新形勢下公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固工藝探究

摘 要：隨著時(shí)代發(fā)展，我國的公路橋梁隧道等工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量越來越大，由于地質(zhì)條件較差，施工技術(shù)要求很高，常出現(xiàn)質(zhì)量隱患和安全事故，某些公路橋梁隧道工程采取灌漿工藝進(jìn)行施工補(bǔ)償，本文基于工程中的一處地質(zhì)雜質(zhì)變形破碎帶“三個(gè)灌漿一封孔”的工法，對此類公路橋梁隧道工程灌漿法施工補(bǔ)償加固的技術(shù)及補(bǔ)償規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容作出探討。通過灌漿加固施工的準(zhǔn)備、灌漿施工技術(shù)實(shí)施前準(zhǔn)備、灌漿孔、鉆孔加工、沖洗和試壓裂縫的作業(yè)、灌漿施工加固及結(jié)束封孔的管理，希望對該類地質(zhì)情況下的一些類似工程的施工工藝管控有所借鑒作用。

關(guān)鍵詞：新形勢 公路橋梁隧道工程 灌漿法加固工藝 質(zhì)量控制

為了確保公路橋梁和隧道工程的穩(wěn)定，防止由于施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題，對整個(gè)工程造成不利的影響，必須加強(qiáng)注漿加固技術(shù)的應(yīng)用，以保證整個(gè)工程的穩(wěn)定和安全。為了提高公路橋梁與隧道工程的質(zhì)量，路橋隧道建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，選用最合理的注漿方式和配套的方法。

1 工程概況

某公路橋隧總長1.35km，為單洞雙向兩車道。地質(zhì)勘查顯示，隧道巖層穩(wěn)定性差，主要為微風(fēng)化凝灰?guī)r和花崗巖，地下水為基巖裂隙水。隧道單向縱坡，坡率-2.5%。為避免圍巖失穩(wěn)引發(fā)安全問題，經(jīng)研討決定采用灌漿法加固隧道圍巖結(jié)構(gòu)。

2 公路橋梁隧道工程現(xiàn)存問題

在公路橋隧工程中，存在許多影響工程質(zhì)量和安全的問題，直接影響人民生命財(cái)產(chǎn)安全。地質(zhì)條件的復(fù)雜性和可變性是主要挑戰(zhàn)，不同地區(qū)的地質(zhì)存在顯著差異。斷層、裂縫、軟弱夾層等不良地質(zhì)現(xiàn)象往往增加施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，深入了解地質(zhì)條件，做出正確判斷，采取加固措施非常重要。在隧道開挖過程中，危險(xiǎn)巖石容易因擾動(dòng)而發(fā)生應(yīng)力集中和變形，特別是在軟弱地層或斷層破碎帶。為了有效控制危巖的變形，應(yīng)采取鋼支架、錨桿、噴射混凝土等合理的支護(hù)措施，提高危巖的承載力。此外，地下水滲漏和水泥突然流入的危險(xiǎn)也不容忽視。地下水不僅影響施工進(jìn)度，而且嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此，有必要在隧道施工前對地下水進(jìn)行詳細(xì)的檢測和預(yù)測，并采取相應(yīng)的防水和排水措施，以確保施工過程中的安全。

3 公路橋梁隧道工程灌漿法加固工藝要點(diǎn)

3.1 灌漿施工準(zhǔn)備

充分的施工準(zhǔn)備是保證灌漿加固施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。本工程的施工準(zhǔn)備工作主要包括以下幾個(gè)方面。（1）人員準(zhǔn)備：根據(jù)施工技術(shù)方案，對施工人員進(jìn)行全面技術(shù)和安全簡報(bào)。通過培訓(xùn)和培訓(xùn)，確保所有施工人員精通灌漿技術(shù)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，增強(qiáng)他們的安全意識和操作技能。同時(shí)，要建立有效的溝通機(jī)制，確保施工過程中的信息暢通。（2）材料準(zhǔn)備：在注漿施工中，水泥漿主要用作注漿材料，其組成材料包括水泥、粉煤灰、水等。施工前要對材料進(jìn)行嚴(yán)格的性能測試，確保符合設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量。嚴(yán)格控制水泥強(qiáng)度、粉煤灰與水泥的比例、攪拌后的放置時(shí)間等材料的技術(shù)參數(shù)，確保灌漿材料性能穩(wěn)定可靠。嚴(yán)格控制表1中顯示的材料的技術(shù)參數(shù)。對于質(zhì)量不良的建筑原材料，嚴(yán)禁現(xiàn)場使用。（3）機(jī)械準(zhǔn)備：施工前由專家對施工機(jī)械進(jìn)行全面檢查，確保運(yùn)行性能良好。重點(diǎn)檢查砂漿攪拌機(jī)、灌裝機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并排除故障。同時(shí)，準(zhǔn)備備用設(shè)備和易損件，應(yīng)對施工過程中可能出現(xiàn)的任何意外情況。

3.2 確定灌漿施工技術(shù)參數(shù)

根據(jù)公路隧道的地質(zhì)條件和施工要求，合理確定灌漿施工技術(shù)參數(shù)是確保灌漿法加固效果的關(guān)鍵。具體參數(shù)確定如下：（1）管道直徑和壁厚：考慮到隧道地質(zhì)條件較差，應(yīng)合理控制管道直徑和壁厚。管道直徑應(yīng)小于48mm，管壁厚度應(yīng)小于35mm。確保灌漿管在施工過程中具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。（2）灌漿方法：先常壓，然后加壓進(jìn)行兩次灌漿施工，一次灌漿檢查合格后，組織二次灌漿，確保灌漿效果符合設(shè)計(jì)要求。（3）灌漿材料：灌漿水泥為普通硅酸鹽水泥。為了防止紙漿早期硬化，必須添加一定量的抗裂劑和膨脹劑。二次灌漿施工時(shí)，灌漿壓力應(yīng)控制在0.4MPa以下。（4）具體的灌溉施工技術(shù)參數(shù)見表2。

3.3 灌漿孔鉆孔施工

鉆孔灌漿是灌漿加固工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保鉆孔的質(zhì)量，確保鉆孔的安全，應(yīng)采取如下。（1）對鉆孔進(jìn)行徹底的檢測，避免出現(xiàn)病害。（2）根據(jù)工地的實(shí)際條件，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)鉆孔角度和孔位，保證鉆孔垂直度在1%以內(nèi)，如果出現(xiàn)偏差，應(yīng)及時(shí)修正。（3）確定的鉆孔方位，應(yīng)確保鉆孔穿越更多層。（4）嚴(yán)格控制鉆孔規(guī)程，灌漿孔支座與設(shè)計(jì)坐標(biāo)偏差不超過10cm；兩孔間的最大距離不能超過孔長的一半；鉆孔傾斜度在5度以內(nèi)，所采用的鉆孔參數(shù)見表3。（5）在進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，要停止鉆孔，應(yīng)將鉆孔完畢的鉆孔全部封死，并保護(hù)好鉆孔，以免碎石掉入鉆孔內(nèi)。（6）在灌漿前，對鉆孔進(jìn)行清洗，使鉆孔底高程不超過20 cm。

3.4 沖洗裂隙并做壓水試驗(yàn)

為了保證鉆孔及灌漿前檢測鉆孔的質(zhì)量與安全，需要對鉆孔進(jìn)行沖縫及水壓試驗(yàn)。（1）根據(jù)地質(zhì)條件、通道條件及施工需要，選用適當(dāng)?shù)臎_蝕方式。本文擬采用高壓風(fēng)-水組合沖刷法，即用高壓水槍對孔內(nèi)進(jìn)行高壓水、風(fēng)的沖刷，去除孔內(nèi)的雜物。（2）鉆洗工藝：先將水開入井內(nèi)，待水升至某一水平時(shí)，再開啟氣管注入壓縮空氣。完成以上的工作后，就可以進(jìn)行10分鐘的沖水作業(yè)。清洗井眼，把里面的雜質(zhì)沖洗掉。（3）清潔完成的判斷：根據(jù)返回水的澄清程度，判斷是否完成了清潔。確保鉆孔清潔無雜物，做好灌漿工作。（4） 用于沖洗井眼的壓力不應(yīng)大于一半，且不得大于1兆帕。防止對鉆孔和灌漿管線造成破壞。（5）水力學(xué)試驗(yàn)：采用水力學(xué)試驗(yàn)方法對巖體的滲透性進(jìn)行測試。在五點(diǎn)水壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇了5%的空腔。使用由下而上的分段來進(jìn)行測試。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定了5種壓力等級，分別為0.3，0.6，1.0，0.6，0.3MPa。在血壓穩(wěn)定后，每3分鐘測量一次數(shù)據(jù)。最后四次記錄的最大偏差與最小偏差均在10%以內(nèi)，則停止升壓。確保測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3.5 灌漿施工

根據(jù)地質(zhì)條件、小裂縫點(diǎn)位對裂縫進(jìn)行沖擊灌漿，對有薄壁大裂縫且疏松不密實(shí)的位置，灌漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。肌理修整時(shí)應(yīng)沿著纏繞方向進(jìn)行，進(jìn)行灌孔時(shí)應(yīng)由高往低強(qiáng)灌，以免灌孔漏漿，有些情況下如地下水位動(dòng)水時(shí)應(yīng)由地下水位高點(diǎn)位開始灌注。地表加固和灌漿應(yīng)從外向內(nèi)按順時(shí)針進(jìn)行，以保證灌漿材料均勻入洞坑，保持灌漿牢固和永久性，按實(shí)際情況確定灌孔長度，一般不得大于10m，可結(jié)合灌孔方向與規(guī)律等適當(dāng)伸長或加孔。

注漿施工中，灌漿壓力和灌漿比例的調(diào)整也是值得注意的問題。本文提出在灌漿過程中施加0.3-0.5 MPa的灌漿壓力，根據(jù)灌漿量和地層情況分級調(diào)整灌漿壓力，避免出現(xiàn)過度擾動(dòng)和位移，同時(shí)通過對升壓速度的控制來確保灌漿過程的穩(wěn)定性和安全性。在灌漿壓力不變、注入水流量持續(xù)減小，或者在提升過程中漿液的體積變化不大的情況下，不需要調(diào)整水灰比。但當(dāng)注水量超過300 L或注漿時(shí)間超過30 min時(shí)，應(yīng)按孔隙填充需要對注漿體做相應(yīng)的調(diào)節(jié)。為了使其具有良好的適應(yīng)性和流動(dòng)性，可在較短時(shí)間內(nèi)提高漿液的濃度。為了保證灌漿質(zhì)量和灌漿效果，對灌漿過程進(jìn)行了必要的調(diào)整。

3.6 灌漿結(jié)束及封孔

灌漿終止時(shí)刻的確定是灌漿施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通常認(rèn)為，只有灌漿完畢，灌漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可作為終止灌漿的前提條件。此外，在灌漿末期，當(dāng)漿液流速低于1 L/min時(shí)，為確保漿液質(zhì)量，通常30 min后停止灌注。本文提出采用全孔封堵技術(shù)，在灌漿結(jié)束后，將漿液與漿體的水灰比控制為0.5∶1，高效置換孔內(nèi)殘余漿液。對孔口處用相同比例的泥漿封孔。在施工中，要確保灌漿的致密度，確保灌漿密實(shí)。在灌漿施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制灌漿質(zhì)量，以保證灌漿的質(zhì)量。

4 公路橋梁隧道工程灌漿法加固施工質(zhì)量管控措施

4.1 施工前的質(zhì)量控制

在灌漿加固施工中，要加強(qiáng)對灌漿加固工作的引導(dǎo)，對灌漿加固工程開展地質(zhì)調(diào)查和評估，制定和審核施工方案，強(qiáng)化對施工人員的培訓(xùn)和教育，為灌漿加固施工提供必要的材料保證。通過對工程地質(zhì)調(diào)查，為灌漿施工提供了準(zhǔn)確的地質(zhì)依據(jù)；所以，必須加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)和教育，增強(qiáng)他們的專業(yè)技能和安全意識，才能確保建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量和安全。同時(shí)，要根據(jù)工程進(jìn)度提前準(zhǔn)備好所需的灌漿材料和設(shè)備，確保所用材料的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，并確保機(jī)器設(shè)備的正常工作。

4.2 施工中的質(zhì)量控制

為保證灌漿加固工程的質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制施工過程中的質(zhì)量。在鉆孔、灌漿材料、灌漿施工和安全管理上，必須嚴(yán)格把關(guān)。鉆孔質(zhì)量直接關(guān)系到灌漿的效果，所以在施工過程中要嚴(yán)格控制施工過程中的各項(xiàng)參數(shù)。灌漿材料的質(zhì)量對灌漿材料的要求也很高，對配料、攪拌時(shí)間、澆注時(shí)間等都要嚴(yán)格加以控制。灌漿作為灌漿補(bǔ)強(qiáng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在灌漿過程中要嚴(yán)格控制灌漿過程，同時(shí)要注意灌漿壓力和注漿量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。根據(jù)分析結(jié)果，提出了一系列安全防范措施，確保了該項(xiàng)目的安全運(yùn)行。

4.3 施工后的質(zhì)量控制

施工后的質(zhì)量控制也十分關(guān)鍵，其開孔后與灌漿后，灌漿質(zhì)量、充填灌漿材料質(zhì)量、施工鋼筋的等級、充填灌漿施工時(shí)的細(xì)節(jié)等。灌漿試驗(yàn)室及工地人員對灌漿強(qiáng)度、密實(shí)度、滲水性等進(jìn)行檢測，這在生活中都能自行完成。嚴(yán)格控制師傅進(jìn)行施工，對其施工進(jìn)行檢查抽查，保證長久的有效性。并建立和保存完整的工作文件。將作為灌漿復(fù)工的根據(jù)資料。其灌漿圖片、記錄形式，可依據(jù)此圖、清晰地記錄下每單投入執(zhí)行的打孔鋼筋。其質(zhì)量檢查表上需好好寫清清楚楚的。這都是以后建筑復(fù)工的依據(jù)。

4.4 持續(xù)改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新

隨著工程實(shí)際的不斷積累，灌漿將有更多的發(fā)展與更新，各建設(shè)單位和科研單位要不斷開展技術(shù)攻關(guān)，從灌漿材料、灌漿技術(shù)等方面進(jìn)行研究以提高灌漿質(zhì)量，提高灌漿效率，定期開展灌漿支護(hù)工程總結(jié)與交流，促進(jìn)灌漿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，提高灌漿支護(hù)技術(shù)水平，同時(shí)要對灌漿注漿人員的雙基培訓(xùn)加強(qiáng)，讓每個(gè)注漿施工人員都過硬的擁有基本素質(zhì)，從源頭上提高施工人員水平，為灌漿提供堅(jiān)強(qiáng)人員保證。通過對灌漿施工的研究，不斷提高我國灌漿施工質(zhì)量和施工效率，可以推進(jìn)我國公路橋梁隧道建設(shè)事業(yè)的更快發(fā)展。

5 結(jié)語

隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，公路橋梁及隧道工程建設(shè)項(xiàng)目也隨之增多，然而因地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，對其質(zhì)量及安全要求極高。施工前要做好地質(zhì)勘察，編制施工方案，審批手續(xù)辦理，施工人員培訓(xùn)工作，準(zhǔn)備及購買材料。施工階段中對鉆探質(zhì)量、注漿材料、注漿施工安全嚴(yán)把關(guān)。施工結(jié)束做好鉆探質(zhì)量的檢測，做好施工記錄及文件管理。

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