公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用杨劲松

公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用杨劲松

杨劲松

贵州路桥集团有限公司贵州省贵阳市550003

摘要：公路桥梁隧道工程施工极易受到各类主客观因素的影响，如气候环境、地质结构条件及地下水文情况等。在实际施工过程中，一旦出现技术操作失误或施工控制不到位，就会导致整体工程质量不达标，严重情况下，极有可能诱发交通安全事故。基于此，在公路桥梁隧道工程施工中，高效应用灌浆加固技术具有实际意义。

关键词：公路桥梁；隧道工程；灌浆法加固技术；应用

一、灌浆法加固技术基本概述

关于灌浆法加固技术，实质为通过钻孔，或取管桩斜向或直向设置于墩台中心，借助压力作用将加固剂从孔眼或管孔灌入到土层中。其中加固剂的作用在于对松散的土处理，使其在强度与防渗透性能上增强，这样便可达到强化地基承载力、加固地基的作用。从灌浆法加固技术类型看，主要以高压喷射灌浆加固、静压灌浆加固两种方法，如图1，为高压喷射注浆系统。其中前一种加固技术措施，又可分为旋转喷射灌浆加固法、定向喷射灌浆加固法，而后一种有填充灌浆加固法、裂缝灌浆加固法以及挤压灌浆加固法等。从灌浆法加固技术应用优势看，表现在多方面，如灌浆加固中，所采用的加固剂有较强的黏性，经过加固处理，有助于地基平整度的保持。且灌浆加固法应用下，适用范围较广，对于隧道、桥梁以及公路等项目中，均有较强的适应力。

二、灌浆法加固技术在公路桥梁与隧道施工中的应用原则

1、针对性原则

灌浆法加固技术应用下，首先需以针对性原则为指导，其原因在于桥梁、公路、隧道在地理位置上有一定的差异，所以在加固处理中也有不同的侧重点。以土层较厚的道路工程施工为例，引入灌浆法加固技术，要求配合灌浆柱，满足地基加固要求，使深层土壤粘结性增强。再如岩层结构，引入灌浆法加固技术，需做好岩层裂缝处理工作，确保灌浆粘结下使整个区域稳定性加强。如图2，为卵砾石层防渗帷幕灌浆技术应用。因此，灌浆法加固技术应用下，需有针对性的选择不同地质基础情况，保证技术应用下发挥其最大优势。

2、统一性原则

灌浆加固技术应用下，需遵循统一性原则。这种统一性原则主要表现在灌浆加固处理中，需综合考虑各方面因素，如技术适应性，技术应用下带来的影响等。灌浆加固技术应用中，应将其他如人为因素、地形因素以及环境因素等考虑其中，确保技术适应性。

三、灌浆法加固施工工艺

在高速公路桥隧工程中，主要按以下流程进行灌浆法加固：施工准备→定位孔→钻机与注浆设备就位→钻孔→压水试验→插管、封填和提升套管→安装注浆管→注浆→提管和回填。

1、施工准备

假如施工前的准备工作充分，那么工程施工将得到事半功倍的效果。鉴于此，笔者提出以下建议：首先，组建一支专业的施工队伍，并实验确定搅拌车、电机设备的工作状态;其次，先确定裂缝或断裂的位置，再分析裂缝或断裂的成因，然后选择灌浆材料，最后制定灌浆方案;第三，组织从正规的渠道采购原材料，并试验检查浆材的技术指标，即通过开展灌浆试验，确定灌浆的孔距、扩散半径;最后，组织设计科学、合理的施工方案和施工组织方案，并保证执行到位。

2、钻孔

在案例工程的钻孔施工中，钻头的截面直径是85-90mm，即：先用红漆标定孔位，再进行钻机角度调整，使钻头与地面对准，然后按“加压轻、速度慢”的原则直接钻进，以保证孔位的方向、角度与设计要求相符。钻孔期间，如果遇到粉性土层，则先在钻孔中置入导管，并按要求保护孔壁，而后再继续用捞砂筒钻孔到黏性土层，同时记录好钻孔数据及向有关部分反映。

3、安装孔口管

在安装孔口管时，先按要求钻引导孔，再在其中按外露20-30cm的要求置入φ50的孔口管，并用麻丝填塞孔口与管壁的间隙，然后将浆液注入孔中。安装期间，要求控制好孔口管的角度，并安装牢固。通常来讲，无水地段与涌水地段的施工方案存在差异，即：在无水地段，填入干硬性早强砂浆;在涌水地段，用水泥固结混合料和增强型防水剂定位、固定孔口管，具体做法是：先均匀搅拌固管混合料，再分别装进若干个塑料袋中，然后塞进出水孔中，以使固管混合物在遇水成浆后固定孔口管。另外，为了防止灌浆管在灌浆中浆液外溢，要求在灌浆管的外侧裹上软橡皮材料。

4、压水试验

在连接好灌浆管后，按要求开展压水试验。压水试验的目的是为了检查灌浆管是否密封严实、冲洗岩石裂隙，从而使浆液的通路更宽阔和实现密实填充。

5、搅拌浆液

在搅拌浆液一环，先按比例将水、水泥和煤灰倒入搅拌桶中，再用搅拌机均匀搅拌制成均匀的浆液。对于制备好的浆液，要求在规定的时间内用完，切忌放置太久，以免影响浆液的使用性能。

6、灌浆施工

在路桥隧道工程灌浆施工中，按照从上到下的顺序缓慢将浆液从灌浆口倒入钻孔中，并在浆液饱和后填满灌浆口。之后，等待30min以上，以保证浆液完全凝固。另外，为了防止钻孔串浆，通常要求分批灌浆，并按“先疏后密”的原则钻一孔、灌一孔。鉴于浆液灌注表现出“向下扩散难、向上扩散易”的规律，则要求先灌注隧道顶处布设的灌浆孔，再灌注隧道侧边的灌浆孔，最后再灌注底板孔。关于灌浆的速度，试验确定为30-80L/min。

7、封堵灌浆口

当灌浆压力升至设计终压标准后，至少再灌浆10min，并当进浆量<20L/min时，结束灌浆作业，而后马上封堵灌浆口，并在封孔一天后进行密切观察。为了保证路桥隧道工程灌浆法加固施工质量，笔者提出如下建议：首先，根据浆液的固结面，检查钻孔中是否存在灌浆空白区;其次，通过查阅灌浆量、灌浆压力等施工记录，综合判断灌浆效果;最后，先按灌浆孔数的5%取孔，再开展压水试验，期间要求对地质条件差、严重冒浆和耗灰量多的孔进行重点检查。倘若实际吸水率持续30min都比最小吸水率规定值小，则判定其与设计要求相符;反之，按要求进行补压。

四、应用灌浆加固处理技术的核心工序

通常情况下，在公路桥梁隧道加固施工过程中，多以灌浆加固技术为主，但在实际加固处理过程中，一旦某个环节出现问题，会引发一系列连锁反应，进而阻碍加固施工的运转。为此，在施工正式启动前，要积极落实前期准备阶段工作，严格把控灌浆作业的核心工序。

1、积极落实施工前期准备工作

在采用灌浆加固处理技术时，首要前提是按照一定比例配置浆液。浆液主要是由水泥、黏性土、砂土及高分子化合剂等组成。其中，水泥灰也是浆液的重要组成成分，其具有可塑性强、成本低廉等优势特征。然后再选择灌筑作业段。在实际施工过程中，需根据各地段的沉降等级选择灌浆作业区间，针对裂缝数量多且宽度较大的地段，应适当增加浆液量。接下来选择人员配置完善、专业技术水平高、综合素质过硬的技术团队开展作业。在灌注施工前期准备阶段，应使用搅拌车或电机设备等预先测量施工半径，然后根据裂缝的深度确定灌注量，确保加固处理达到预期效果。

2、结合工程概况，设定施工标准

在公路桥梁隧道工程灌浆施工时，需根据施工质量控制标准与工程规划设定施工标准。通常，工程并不会对桥梁基础结构的加固设定明确的要求，但工程管理人员不应完全忽视此环节，需结合工程基本概况进行必要的分析，以便制定完善的质量控制方案。

（1）在公路桥梁隧道工程加固时，需要预先进行抗压能力模拟测试，确保灌浆压力符合标准要求。在实际施工过程中，若遇到特殊情况，应当采取切实可行的措施调整压力。通常，公路桥梁隧道的灌浆压力多在0.3-0.5兆帕之间；

（2）在应用灌浆加固技术时，要先测量公路桥梁隧道工程的裂缝深度，并以此为基础，确定灌浆量。另外，在修补裂缝前，要严格控制浆液配制比，确保浆液能够完全填满裂缝；

（3）待灌浆作业完成后，再检测作业地段的承载负荷力，确保参数值达到135千帕；

（4）在实际施工过程中，应结合工程概况，确定灌浆口大小与深度。一般情况下，灌浆口深度控制在3.5-5.5米为宜。

3、灌浆法基本流程

在公路桥梁隧道灌浆加固施工过程中，待施工作业人员到达现场后，要进行技术交底工作，并确定施工工艺流程，如下所述：钻孔作业—增设浆管、封堵预留孔洞—搅拌灌浆一落实前期准备工作—灌浆施工—待浆液凝结—封堵作业口。针对极易出现问题的部位，应当预先设定控制措施，确保灌浆施工作业的正常运转。具体内容如下所述：

（1）钻孔。选择直径约90毫米的钻头进行钻孔，严格控制钻头的重心，避免机械作业过程中钻头偏离；

（2）增设浆管、封堵预留孔洞。采用软橡皮质地的材料包裹，避免浆液外流；

（3）搅拌灌浆。在搅拌浆液的过程中，要确保混合材料的均匀性与搅拌的充分性；

（4）灌浆施工。按照由上至下的顺序缓慢注入浆液，待浆液积存至灌浆口处，停止灌注。而后，等待约30分钟的时间，确保浆液完全凝固，封堵作业口；

（5）封口。增强作业口封堵的严密性，预防漏风问题，约一小时后，观察灌浆口的渗透情况，一旦出现下沉，说明浆液饱和性不足，应当再次灌浆。

结束语

综上所述，灌浆加固法以此施工简单、效果显著的优势在当前的桥隧工程中得到了广泛应用，但为了取得理想的加固效果，还需要根据工程实际情况制定施工方案，并在实际施工中予以严格执行和适当的调整。

参考文献：

[1]陈刚，李炜莉.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用研究[J].现代物业（中旬刊），2018（8）：195.

[2]李磊邦.公路、桥梁、隧道施工中灌浆法加固技术的应用[J].科技创新与应用，2018（22）：157-158.

[3]范玲玉.灌浆法加固技术在桥梁隧道工程施工中的应用分析[J].科技创新与应用，2017（15）：231.