灌漿法在橋梁隧道施工中的應(yīng)用

張紅榮

（山西路橋集團(tuán)晉南項(xiàng)目管理有限公司，山西太原 030006）

0 引言

隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地陸續(xù)開始建設(shè)新的橋梁隧道工程項(xiàng)目，以滿足人們對交通的需求。無論是橋梁還是隧道，都必須保證質(zhì)量，才能長期穩(wěn)定地服務(wù)于社會。相關(guān)人員可以采用灌漿法來提高橋梁隧道的施工質(zhì)量，該方法具有諸多技術(shù)優(yōu)勢，因此，充分了解灌漿法，了解其實(shí)際應(yīng)用技術(shù)，使灌漿法能在橋梁隧道施工中發(fā)揮更大作用，是一件很有意義的事。

1 灌漿技術(shù)

將各種所需材料按照比例混合，形成符合工程項(xiàng)目所需的泥漿，然后將其注入橋梁隧道結(jié)構(gòu)的裂縫之中，此種方法就是灌漿法。使用灌漿法是利用物理性質(zhì)改善施工質(zhì)量。灌漿法有如下四大優(yōu)勢：

一是灌漿法能夠提高橋梁隧道的防滲性。橋梁隧道建設(shè)過程中最容易發(fā)生的問題就是滲透量高，使用灌漿法能有效解決該問題。

二是橋梁隧道工程多易出現(xiàn)空洞，長年累月容易造成橋梁隧道塌陷問題，灌漿法可以完成對細(xì)小空洞的填充。

三是經(jīng)過填充后的橋梁隧道密度更大，本身質(zhì)量也更高，還能使混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)原。

四是使用灌漿法能使橋梁隧道的位置適當(dāng)移動(dòng)，使其更符合設(shè)計(jì)方案要求[1]。

2 種類

2.1 滲入性灌漿技術(shù)

如橋梁隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，且裂縫僅存在于側(cè)壁上，則可使用滲入性灌漿技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。橋梁隧道工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)狹窄的小裂縫時(shí)，也可采取此種方法。相關(guān)技術(shù)人員只需將配制好的泥漿注入側(cè)壁，就可以完成修補(bǔ)。此外，此種方法也可以在巖土層中使用，使巖土層更加穩(wěn)固[2]。

2.2 填充式灌漿技術(shù)

目前我國的橋梁隧道項(xiàng)目建設(shè)中填充式灌漿技術(shù)應(yīng)用最多，此種方法也被應(yīng)用于解決大型裂縫問題。出現(xiàn)大型裂縫的情況一共有兩種：一是長期的超荷載導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)塌陷；二是橋梁隧道項(xiàng)目建設(shè)的地質(zhì)條件易發(fā)生坍塌。以上兩種情況均可使用填充式灌漿技術(shù)。

2.3 壓密灌漿技術(shù)

在進(jìn)行橋梁隧道地基加固時(shí)，通常用到壓密灌漿技術(shù)。使用此種方法能使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力提高，預(yù)防不均勻沉降現(xiàn)象，此外也可局部使用壓密灌漿技術(shù)，對局部地基進(jìn)行加固處理。目前，大多數(shù)的橋梁隧道項(xiàng)目建設(shè)中都使用此種方法進(jìn)行加固[3]。

2.4 電動(dòng)化學(xué)注漿技術(shù)

此種方法主要用來加固公路建設(shè)、橋梁橋臺、橋梁橋板、橋梁護(hù)欄、橋梁橋墩、隧道的混凝土結(jié)構(gòu)。使用電動(dòng)化學(xué)注漿技術(shù)所用的材料必須具備能抗壓、強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗收縮等特性。使用電動(dòng)化學(xué)注漿技術(shù)會使材料產(chǎn)生收縮壓力，材料會自動(dòng)地填補(bǔ)到橋梁隧道的縫隙中，工作人員再對其進(jìn)行適當(dāng)修補(bǔ)，使其能完全填補(bǔ)裂縫，滲透裂縫的各個(gè)狹小角落，材料固化后，與原結(jié)構(gòu)融為一體，達(dá)到了修補(bǔ)、穩(wěn)固的目的。

3 易忽視的問題

3.1 砌漿脫落和砌石松動(dòng)

在橋梁隧道建設(shè)過程中，砌漿環(huán)節(jié)尤為重要。只有做好砌漿工作，才能使橋梁隧道的墻體更堅(jiān)固、墻面更穩(wěn)定，此外，砌漿也能美化墻面。然而，許多橋梁隧道建設(shè)工程并不重視該環(huán)節(jié)，在項(xiàng)目建設(shè)完成初期并不能發(fā)現(xiàn)問題，一段時(shí)間過后問題將逐步顯現(xiàn)。如果不重視砌漿環(huán)節(jié)，則橋梁隧道墻體的穩(wěn)定性就會失去保障，對整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)所帶來的危險(xiǎn)不可估量。許多橋梁隧道項(xiàng)目使用年限少、突發(fā)問題多，都是因?yàn)椴恢匾暺鰸{所導(dǎo)致。因此，必須對此類問題予以高度重視[4]。

在項(xiàng)目建設(shè)完成后，砌漿脫落是最需注意的問題。如橋梁隧道項(xiàng)目出現(xiàn)砌漿脫落，墻體穩(wěn)定性下降，必然導(dǎo)致事故發(fā)生。因此，必須重視砌漿脫落現(xiàn)象，消除安全隱患。

在橋梁隧道建設(shè)后如出現(xiàn)砌石松動(dòng)，相關(guān)工作人員要予以重視，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行修復(fù)，因?yàn)槠鍪蓜?dòng)表明橋梁隧道穩(wěn)固程度下降、承載力變小，如果車輛駛過，橋梁荷載過高，或隧道震動(dòng)過大，均極易出現(xiàn)坍塌事故。

3.2 導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的因素

施工現(xiàn)場受許多自然因素影響，如氣候、地質(zhì)條件等，這些因素都給施工增加了難度，也對施工質(zhì)量造成一定程度的不良影響。如工作人員不能嚴(yán)格按照既定標(biāo)準(zhǔn)施工，會導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固，從而出現(xiàn)裂縫；澆筑混凝土?xí)r，工作人員未嚴(yán)格按照程序操作或未控制好溫度，也會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；如工作人員選擇的填料不符合規(guī)定，有大量泥沙混入，導(dǎo)致泥漿密度不足，即便是灌漿后，仍會有裂縫出現(xiàn)。

實(shí)際施工時(shí)，橋梁墩臺最易出現(xiàn)裂縫。墩臺是橋梁的支撐部分，如出現(xiàn)裂縫，會使橋體的穩(wěn)定性、荷載能力和使用性能下降，影響交通運(yùn)輸，甚至引發(fā)交通事故。因此，無論是施工時(shí)還是完工后，都必須重視裂縫問題[5]。

4 橋梁隧道中灌漿法的應(yīng)用

4.1 灌漿前的準(zhǔn)備工作

隧道工程和橋梁工程所使用的灌漿法有所不同。在隧道施工中使用灌漿法難度較大，受地質(zhì)條件影響，圍巖灌漿比橋梁灌漿的難度高很多。在橋梁施工中主要檢查結(jié)構(gòu)是否有裂縫、不均勻沉降等情況，裂縫主要集中在橋墩、橋臺等處。工作人員進(jìn)行灌漿前必須對地質(zhì)條件和裂縫情況有清晰的了解，并做好準(zhǔn)備工作，同時(shí)及時(shí)做好防滲水工作。

第一，技術(shù)人員要明確橋梁隧道的灌漿部位的大小、位置等。技術(shù)人員還要在施工圖紙中將位置標(biāo)注出來，并根據(jù)實(shí)際需求選擇灌漿材料。

第二，確定灌漿材料及其重量、密度和灌漿設(shè)備后，根據(jù)科學(xué)比例進(jìn)行灌漿材料的配制，并對其進(jìn)行檢查，確保灌漿材料符合標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員還要制定科學(xué)的灌漿計(jì)劃，保障灌漿法能充分發(fā)揮作用。

第三，考察施工隊(duì)伍，確保施工隊(duì)伍經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)嫻熟，還需要對施工過程進(jìn)行監(jiān)督，確保施工過程認(rèn)真、嚴(yán)密。灌漿完成后，技術(shù)人員還要測量裂縫，確保裂縫填滿、灌漿合理。

4.2 按正確的施工工序進(jìn)行灌漿

正確的施工工序是灌漿的關(guān)鍵，也能使灌漿法真正發(fā)揮作用，因此，在做好準(zhǔn)備工作后，必須明確每一道施工工序。

第一，做好布孔工作。在灌漿之前，工作人員要先鉆孔，再依據(jù)鉆孔明確放線位置，以保障布孔準(zhǔn)確。實(shí)際施工時(shí)，工作人員要標(biāo)記鋼筋的位置，盡量做到精準(zhǔn)，以提高灌漿的嚴(yán)密性。

第二，相關(guān)工作人員必須嚴(yán)格按照圖紙布置鉆機(jī)，并確定鉆機(jī)轉(zhuǎn)桿，保障轉(zhuǎn)桿同孔心形成一條直線。需要注意的是，必須使用專業(yè)鉆孔機(jī)，例如TXJ-1600型巖芯鉆機(jī)，還要控制誤差，保障位置準(zhǔn)確度。

第三，正確裝配注漿管。工作人員需先確定安裝深度，并用多種方式驗(yàn)證深度的科學(xué)性，確保安裝深度無誤后方可進(jìn)行安裝。只有嚴(yán)格按照科學(xué)的施工工序，才能保障注漿管不被堵塞，保障正常施工。以上工序完成無誤后方可開始灌漿，工作人員可選擇高壓擺噴施工方案，擺噴孔距在120cm 內(nèi)。除檢查孔距外，還要檢查管路，保障樁底的寬度、高度都符合作業(yè)條件。開始灌漿時(shí)，要由專業(yè)人員進(jìn)行操作并控制氣壓，使灌漿噴射的方向正確無誤、灌漿速度符合項(xiàng)目進(jìn)程。

5 橋梁隧道中應(yīng)用灌漿法的要求

在橋梁隧道等項(xiàng)目中應(yīng)用灌漿法時(shí)，要控制好灌漿壓力。在灌漿過程中，壓力主要作用于液動(dòng)力，而液動(dòng)力主要受控于壓力。

具體而言，應(yīng)用灌漿法所取得的實(shí)際效果與壓力有正向關(guān)系。施工現(xiàn)場影響壓力的因素有很多，例如技術(shù)人員的能力、橋梁隧道的實(shí)際地質(zhì)條件、泥漿材料的配制比例等，相關(guān)工作人員必須做好監(jiān)督工作，結(jié)合實(shí)際情況做出判斷，確保壓力符合標(biāo)準(zhǔn)，以保障灌漿法發(fā)揮最大作用。

一般情況下，不同階段所需的壓力不同，橋梁深層區(qū)域所需壓力較大，橋梁淺層區(qū)域所需壓力較小，深層區(qū)域和淺層區(qū)域的滲透程度也不相同，因此，必須重視壓力控制，判斷影響壓力的因素，有效控制壓力。

除壓力外，還需注意漿液擴(kuò)散半徑。漿液擴(kuò)散半徑是使用灌漿法時(shí)容易忽視的細(xì)節(jié)問題，其會對項(xiàng)目進(jìn)展、成本等多方面產(chǎn)生影響，因此，必須對其做出有效控制和預(yù)測。施工現(xiàn)場影響漿液擴(kuò)散半徑的因素有很多，如壓力大小、時(shí)間等。

因此，工作人員必須對灌漿環(huán)節(jié)的壓力大小、時(shí)間、漿液配比等多種因素進(jìn)行有效控制，并預(yù)測變化情況，使?jié){液的濃度適中。

6 橋梁隧道中應(yīng)用灌漿法的注意事項(xiàng)

隧道工程中，工作人員需對圍巖進(jìn)行灌漿作業(yè)。為使灌漿法充分發(fā)揮作用，應(yīng)選擇合適的材料配制漿液，并在應(yīng)用灌漿法的同時(shí)進(jìn)行回填灌漿。此外，如圍巖部位有帷幕，必須做回填處理，并開展帷幕灌漿工作。進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)，工作人員要預(yù)先做好防滲帷幕，帷幕必須水平或垂直，才能保證灌漿效果。在施工現(xiàn)場，工作人員必須遵守秩序，依次完成灌漿。

一般情況下，灌漿作業(yè)可在2h 內(nèi)完成，待灌漿作業(yè)結(jié)束后，只需要等待其冷卻即可。但是，在部分特殊條件下，會出現(xiàn)吸漿現(xiàn)象，會導(dǎo)致灌漿作業(yè)始終無法完成，還會導(dǎo)致部分漿液從其他位置流出，使得大量漿液被浪費(fèi)，因此，需要對此現(xiàn)象加強(qiáng)防范。橋梁隧道工程中應(yīng)用灌漿技術(shù)的注意事項(xiàng)如下：

第一，減小壓力。通過使用專業(yè)機(jī)械設(shè)備，可以控制漿液隨著設(shè)備為其增添的重力作用和慣性作用流入目標(biāo)巖層中，通過此種方式可以有效減少壓力過高導(dǎo)致漿液從其他位置流出的情況，從而節(jié)約漿液資源。

第二，限制流量。該處理方式需要在灌漿作業(yè)期間控制漿液的實(shí)際流量標(biāo)準(zhǔn)在10～15L/min 之間，只有如此才可以保證后續(xù)灌漿作業(yè)的正常進(jìn)展，并且在灌漿過程中不會因?yàn)榱髁窟^大而導(dǎo)致裂痕擴(kuò)大的情況。

第三，在漿液中適當(dāng)添加凝固劑。凝固劑可以使?jié){液迅速固化。

第四，間接性灌漿方式。該處理方式需要在灌漿過程中分批次進(jìn)行漿液的灌入工作，此種逐次將漿液灌入目標(biāo)巖層的方式可以為漿液后續(xù)的徹底凝固起到積極的保障作用。

隧道工程施工中經(jīng)常會使用鋼板進(jìn)行襯砌，需要注意的是，使用鋼板必須在澆筑混凝土之后。使用灌漿法作業(yè)，工序較為重要，如出現(xiàn)錯(cuò)序、混亂，會導(dǎo)致灌漿法無法完成或效果較差，如果工作人員對工序了解不足，也會導(dǎo)致進(jìn)度緩慢。因此，應(yīng)用灌漿法時(shí)，無論是橋梁工程還是隧道工程都必須嚴(yán)格按照工序作業(yè)。如襯砌完畢，才可以灌漿，在此期間，襯砌鋼板必須留有灌漿口，以保障后續(xù)施工，加快施工進(jìn)程。

在隧道和橋梁工程施工期間，必須明確所使用的混凝土強(qiáng)度不低于70%。技術(shù)人員計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，要將齡期考慮在內(nèi)。橋梁隧道工程使用灌漿法之前，多數(shù)會選擇完成襯砌，而襯砌一般在15d 內(nèi)完成；但不少項(xiàng)目有工期限制，在此種情況下，工作人員可以使用早強(qiáng)劑，既可以保障混凝土強(qiáng)度，又可以保障施工進(jìn)度。此外，必須由專業(yè)人員進(jìn)行操作和檢驗(yàn)，才能提升混凝土強(qiáng)度和保證質(zhì)量。

7 結(jié)語

橋梁隧道等公路項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用灌漿法可以解決多個(gè)安全問題，提高項(xiàng)目施工質(zhì)量。因此，工作人員在實(shí)際施工中必須選擇正確的方法，準(zhǔn)確判斷公路、橋梁、隧道等項(xiàng)目所存在的問題，結(jié)合實(shí)際情況完成灌漿法施工。只有正確應(yīng)用灌漿法，才能使該技術(shù)充分發(fā)揮作用，進(jìn)而推動(dòng)灌漿法應(yīng)用于更多的橋梁隧道工程，創(chuàng)造更大的價(jià)值。