承重能力在120 kPa內(nèi)，散土或細(xì)砂的承重壓力在100 kPa上，承載流水沉積泥沙的壓力在60～100 kPa，依據(jù)不同的施工材料設(shè)定不同的壓力，才可以對(duì)固定漿液進(jìn)行有效填充。確?？斩粗泻蛿嗔烟幍臐{液在封口處理前已經(jīng)壓實(shí)，防止工程結(jié)束后產(chǎn)生孔洞問題或二次斷裂。要切實(shí)做好封口處理平整后的工程保護(hù)措施，對(duì)孔洞口或斷裂處設(shè)置障礙物的保護(hù)，必要時(shí)安排人員巡查。注漿過程中的質(zhì)量很容易受到人為因素或自然因素的影響，所以應(yīng)當(dāng)采取一定的措施進(jìn)行質(zhì)量把控：(1)要對(duì)注漿技術(shù)的工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，保證工作人員熟練地應(yīng)用注漿施工技術(shù)；(2)要有專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)孔洞口注漿和斷裂處進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，保證建筑材料與壓力范圍的適應(yīng)能力相符合，必要時(shí)要對(duì)壓力過高的情況進(jìn)行試灌測(cè)驗(yàn)；(3)用壓實(shí)測(cè)試把固定的漿液打入孔洞內(nèi)或斷裂處進(jìn)行攪拌，確保漿液內(nèi)沒有氣體空隙；(4)對(duì)整個(gè)橋梁或隧道進(jìn)行檢查，判斷對(duì)空洞處或斷裂處是否都完成了修繕。

4 結(jié) 語

注漿技術(shù)被廣泛應(yīng)用于新施工的橋梁隧道工程中，同時(shí)也包括建成后期的維修，注漿技術(shù)可應(yīng)用于后期橋隧的坑洞、裂縫等修補(bǔ)作業(yè)中?？傊跇蛩硎┕ぶ胁捎米{技術(shù)能夠效強(qiáng)化墻體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如果結(jié)合一些符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的材料配合使用，能夠更好地提升橋梁隧道的綜合力學(xué)性能。