公路橋隧工程施工灌漿加固技術應用研究

韓太雷、孫建民、劉順

（濰坊交安公路工程有限公司，山東 濰坊 261041）

0 引言

隨著交通運輸在經(jīng)濟發(fā)展中所占比重的不斷增加，對公路橋隧工程的建設和維護提出更高的要求。在公路橋隧工程的建設中，灌漿加固技術是保證工程質(zhì)量的重要手段之一。灌漿加固技術是加固技術的重要一環(huán)，目前已被廣泛應用于公路橋隧工程的加固治理中。本文對灌漿加固技術在公路橋隧工程中的應用進行研究，探討其優(yōu)點、缺點和適用范圍，以期為公路橋隧工程的加固治理提供參考。

1 灌漿加固技術的概述

灌漿加固技術是一種常用的結構加固方法，通過在結構體內(nèi)部或裂縫中注入特定的漿液材料，以填補空隙并提升結構的強度、剛度和穩(wěn)定性。漿液材料可以是具有流動性和硬化性能的水泥漿、聚合物漿液、膨潤土漿等。漿液材料在注入后逐漸硬化，形成致密的固體體積，與既有結構形成一體，以提升結構的剛度和抗壓強度。漿液材料與結構體之間會形成黏結連接，通過物理和化學作用保證加固層與原結構的緊密結合，提高整體結構的抗震和抗傾覆能力。灌漿加固技術施工相對簡單，不需要使用大量的設備和復雜的工序，適用于各種結構形式和規(guī)模。與傳統(tǒng)的拆除重建相比，灌漿加固技術成本更低，尤其適用于局部損傷修復或局部加固的情況[1]。灌漿加固技術在施工過程中對交通的影響相對較小，可以減少對交通運行的干擾。

2 公路橋隧工程施工中的常見問題

2.1 裂縫

在公路橋隧工程施工過程中，裂縫是一個常見的問題。裂縫會對結構的強度、穩(wěn)定性和耐久性產(chǎn)生負面影響。在混凝土結構中，由于溫度變化、荷載作用或施工質(zhì)量等因素，可能出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。這些裂縫可能是細小的表面裂紋，也可能是較寬的結構裂縫。如果不及時采取修復措施，裂縫可能繼續(xù)擴展，由細小的表面裂紋發(fā)展為深度較大的結構裂縫，裂縫的擴展會進一步削弱結構的強度和穩(wěn)定性。裂縫包括水平裂縫和垂直裂縫，水平裂縫通常是由于結構的水平位移、腐蝕或地震等造成的[2]，會導致結構的破壞和失穩(wěn)，需要及時修復。垂直裂縫通常是由結構的豎向變形或荷載作用引起的，會影響結構的荷載傳遞和穩(wěn)定性，同樣需要進行補強和修復。膨脹縫是為了容納結構由于溫度變化引起的伸縮而設置的。然而，如果膨脹縫的設計不合理或施工不當，也可能出現(xiàn)膨脹縫的裂縫、變形等問題。

2.2 砌石松動

在公路橋隧工程施工中，砌石松動是一個常見問題。這種情況通常發(fā)生在橋墩、隧道口或者其他需要使用砌石的地方。砌石松動會導致結構不穩(wěn)定，從而危及工程的安全性。砌石松動的原因有很多，比如施工不當、材料質(zhì)量差、環(huán)境變化等，其中最常見的原因是施工不當。一旦砌石松動，就需要采取相應的措施加以解決。一般情況下，如果砌石松動的程度較輕，可以通過重新安裝砌石來解決問題，如果砌石松動的程度較重，就需要重新考慮結構的設計，或者更換材料，以確保工程的安全性。

2.3 砌漿脫落

在公路橋隧工程施工過程中，砌漿脫落是一個常見的問題。砌漿是通過在砌體結構中使用漿料填充砌縫和空隙，來增強結構的強度和穩(wěn)定性。當砌漿的質(zhì)量控制不到位或施工不規(guī)范時，可能導致砌漿與基材之間的附著力不足，從而發(fā)生脫落問題，如漿料配比不正確、漿料黏結劑質(zhì)量差、施工過程中未充分壓實等。如果砌漿材料的滲透性不好，也可能導致水分在結構內(nèi)部積聚并引發(fā)砌漿脫落。這通常與漿料成分和施工工藝有關。因此，必須加強砌漿施工質(zhì)量控制，包括確保漿料配比合理、使用優(yōu)質(zhì)的黏結劑、按照操作規(guī)范進行施工等。

3 灌漿加固技術的分類

灌漿加固技術是一種常用的土木工程修復和加固方法，按照不同的分類標準，可以將其分為不同的類別。

根據(jù)灌漿材料可分為：水泥漿澆筑，使用水泥漿澆筑填充裂縫或破損的結構部位，以增加結構的強度和穩(wěn)定性。樹脂注漿，使用環(huán)氧樹脂、聚氨酯等材料進行注漿，以提高結構的承載能力和耐久性。

根據(jù)灌漿方式可分為：壓力注漿，通過注漿泵施加一定的壓力，將灌漿材料注入預設的孔洞、裂縫中，適用于較細小的裂縫和空洞修復。重力注漿，將灌漿材料放置在受修復部位上方，利用自身重力流動到孔洞、裂縫中，適用于較大空洞的修復。

根據(jù)使用目的可分為：結構加固，通過灌漿加固技術對結構進行加固，提高其穩(wěn)定性和承載能力。滲漏修復，使用灌漿材料封堵水、氣或其他液體的滲漏通道，達到防水、防滲的目的。土層加固，通過灌漿加固技術對土層進行加固，改善其力學性質(zhì)和穩(wěn)定性。

根據(jù)施工方法可分為：點狀灌漿，在受修復部位上鉆孔，通過注漿泵將灌漿材料注入孔洞中，適用于修復較小范圍的局部損傷。布滿灌漿，在整個結構表面布置密集的注漿孔洞，并將灌漿材料均勻注入，適用于大面積的修復和加固。

以上方法并非完全獨立，實際應用中往往會綜合考慮多個因素。

4 公路橋隧工程施工灌漿加固技術的應用

4.1 開展科學的施工準備

為了確保施工的科學性和安全性，需要進行充分的施工準備。在施工前，需要詳細了解工程的設計參數(shù)、材料規(guī)格、施工方案等相關信息。同時，對施工現(xiàn)場的環(huán)境進行評估和勘察，包括土質(zhì)情況、地下水位、施工空間等。根據(jù)工程的具體要求和實際條件，制訂合理的施工方案，包括灌漿材料的選型、灌漿工藝、灌漿設備的選擇與調(diào)試等內(nèi)容，并嚴格遵循相關標準和規(guī)范。應確保所需的施工設備、材料和人員等資源的充足供應，包括灌漿設備、灌漿材料、測量儀器、安全防護設備等。對施工人員進行必要的培訓，使其熟悉施工方案和操作流程，并且具備相關的安全防護知識和技能，確保施工現(xiàn)場的安全，包括設置警示標識、安裝臨時防護設施、建立安全管理制度等。加強對施工人員的安全教育和監(jiān)督，提高其安全意識，建立嚴格的質(zhì)量控制體系，對施工過程進行全程監(jiān)控和檢驗，確保施工質(zhì)量符合設計要求和規(guī)范標準，包括對灌漿材料的檢驗、施工工藝的控制、灌漿強度的監(jiān)測等。

4.2 明確施工標準

為了保證施工的質(zhì)量和安全，明確施工標準是至關重要的。施工單位應遵循國家相關標準和規(guī)范，標準中規(guī)定了灌漿加固工程的基本要求、施工程序和質(zhì)量驗收標準，施工單位必須嚴格按照標準進行施工。施工單位應制訂詳細的施工方案，并根據(jù)實際情況進行合理調(diào)整。施工方案應包括灌漿材料的選用、施工工藝、施工設備的選擇與調(diào)試等內(nèi)容，施工單位還應進行前期試驗，驗證施工方案的可行性和灌漿劑與原結構的相容性[3]。

在施工過程中，施工單位應嚴格控制施工參數(shù)，包括灌漿劑的配比、攪拌時間、注漿壓力和注漿速度等，這些參數(shù)應根據(jù)結構的情況和設計要求進行選擇，確保灌漿劑能充分填充結構裂縫，并達到預期的強度和密實度。施工單位應確保施工場地整潔有序，需建立必要的安全防護措施。對于施工現(xiàn)場的圍護結構，應檢查其完整性和穩(wěn)定性，保證施工過程中不會發(fā)生倒塌或失穩(wěn)的情況。

此外，施工單位還應設置警示標志、安全防護網(wǎng)和臨時支撐等設施，確保施工人員的安全。施工單位應檢驗灌漿材料，包括進行灌漿劑的配合比試驗、延伸性試驗、凝結時間試驗等。

4.3 鉆孔和孔口管安裝施工

在進行鉆孔和孔口管安裝之前，施工單位需要制訂詳細的施工方案，并根據(jù)實際情況進行合理調(diào)整。方案應包括鉆孔位置、孔口管材料規(guī)格、鉆孔機械設備的選擇與調(diào)試等內(nèi)容。鉆孔的目的是在結構體內(nèi)部形成孔洞，以便后續(xù)注漿材料的灌注。施工單位會根據(jù)設計要求，選擇適當?shù)你@孔設備，如鉆孔機、巖石鉆機等。鉆孔的位置和深度通常在設計圖紙中進行標記，施工人員會根據(jù)圖紙標記準確定位。鉆孔過程中，施工人員需嚴格控制鉆孔的直徑和深度，鉆孔直徑應符合設計要求，深度應能夠達到所需的孔洞長度。施工人員需根據(jù)實際地質(zhì)條件和孔洞要求，選擇合適的鉆頭和鉆具進行作業(yè)。

同時，還需注意控制鉆孔過程中的振動和噪聲，以避免對周圍環(huán)境或結構體造成不良影響。鉆孔完成后，進行孔口管的安裝，孔口管的主要作用是保護鉆孔壁面，防止土體塌方和孔洞變形，保證灌漿材料能夠順利注入孔洞內(nèi)部。施工人員需根據(jù)孔洞直徑和設計要求，選擇合適尺寸的孔口管，并按照要求進行預先加工，如切割、焊接等。

在安裝孔口管時，施工人員需要確保其與鉆孔壁面之間的間隙均勻，防止灌漿材料流失或滲漏。為此，需要使用適當?shù)膴A具或支撐物，使孔口管保持水平和穩(wěn)定的狀態(tài)，還需進行密封處理，以防止灌漿材料從孔口管與結構之間的縫隙中泄漏。在鉆孔和孔口管安裝完成后，即可開始灌漿工序，施工人員需根據(jù)設計要求，選擇適當?shù)墓酀{材料，并通過注漿機或手動方式進行注入。注漿過程中，灌漿材料會填充孔洞及孔口管內(nèi)部空隙，并滲透到周圍土體中，從而增強結構的承載能力和抗震性能。在此過程中，施工人員需嚴格控制灌漿材料的配比、注漿壓力和注漿速度等參數(shù)，以確保灌漿效果符合設計要求，在注漿完成后，還需要進行質(zhì)量驗收和強度檢測，以驗證施工質(zhì)量和加固效果。

4.4 科學開展灌漿操作

在進行灌漿操作之前，施工人員需要認真研究設計圖紙和施工方案，了解工程要求和材料參數(shù)。同時，應檢查灌漿設備、工具和材料的完好性，并做好施工現(xiàn)場的準備工作。根據(jù)設計要求和工程環(huán)境，施工人員需選擇適宜的灌漿材料，常見的灌漿材料包括水泥漿、聚氨酯漿料、環(huán)氧樹脂等，選擇時需要考慮材料的黏度、凝固時間、強度等特性，以及對基礎材料的兼容性。施工人員應根據(jù)實際情況設置好灌漿設備的參數(shù)，如注漿壓力、流量、混合比例等。同時，需要對設備進行檢查和試運行，確保其能正常工作和控制精確。

在進行灌漿操作之前，施工人員需要檢查鉆孔和孔洞的情況。對于不規(guī)則或有損傷的孔洞，應進行修補和加固處理，以確保灌漿材料能夠充分填充孔洞和周圍空隙。根據(jù)設計要求，施工人員需將預先調(diào)配好的灌漿材料注入孔洞中。在注漿過程中，應注意控制注漿速度和注漿壓力，使灌漿材料能夠均勻地填充孔洞，并與周圍土體緊密結合。注漿完成后，需進行質(zhì)量驗收，包括對注漿材料的強度、密實度和黏結性進行測試，以評估灌漿質(zhì)量和加固效果，還應檢查灌漿是否存在滲漏和裂縫等問題，并及時采取措施進行修復。

4.5 封堵灌漿口

封堵灌漿口是公路橋隧工程施工中的關鍵步驟之一，它可以確保灌漿材料在施工期間和后續(xù)使用過程中充分發(fā)揮加固效果。在封堵灌漿口前，施工人員需要準備好所需的工具和材料，常用的工具包括清潔刷、密封膠槍、刮板等，材料包括防水膠、硅膠等密封材料。施工人員需要對灌漿口進行清潔，使用清潔刷徹底清除灌漿口周圍的灰塵、雜物和污垢，確保灌漿口表面干凈，以利于后續(xù)的封堵操作。根據(jù)設計要求和工程環(huán)境，選擇合適的密封材料，一般情況下，防水膠和硅膠是常用的封堵材料，它們具有良好的密封性能和耐候性能，能夠有效抵御水、氣和溫度變化的侵蝕。施工人員將選定的密封材料裝入密封膠槍中，利用密封膠槍將材料均勻地擠入灌漿口，確保灌漿口被充分填滿。同時，使用刮板等工具將密封材料平整、整齊地推至灌漿口周圍，使其與基礎材料充分黏結。

封堵完畢后，施工人員需要對封堵灌漿口進行檢查，確認密封材料是否牢固、無空隙、無滲漏現(xiàn)象，并及時修復發(fā)現(xiàn)的問題，這樣可以確保灌漿口完全封閉，防止灌漿材料流失或受到外界因素的影響。完成封堵灌漿口后，施工人員需要對周圍區(qū)域進行清理，確保施工現(xiàn)場的整潔。如果有多個灌漿口需要封堵，則需要逐一進行上述操作，確保每個灌漿口都得到有效的封堵。

封堵灌漿口是灌漿加固技術中至關重要的一步。通過合理選擇密封材料，仔細進行封堵操作，并進行質(zhì)量檢查和修復，可以確保灌漿口的密封效果良好，避免灌漿材料的流失和局部強度的減弱，從而提高加固效果和工程結構的安全可靠性。

5 結語

在公路橋隧工程的施工中，灌漿加固技術是一項非常重要的工藝，它能夠修復裂縫、填充空洞、增加結構強度，從而提高公路橋隧工程的穩(wěn)定性和耐久性，對于保障公路橋隧工程的安全運營至關重要。公路橋隧工程施工灌漿加固技術的應用研究是一個不斷進步和創(chuàng)新的領域。通過持續(xù)的研究，可以進一步提高灌漿加固技術的效果和質(zhì)量，為公路橋隧工程的建設和運營提供更好的保障。