公路隧道工程灌漿加固技術(shù)

鄧龍

（江西省公路工程監(jiān)理有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

在公路隧道加固施工中，常見的施工方式包括預(yù)應(yīng)力加固、復(fù)合材料加固和灌漿材料加固等，這些施工方式的適用情況不同，且具有不同的特點和優(yōu)勢。灌漿加固施工技術(shù)成本低、施工簡單、加工效果好，應(yīng)用范圍比較廣泛，因此目前廣泛應(yīng)用于公路隧道項目的加固施工中。灌漿加固施工可以有效提高隧道結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，保證公路隧道項目的正常使用。因此，加強對灌漿加固技術(shù)的研究，對提高公路隧道加固效果，以確保公路隧道的安全性和穩(wěn)定性有重要意義。

1 隧道工程病害問題分析

公路隧道工程的任一施工環(huán)節(jié)都對工程整體質(zhì)量、道路系統(tǒng)通行效果有一定的影響。因此，為保證公路隧道工程的施工質(zhì)量，在施工過程中需要明確公路隧道工程的常見病害問題，并結(jié)合工程的具體情況，選擇最佳的加固施工技術(shù)，以提升隧道工程質(zhì)量水平。

當(dāng)前，公路隧道工程中主要存在以下病害問題：第一，裂縫。在隧道工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)是主要組成部分，裂縫問題的發(fā)生概率較高。例如，溫度波動造成的收縮裂縫，其中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫問題發(fā)生率較高；地基沉降不均勻造成的裂縫；混凝土材料配比設(shè)置不當(dāng)或者質(zhì)量控制不嚴(yán)格（如骨料質(zhì)量不合格）引發(fā)的裂縫問題。裂縫病害會給公路隧道項目造成很大的危害，因此必須采取針對性措施加以處理。第二，砌石松動?；炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題之后，會引發(fā)結(jié)構(gòu)松動問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載性能不合格，甚至可能導(dǎo)致坍塌事故。第三，砌漿脫落。砌漿是公路隧道工程中的重要施工環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量關(guān)系到整個工程的施工效果。如果砌漿脫落，會造成路面的穩(wěn)定性下降，可能引發(fā)安全事故。

2 灌漿加固技術(shù)的優(yōu)勢

與其他加固技術(shù)相比，灌漿加固技術(shù)有明顯的優(yōu)勢。在公路隧道工程加固施工中合理應(yīng)用灌漿加固施工技術(shù)，可以實現(xiàn)更好的加固效果。

灌漿加固技術(shù)有如下優(yōu)勢：第一，可降低路基沉降量。路基不均勻沉降會給隧道造成嚴(yán)重的危害，而采用灌漿加固技術(shù)可以提升路基結(jié)構(gòu)的整體性能，降低沉降危害，保證結(jié)構(gòu)運行的安全性。灌漿加固技術(shù)可以實現(xiàn)對縫隙的填充，避免裂縫問題擴大，同時能防止?jié)B漏造成的結(jié)構(gòu)損壞。第二，加固效果好。灌漿加固技術(shù)可以提升公路隧道結(jié)構(gòu)的整體強度、承載性能，可避免裂縫引發(fā)的結(jié)構(gòu)損壞問題[1]。

3 技術(shù)應(yīng)用流程分析

第一，施工準(zhǔn)備。正式施工之前，需要對整個公路隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢查，確定是否符合施工要求，如果實際情況無法滿足施工需要，應(yīng)該及時對施工方案進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，并和相關(guān)參與方進(jìn)行協(xié)商溝通。

第二，測量放樣。在隧道加固施工中，灌漿加固是一種常見的施工方式。為確保施工質(zhì)量，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行準(zhǔn)確的測量放樣，以保證樁位設(shè)置合理，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如保證相鄰孔位的間隔距離為1.5m，為后續(xù)施工提供有力保障。

第三，鉆孔。進(jìn)行鉆孔工作之前，應(yīng)選擇合適的鉆機型號，確保符合現(xiàn)場施工需要。鉆機進(jìn)入現(xiàn)場后，應(yīng)對其進(jìn)行全面的性能檢測，防止其在施工過程中出現(xiàn)性能不足等問題，如果發(fā)現(xiàn)鉆機性能不合現(xiàn)場施工需要，應(yīng)及時進(jìn)行相應(yīng)的維修和養(yǎng)護(hù)處理，防止影響鉆進(jìn)施工進(jìn)度。通過檢查確定鉆機的性能符合工程要求，才能將之移動到鉆孔作業(yè)位置，并布置鉆孔作業(yè)平臺，同時需確保鉆機安裝精度合格，避免在施工中出現(xiàn)松動情況。安裝工作結(jié)束后，開始進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案和工藝標(biāo)準(zhǔn)，確保鉆孔深度、角度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。鉆孔施工現(xiàn)場如圖1 所示。

圖1 鉆孔施工現(xiàn)場

此外，需做好現(xiàn)場施工記錄工作，記錄內(nèi)容包含孔位編號、鉆進(jìn)過程中的鉆頭消耗情況等。在鉆孔階段還要對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的監(jiān)督，如檢查設(shè)備是否存在異響等情況，如果出現(xiàn)問題，應(yīng)立即停止鉆孔作業(yè)，并調(diào)整施工方案。例如，在鉆孔過程中，如果出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，應(yīng)使用空壓機、鋼管等進(jìn)行處理，清理作業(yè)合格之后，再次進(jìn)行鉆孔作業(yè)[2]。

第四，放置注漿管。根據(jù)現(xiàn)場施工要求，明確鉆孔直徑，選擇合適的注漿管進(jìn)行現(xiàn)場施工作業(yè)。為了避免在施工環(huán)節(jié)發(fā)生漏漿問題，實施注漿工作前要在周邊粘貼密封膠布，達(dá)到密封性要求，才能繼續(xù)開展后續(xù)施工作業(yè)，將注漿管插入孔內(nèi)，并做好封堵處理。

第五，注漿。完成上述工序后，需要進(jìn)行注漿施工。其中，漿液材料的性能最為關(guān)鍵，必須保證其性能符合要求。在公路隧道灌漿加固施工中，主要采用42.5 強度的水泥材料，加入一定量的添加劑和水，按照規(guī)定配比進(jìn)行攪拌制作。為了提高制備效率，應(yīng)使用高效攪拌機，并根據(jù)實際情況合理調(diào)整攪拌時間。通常攪拌時間為30s。同時，應(yīng)加強對水的溫度控制，通常應(yīng)控制在30℃以內(nèi)，攪拌過程還要避免太陽直射，否則會導(dǎo)致漿液凝固，無法完成灌漿施工作業(yè)。此外，需根據(jù)實際施工用量，合理確定漿液制備量，以免漿液制備過多，存放時間過長，發(fā)生凝固情況，影響施工質(zhì)量。

在第一次注漿施工環(huán)節(jié)，水灰比設(shè)定為0.5，注漿過程中采取長壓的方式繼續(xù)鉆孔作業(yè)，待孔口有泥漿流出，且濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能停止注漿。第二次注漿施工通常在第一次注漿完成后的10～14 小時內(nèi)進(jìn)行，水灰比調(diào)整為0.6，并從加強壓力、時間等方面的控制。在現(xiàn)場注漿施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝方案的要求，做好質(zhì)量管控工作，確保注漿階段不再出現(xiàn)冒泡等問題。注漿工作結(jié)束后，需要對鉆孔內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)行全面清理，并使用水泥進(jìn)行封閉，達(dá)到密實度要求。封堵結(jié)束后，應(yīng)觀察孔內(nèi)情況，如果漿液不再下沉，則判定為注漿合格。漿液達(dá)到凝固狀態(tài)后，應(yīng)全面檢查注漿施工質(zhì)量，承載性能超過300kPa，說明灌漿施工質(zhì)量合格，滿足工程的使用需要[3]。

4 灌漿加固技術(shù)應(yīng)用注意要點

在公路隧道工程項目中，為了提高灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用效果，需要在前期準(zhǔn)備工作中做好材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的分析，明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并在施工過程中加強對施工過程的控制。

4.1 做好前期準(zhǔn)備工作

在灌漿加固施工中，需要做好以下準(zhǔn)備工作：第一，通過現(xiàn)場勘察，收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)實際情況調(diào)整灌漿加固施工的相關(guān)參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)、水文等因素，合理選擇灌漿加固技術(shù)，如在土層結(jié)構(gòu)硬度較高的情況下，可以使用劈裂灌漿方式完成加固處理，對于砂土地基，則可采用滲透灌漿的方式進(jìn)行加固處理[4-5]。第二，選擇合適的設(shè)備和材料，并落實各項性能檢測工作，確保設(shè)備和材料的每項性能都符合標(biāo)準(zhǔn)。第三，組建高水平施工團隊，對施工人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)及安全生產(chǎn)培訓(xùn)，以更好地滿足施工要求，保證施工質(zhì)量。

4.2 明確技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

為了有效發(fā)揮灌漿加固施工技術(shù)的應(yīng)用效果，解決公路隧道結(jié)構(gòu)的裂縫、松動、脫落等病害問題，確保公路隧道項目施工質(zhì)量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，必須明確灌漿加固施工技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格落實施工質(zhì)量管控。主要需要做好以下幾個方面的工作：

第一，加強灌漿壓力控制。在注漿施工環(huán)節(jié)，應(yīng)確定合適的灌漿施工壓力，以確保灌漿施工順利進(jìn)行、工程質(zhì)量達(dá)到要求。確定灌漿壓力時，需要分析現(xiàn)場地質(zhì)條件、施工環(huán)境等因素，確保各方面參數(shù)準(zhǔn)確。明確灌漿施工壓力后進(jìn)行現(xiàn)場試驗檢測，并落實各項檢測控制措施[6]。

第二，確定注漿量。確定隧道注漿量需要考慮多個因素。需要進(jìn)行地質(zhì)勘察，以了解地層情況和隧道結(jié)構(gòu)要求；根據(jù)設(shè)計要求和地質(zhì)條件，確定注漿量。

第三，檢測路基承載力性能。可以選擇單樁載荷試驗或復(fù)合地基載荷試驗方法開展檢測工作。采用單樁載荷試驗時，通過在單個樁身施加荷載，檢測其承載力性能，可以評估樁基的承載能力和穩(wěn)定性。采用復(fù)合地基載荷試驗，則是通過在地基上施加荷載，觀測地表下沉情況，評估整個地基的承載能力。進(jìn)行承載力性能檢測時，需要控制檢測點的數(shù)量和位置，一般來說，檢測數(shù)量控制在成樁數(shù)量的0.5%～1%之間，且至少應(yīng)設(shè)置三個試驗點，以全面了解路基的承載能力分布情況，確保檢測結(jié)果具有代表性[7]。

第四，擴散半徑的控制。隧道擴散半徑的控制，需要從以下幾個方面入手：其一，選擇爆破參數(shù)設(shè)計、控制爆破振動和沖擊力的傳播方式，有效控制隧道擴散半徑。同時，采用預(yù)裂爆破、分段爆破等方式，有效縮小爆破影響范圍，降低擴散半徑。其二，在施工過程中，合理設(shè)置振動監(jiān)測點的數(shù)量和位置，監(jiān)測爆破振動的傳播情況，通過及時收集和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，評估隧道擴散半徑的情況，并及時采取必要的控制措施。此外，可在隧道周圍布置緩沖帶，采用擋土墻、設(shè)置防護(hù)屏障等，以降低擴散半徑對周邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)物的影響[8]。

4.3 做好應(yīng)急處理

第一，灌漿中斷處理。施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)灌漿中斷的情況，會影響灌漿加固施工效果，因此在灌漿施工前需要采取科學(xué)合理的處理措施，避免此情況。如果因意外情況出現(xiàn)了灌漿施工中斷，應(yīng)盡量在30min 內(nèi)恢復(fù)灌漿施工，確保灌漿設(shè)備和材料的正常供應(yīng)。這便要求操作人員熟悉操作流程，能夠迅速重啟設(shè)備，重新開始注漿工作，保證施工的連續(xù)性。如果中斷時間較長，則需要進(jìn)行鉆孔清掃處理，以確保再次灌漿施工順利進(jìn)行。進(jìn)行鉆孔清掃處理時，應(yīng)檢查注漿孔口是否有結(jié)塊或堵塞物，如有需要使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邔⑵淝宄?。之后對鉆孔進(jìn)行沖洗，以保證管道清潔、通暢。

第二，漏漿處理。在公路隧道工程的灌漿加固施工中，漏漿問題是經(jīng)常出現(xiàn)的問題。若出現(xiàn)漏漿問題，需要及時分析原因，查看是否是壓力過大、施工管控不到位、灌漿材料質(zhì)量不佳引起的，同時應(yīng)仔細(xì)檢查施工設(shè)備、灌漿材料等。首先，如果漏漿是壓力過大引起的，可以采取降低壓力的方式來處理。調(diào)整灌漿設(shè)備的操作參數(shù)，減小注漿壓力，使其在可控范圍內(nèi)進(jìn)行灌漿，以防止漏漿情況再次發(fā)生。此外，需要檢查灌漿管道和接頭，確保其密封性良好，防止漏漿。其次，如果漏漿是現(xiàn)場施工管控不到位導(dǎo)致的，需要調(diào)整管理措施和改進(jìn)施工方案。還要加強對施工人員的培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)，提高他們對施工過程的認(rèn)識和操作技能，以保證灌漿作業(yè)質(zhì)量。同時，加強對施工現(xiàn)場的監(jiān)督和檢查，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問題，避免漏漿情況。最后，在施工過程中，各專業(yè)之間應(yīng)保持密切的溝通和協(xié)調(diào)，及時解決可能影響灌漿質(zhì)量的問題。同時，對施工過程進(jìn)行全面監(jiān)測和記錄，以便對施工質(zhì)量進(jìn)行實時評估和分析，確保灌漿加固效果符合設(shè)計要求[9-10]。

第三，混凝土襯砌裂隙變形處理。在現(xiàn)場灌漿過程中，控制速度和壓力非常重要，若是灌漿速度和壓力超過允許范圍，可能導(dǎo)致混凝土襯砌出現(xiàn)裂縫、變形，會嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和安全性。因此，必須采取措施避免這種情況，或在出現(xiàn)上述情況時能夠迅速應(yīng)對。

如果灌漿過程中速度和壓力超過了允許范圍，首先，要立即停止灌漿作業(yè)，以防止混凝土襯砌進(jìn)一步變形和損壞。其次，對變形位置進(jìn)行全面檢查，評估變形程度和對結(jié)構(gòu)的影響。最后，根據(jù)變形程度和結(jié)構(gòu)安全性評估結(jié)果，采取重新補充混凝土修復(fù)裂縫或其他加固措施，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。處理完成后，在后續(xù)施工中，必須加強監(jiān)督管控，以避免再次發(fā)生此類情況。

5 結(jié)語

綜上所述，灌漿加固技術(shù)可以有效修復(fù)公路隧道結(jié)構(gòu)損壞問題，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載性能。因此，在灌漿法加固施工過程中，需要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，合理設(shè)置各項技術(shù)參數(shù)，保證漿液的配合比、注漿壓力、注漿速度、擴散半徑等參數(shù)都符合工程要求，以預(yù)防漏漿、中斷等問題，提高灌漿加固施工效果，滿足當(dāng)前公路隧道項目的使用需求，提高工程總體水平。