化學(xué)注漿在公路病害處理中的應(yīng)用

孫勝勇

（青縣交通運輸局公路管理站，河北青縣 062650）

1 化學(xué)注漿工藝原理

化學(xué)注漿工藝是當前工程施工以及維修中常見的工藝技術(shù)，其具體應(yīng)用過程中，主要是通過對化學(xué)材料進行配比，形成與工程需求相符的化學(xué)漿液，將其注入公路當中，能夠增加地層強度、降低地層滲透性，實現(xiàn)對混凝土裂縫和沉降位置的修補，從而提升工程質(zhì)量。

化學(xué)注漿工藝在應(yīng)用過程中，利用現(xiàn)代化注漿設(shè)備進行綜合管控，提升注漿設(shè)備的綜合應(yīng)用效果?；瘜W(xué)注漿工藝應(yīng)用的主要材料包括聚氨酯、彈性聚氨酯、氰凝、環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸酯聚氨酯。在道路施工中，應(yīng)根據(jù)不同的道路病害、道路路基結(jié)構(gòu)和材料，選擇化學(xué)注漿工藝，最大限度提升化學(xué)注漿工藝的綜合應(yīng)用效果。

2 公路病害處理中的常見的注漿工藝

2.1 公路病害及產(chǎn)生原因

公路在使用過程中，由于負載過重、使用時間過長，會出現(xiàn)病害問題，主要的病害包括裂縫病害以及沉降病害等。

（1）公路裂縫病害是當前公路養(yǎng)護過程中遇到的主要病害問題，在一定程度上影響路面的美觀性，并且深層裂縫問題也直接影響到道路的使用安全。當前裂縫病害問題主要包括細微裂縫（＜2mm）、微裂縫（2～6mm）、小裂縫（6～13mm），施工裂縫問題十分常見，對路橋工程影響較大。道路橋梁工程大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑施工過程中會受到溫度的影響，尤其是在混凝土干燥成型的過程中，路面由多層結(jié)構(gòu)組成，深層溫度較高、表層溫度較低，較大的溫差會導(dǎo)致道路橋梁路面出現(xiàn)溫差裂縫現(xiàn)象。此外，很多裂縫是由于道路年久失修造成的，影響公路的使用效果。

（2）公路施工過程中，沉降問題十分常見，對公路施工造成了一定程度的危害，道路工程中的沉降段是指路基出現(xiàn)不均勻沉降問題的路段，對道路施工和道路運行造成嚴重的影響。導(dǎo)致路基沉降問題的主要因素包括路基壓實度不足、路基軟弱基礎(chǔ)問題、路基地下水較多等因素。

2.2 常見注漿工藝

公路工程建設(shè)中，需要對公路進行定期的養(yǎng)護施工，做好對病害的有效處理。通過對注漿工藝的有效處理，確保其工藝技術(shù)的應(yīng)用更加合理，提升注漿工藝處理效果。下文對常見病害處理中的注漿工藝進行分析。

（1）化學(xué)注漿工藝可以解決路基下沉路段的病害問題。在注漿工藝實際的應(yīng)用過程中，應(yīng)用管道注漿方法進行注漿，一般選擇小導(dǎo)管進行鉆孔注漿。注漿孔一般設(shè)置為8mm，注漿孔設(shè)置間距應(yīng)超過75mm。注漿過程中，還應(yīng)做好對注漿材料的選擇，通過對注漿材料的綜合配置，確保注漿的應(yīng)用更加合理，提升注漿工藝效果。在注漿中，一般選擇普通硅酸鹽水泥等材料，控制水泥與砂漿的比例為1∶1，將注漿壓力控制在0.25MPa，利用合理的注漿壓力，實現(xiàn)對注漿的綜合控制。注漿時利用鋼管與漿塞進行搭配。

（2）在路基裂縫病害處理中，也可以使用化學(xué)注漿工藝進行綜合處理。施工期間可以選擇靜壓注漿工藝，激發(fā)出漿液、土體的相互作用，提高路基土體力學(xué)性能，避免地下水與水流等帶來的侵蝕，加強土體強度。

3 化學(xué)注漿在公路病害處理中的應(yīng)用實例

3.1 工程概況

本次研究中，針對某路段公路病害注漿工藝處理進行分析。該公路全長175km，整個路段于2006年開通，投入使用已有15年。該路段通車后，對于路段內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展起到了重要的作用。為了確保公路的使用質(zhì)量和使用安全，該地區(qū)自2020年開始加強該路段的維修和養(yǎng)護工作，對地區(qū)內(nèi)的路段進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了多處路段出現(xiàn)病害問題。如K290+870—K291+560路段內(nèi)出現(xiàn)路基嚴重沉陷、裂縫、車轍病害，K390+960—K391+250路基嚴重沉陷、裂縫、車轍病害問題。針對該路段路基病害問題，路政部門提出了病害處理措施，采用化學(xué)注漿工藝，提升病害處理效果。

3.2 化學(xué)注漿工藝應(yīng)用步驟

3.2.1 相關(guān)控制量計算

在本次化學(xué)注漿工藝應(yīng)用過程中，為實現(xiàn)對漿液的有效控制，需要對漿液的配比進行設(shè)計，主要包括擴散半徑計算以及注漿量的合理計算。

（1）擴散半徑的計算公式為：

式（1）中：t為凝固時間（s）；k為滲透系數(shù)（cm/s）；n為空隙率（%）；h為注漿壓力（Pa）；β為水與漿液之間黏度比；R為漿液擴散半徑（cm）；r為注漿孔半徑（cm）。

（2）注漿量計算公式為：

式（2）中：Q為注漿量（m3）；V為加固土體體積（m3）；n為空隙率（%）；a為注入充填率（%）；B為損失系數(shù)（%）[1]。

（3）化學(xué)漿液的配比為水泥∶粉煤灰∶水∶膨脹劑=1∶0.5∶0.5∶0.1。

3.2.2 注漿工藝應(yīng)用要點

（1）鉆孔工藝控制。設(shè)置梅花形鉆孔工藝，孔距設(shè)置在1.5m左右。

（2）制漿工藝應(yīng)用效果控制。在注漿工藝的應(yīng)用過程中，針對漿液進行合理的處理，且漿液不宜過黏也不宜過稀，否則都會影響漿液的流動性。

（3）對注漿過程的控制。①本次注漿工藝的應(yīng)用過程中，采用單孔注漿工藝進行注漿。②在本次注漿工藝的設(shè)計應(yīng)用過程中，注漿壓力控制在3.5～4MPa。③注漿處理工藝實施中，對注漿時間進行合理的控制，持續(xù)注漿時間應(yīng)控制在2min左右。④水泥漿7d強度不得小于4MPa，壓漿后的路段應(yīng)中斷交通養(yǎng)生不少于10d[2]。

本次化學(xué)注漿實施后，對路段內(nèi)的病害進行了有效處理，實現(xiàn)了對路段的加固施工，整個路段內(nèi)干密度提升0.42g/cm3，含水量減少了0.18%，路基強度增加了101kPa，有效實現(xiàn)了路基的優(yōu)化[3]。

4 結(jié)語

本文對化學(xué)注漿工藝進行了分析，總結(jié)了公路裂縫病害及沉降病害的有效處理，并結(jié)合具體工程，闡述了公路病害處理的步驟和效果。實踐表明，采用化學(xué)注漿方法能夠解決路基沉降問題，使公路病害的處理更加合理，實現(xiàn)對公路的有效維護。