公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用

公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用

陈谨 徐红英

中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450000

摘要：公路桥梁隧道工程在施工建设过程中可能会出现一些病害，从而严重影响工程的建设效果，本文就讨论了如何使用灌浆法对工程进行加固，解决病害问题。首先分析了公路桥梁工程施工的特点，然后研究灌浆法的内容和优势，并且针对灌浆加固法的应用原则进行分析，最后结合某工程实例，分析如何使用该方法进行桥墩裂缝的处理。帮助工程建设人员合理使用该技术，有效解决桥梁建设工程中的各种病害，提升桥梁建设的总体质量。

关键词：公路桥梁隧道；施工；灌浆法；加固

引言：公路桥梁工程具有施工环境复杂、工程量大、工程建设后期长的特点，很容易受到外界环境的影响，所以施工中容易出现裂缝等情况，威胁着工程的质量和安全性。目前，广泛使用灌浆加固法对公路桥梁工程展开加固，通过灵活使用该方法，可以有效解决裂缝等病害，公路桥梁的建设创造良好的基础条件。

1 公路桥梁隧道工程的特点

公路桥梁隧道工程是现代交通体系中的重要组成部分和十分具有代表性的内容，这类工程的建设能打通不同地区之间的联系，从而推动地区经济的发展和社会的发展，具有很高的经济效益和社会效益。由于需要跨越一些复杂地貌和特殊的环境，导致公路桥梁隧道工程往往有较高的施工难度，施工具有明显的复杂性和多样性，必须使用很多特殊的施工技术，解决各种施工难题^[1]。目前，很多公路桥梁隧道工程的施工周期都非常长，工程量极大，所以施工过程中流动性会很强，比如工程施工中需要进行大量的跨区作业，对于同一个工程项目可能会跨越多个区域，不同的地理环境让工程的难易程度也不同，为了一些特殊的建设要求，工程往往会在比较偏僻的地区施工。

图1 桥梁工程

为解决公路桥梁施工过程中的各种问题，所以工程建设开始之前都需要进行周密的施工计划，包括可能存在的固有隐患如何处理、工程技术的应对方式，以及受到天气、地质灾害等不可抗因素如何解决，为施工的正常进行创造计划上的保证。但是即便如此，施工过程中仍然有连续性差的特点，为应对一些特殊情况往往会导致工程建设的停工，以及人员调动可能会导致管理脱节。因此，公路桥梁隧道的工程建设复杂性很高，必须合理的利用施工技术，才能确保施工的正常进行。

2 灌浆加固技术概述

2.1 灌浆加固技术特点

公路桥梁隧道施工建设时，可能会出现裂缝等病害，为做好防治工作就需要合理的实用技术对工程做好加固，避免对工程的安全产生影响，以及保证工程的服务性能。目前主要的方法包括使用钢筋进行加固，或者使用碳纤维复合材料加固满足工程的强度水平，或者将道路拓宽或者延长，增加预应力也能达到加固的效果^[2]。但是这些方法都会导致公路桥梁隧道工程的施工成本大幅度上升，不利于对工程的长期建设，而且一些技术的性能并不稳定，很难保证工程长时间取得较好的效果。而使用灌浆加固技术具有良好的效果而且经济性更强，就使得灌浆加固技术成为了目前被广泛使用的方法。

图2 隧道裂缝

灌浆加固技术是一个原理比较简单的技术，通过使用水泥、煤灰等材料按照一定的比例混合，通过搅拌获得具有较强加固作用浆液，然后将浆液通过一定的压力注入到围岩、墩台裂缝当中，在经过一段时间之后，浆液会逐渐固定，并且填满整个裂缝^[3]。经过处理之后的围岩、墩台裂缝位置会有很强的力学性能，裂缝处的结构会得到明显的改善，从而提升了承载能力并且保证了稳定性。使用该技术也能对二衬不均匀下沉进行处理，并且对二衬的变形也起到了很强的预防作用。对于提升工程的质量、安全性和稳定性，延长工程的寿命有巨大的作用。

2.2 灌浆法加固施工的优势分析

桥梁隧道工程获得关注度比较高，为了能够获得更高的施工效率和质量，就需要在多个技术层面上做好工作，避免因为一些小问题影响施工的正常进行，以及导致比较严重的社会影响。灌浆加固施工法的使用，解决了传统工程施工中存在的不足，提升了施工水平和保证施工能顺利完成^[4]。首先，灌浆加固施工法在施工过程中由于具有更强的功能性，所以在不同区域的桥梁隧道施工方案当中，都可以按照灵活多变的原则对施工进行调整，从而采用正确的安排和部署方式，推动工程建设的落实，由于技术手段比较多，所以能针对性地解决施工中的不同技术漏洞，确保施工工作可以顺利实施，以及给未来的施工中也带来足够的技术保障。其次，由于灌浆法施工加固技术对于区域性的要求很低，这就使得它能够使用在地质条件恶劣的桥梁、隧道和公路的修建当中，并保证工程建设的总体质量，因此未来依然拥有丰富的发展前景。

3 公路桥梁隧道工程使用灌浆加固法的应用原则

3.1 统一性原则

统一性原则即需要按照当前制定的规定和要求，通过系统地完成优化工作，保证整个工程的建设得到充分优化的工作方式。所以加固工作开始之前需要对施工的方法进行深入的分析，研究工程的建设中存在的问题和原因，以及充分分析工程建设中所使用的各种规章制度，确定加固工作的施工计划

^[5]。例如对于加固工作的组织就需要完全符合工程建设制度的要求，避免加固施工过程中现场出现管理混乱的情况，从而确保加固工作和工程建设不同内容之间的衔接，保证加固施工顺利完成的同时，也能保证质量。

图3 裂缝处理

3.2 针对性

为了确保工程得到加固，以及解决工程目前存在的病害，就要保证加固的方案具有足够的针对性。所以在确定加固方案之前，需要做好对病害和工程存在问题的观察，加强对病害出现原因的研究，了解工程存在的隐患，并且结合工程当前建设的情况，通过动态分析确定加固的方法^[6]。尤其要确定工程施工建设中存在的弱点，以便设定合理的施工内容。同时，要从整体方向上考虑灌浆加固施工的作用，确保该技术的作用可以全面地发挥出来，以及解决其他的安全隐患。

4 使用灌浆加固法的工程应用实例

4.1 工程概况

某工程为公路桥梁隧道工程，其中桥梁全场为42米，桥梁跨径组合为3m×14米，桥宽的组合为1.5米+13米+1.5米。桥梁的下部结构为柱式墩配扩大基础，桥台使用了U型桥台配扩大基础。在桥梁隧道施工的过程中出现了以下的问题，桥墩和桥台都出现了裂缝，裂缝的宽度大约为2毫米，分布在台帽中间到台身的位置，长度大约3米。在桥墩的上游侧，防震挡块出现了开裂的情况，桥台砌石有松动的情况。根据对现场实际情况的分析和研究，认为裂缝是由于不均匀沉降所导致的。所以为了能够在施工的过程中解决这类问题，以及及时对裂缝的范围和深度进行控制，确保桥梁建筑的施工质量，就采用了灌浆法来对裂缝的位置进行加固施工。

4.2 灌浆法加固桥梁隧道基础的方案

合理的方案是工程质量的重要保证，而且使用灌浆法时也十分看重方案的设计，在本工程中，使用灌浆法进行加固在方案上主要包含以下几个方面。

4.2.1 灌浆施工标准的控制

对于灌浆施工的强度标准，要求在灌浆施工之后，保证杂填土的承载能力达到130kPa，淤泥和淤质泥的承载能力需要达到90kPa以上，对于复合地基的承载能力也需要达到130kPa以上。在灌浆施工质量标准控制上，结合桥梁隧道的施工设计要求、施工控制标准，由于不同的桥梁基础工程的均一性、裂缝数量、碎裂程度和理论耗浆情况都会有所不同，所以需要结合工程的实际情况制定科学的施工质量控制标准，保证灌浆加固工作能够顺利展开。

5.2.2 灌浆施工段的选择

结合桥梁隧道基础不均匀沉降的程度、裂缝等病害的范围和严重程度，选择灌浆加固的施工段。对于本工程的施工，主要对墩台基础和四周进行加固。

4.2.3 浆材配比

由于本工程使用了水泥粉煤灰作为主要的灌浆材料，浆液中包括了粉煤灰、水泥等材料，在工程施工中采用了水泥:粉煤灰的比例为4:1的比例，并且控制水灰比的比例在0.5左右。水泥使用了普通的硅酸盐水泥，强度为32.5。

4.2.4 扩散半径控制

在实际的施工当中，墩台基础的地质位置存在不同程度的差异，这就造成了墩台在孔隙率和渗透系数上也存在一定的变化情况，通过使用攻势计算就能够得到扩散半径，并将其作为施工中的扩散半径。针对本工程的施工特点，以及结合相关工程施工经验，确定工程的扩散半为1.5米，实际施工当中还可以根据情况继续进行灵活调整，保证施工的扩散半径符合实际要求。

4.2.5 布孔

布孔工作决定了灌浆施工的质量控制效果，包括布孔位置的合理性等等，都会直接影响灌浆施工对于桥梁基础的加固效果^[7]。本工程灌浆布孔工作采用了梅花性的分布方式，其中成空的直径为9厘米，孔深为5厘米。

4.2.6 灌浆施工操作控制

本工程的灌浆施工方案操作设计上，对于灌浆孔的深度控制，通过结合勘察资料和灌浆孔的深度范围确定深度应该在3.5米到5米；灌浆的压力控制在0.3-0.5MPa，根据现场试验确定灌浆压力范围，但是由于工程中可能会出现一些特殊地貌，所以实际施工中可以结合地貌进行分析，然后调整灌浆的压力；灌浆两的控制中，由于灌浆施工要求灌浆必须要达到饱满的效果，以保证灌浆可以充满整个地基，所以根据理论分析和经验判断，都要以饱满和填满地基作为灌浆量的标准；灌浆结束标准中，要求灌浆的压力下，如果孔段的吸浆量在每分钟0.6L以下，那么延续30分钟后就可以停止继续的灌注工作。

4.3 灌浆施工控制

4.3.1 灌浆施工准备工作

再进行灌浆施工之前，准备好灌浆所需要使用的机械设备和所需要使用的材料，然后对灌浆进行试验，以便确定最合理的灌浆扩散半径。在施工现场做好对技术人员、施工人员的组织，加强对灌浆施工进度的合理安排，以及做好质量监督方面的工作^[8]。对于施工队伍，需要保证其具有较强的施工能力，以确保施工工作可以顺利完成。并且按照地段的沉降情况，选择合理的灌浆位置，对于一些裂缝比较严重的地区，需要做好灌浆用料的使用。

图4 桥墩裂缝灌浆加固

4.3.2 施工流程和工艺控制

灌浆加固的过程中，在所有工作人员都到达现场之后，需要对工作流程做好分析。首先需要完成钻孔工作，然后需要将浆液注入到缝隙当中并且做好封堵工作，然后要对浆液进行搅拌和灌浆，最后等待浆液的凝固后，做好对灌浆口的封堵工作。施工的过程中，需要做好对每个施工环节的控制，而且要采取合理的措施做好施工控制，保证施工的总体质量，以保证整个施工工艺都得到有效的控制。

本工程钻孔过程中的钻头为90毫米钻头，为了避免钻孔工作中出现便宜的问题，钻头使用导管导入，并且控制孔壁的保护工作，防止对桥墩造成破坏。浆管进行安放和封堵的过程中，使用了软橡胶质包括，避免出现由于外力导致浆液外流的情况。灌浆的过程中，应该做好搅拌工作，尤其要保证浆液的均匀性，而且控制好水泥、粉煤灰和水的混合比例。灌浆工作按照一定的顺序进行，被工程中采用了自上而下的顺序，吧浆液从灌浆口缓慢注入，指导浆液比较饱满而且可以完全填充在灌浆口的情况下，就停止灌浆操作。在浆液完全凝固之后，就可以进行灌浆口的封堵工作，一般浆液完成灌注后经过半个小时即可完全凝固。而在封堵的过程中，应该做好对密封性的控制，以保证整个施工的顺利完成。在封孔一小时后，观察封孔的情况，对于出现下沉情况的灌浆，还要打开封口重新灌浆。

4.3.3 施工验收

对加固工作的验收需要和施工过程做好对接，在完成加固工作之后，要对所有的参数都做好测量，分析当前加固工作中可能存在的问题，并寻求解决方案。现场的监理人员需要对加固过程中测量得到的数据进行上传，找到施工单位存在的不足，以保证在后续施工中可以解决，从而确保加固工作能全面满足设计的要求，充分提升工程的建设水平。

结束语：通过使用灌浆施工，能够有效控制公路桥梁隧道工程的裂缝等问题，保证工程的基础强度。为了确保工程的施工质量，需要做好施工材料的选择、浆液的设计、布孔工作，施工中也要控制好灌浆操作等环节，而且需要做到结合工程的实际情况做好对方案的灵活调整和选择。在整个施工过程中，尤其要注意对水灰比的控制，对于施工的成败有着决定性的影响。目前，灌浆法加固已经广泛地应用到我国的公路桥梁加固施工当中，和桥梁隧道工程有了很好的融合。还应该在施工过程中合理使用该技术，充分发挥出该技术的作用。

参考文献：

[1]陈荣胜,方华坤. 公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J]. 福建质量管理,2016(04):152.

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