灌浆加固技术在公路隧道施工中的应用

灌浆加固技术在公路隧道施工中的应用

   王超1   王春菊 2

1山东高速济南发展有限公司  山东省济南市250101   2 莱芜交通发展集团有限公司   山东省济南市 250101

摘要：在公路隧道项目建设中，为减少公路病害问题，提高隧道工程稳定性，在分析隧道工程病害问题的基础上，对隧道灌浆加固技术的施工工艺、应用要点等进行分析，以期提高技术应用效果，更好地保证公路隧道工程施工质量。本文首先分析公路隧道工程中洞门围岩裂缝及二衬背后脱空危害性，其次探讨灌浆加固技术在公路隧道施工中的应用，以期提高技术应用效果，更好地保证公路隧道工程施工质量。

关键词：公路隧道；灌浆法；加固技术

引言

通过高压喷射灌浆工艺，可以在钻机造孔的基础上，将装有喷水的灌料管放在地层或砼层的规定部位，借助压力装置，将20ＭＰａ以下的压力液体从喷嘴中飞溅起来，撞击损伤地层，并以适当的速率上升提升钻杆，使浆液和土粒强力混匀搅动，直至浆液凝结，成为胶结体，从而达到固结加固的目的。

1公路隧道工程中表面裂缝的危害性（二衬背后脱空危害？）

在公路隧道工程施工过程中，容易受到外界环境因素的干扰。如果周围自然环境较为复杂，在施工过程中没有采用合理的施工技术，可能会在隧道表面产生严重的裂缝问题，会给后期工程施工进度造成不利影响，降低工程整体的施工质量。在实际施工过程中，如果隧道表面产生严重的裂缝，可能会破坏水泥混凝土的内部结构，造成重大的工程隐患和质量问题。此外，施工企业没有安排专业的工作人员对隧道的施工质量进行严格的检查，对产生的隧道裂缝没有做好及时的补救，这可能会造成裂缝不可控、裂缝扩张，甚至无限延伸的现象，情况严重时会导致整个隧道或工程建筑物坍塌，拖累后期工程的施工进度，破坏了工程整体的质量，容易产生严重的安全威胁。

2灌浆加固技术在公路隧道施工中的应用

在公路隧道工程项目中，为了提高灌浆加固技术的应用效果，需要在前期准备工作中做好材料应用标准的分析，明确技术标准，并在施工过程中加强对施工过程的控制。

2.1工艺方法

在公路隧道工程施工项目正式开展之前，需要由专业的工作人员核实前期制定好的施工计划，按照设计的施工图纸选择合适的施工技术，落实施工现场的设备和环境。在检查过程中，如果发现现场环境与施工图纸设计内容存在差异，应当及时向工程方反映，也要及时和设计方与业主取得联系。在对公路隧道施工项目进行灌浆之前，首先要准备好灌浆施工需要用到的原材料和设备装置，在灌浆时由专业人员进行实时的监督。

2.2钻机装置的设置

在施工过程中用到的钻机装置，一般选择浅口类型，在操作之前由专业的工程师对机械设备的运行状态进行检查，确保设备正常运行才能够在施工过程中使用。如果检查发现钻机设备存在安全隐患，则需对其进行及时更换，以免给后续施工作业造成不利影响，耽误施工进度。检查钻机装置以后，由专业的安装人员按照平面直角原理对钻孔平台进行安装，钻孔机安装完成以后，使用钢筋对其进行加固，根据实际的施工状况调节钻孔的方向，将调节的误差值控制在5mm以内。

2.3注浆管安装

第一，搅拌机内二次搅拌，并在储浆桶内设置滤网，滤网的规格为1毫米的正方形。第二，为避免注浆过程中浆液流出，孔口建设水浆墙，控制墙厚度在20厘米以上，在各个注浆段设置厚度为3米的止水盘，提高浆液利用率。第三，规定施工人员使用注浆管的方式，要求施工人员按照规定输入浆液，控制注入浆液速度为每分钟80至150升，向其中加入速凝剂度。

2.4灌浆

（1）施工工艺流程。①加强固结灌浆孔采用“阻塞灌浆法”进行灌浆，止浆塞阻塞在不少于出洞口两倍洞径位置，采用自下而上分段灌浆法。②以灌注水泥基浆为主，可根据灌浆情况采用外掺水玻璃水泥浆液、水泥－水玻璃双浆液、外掺早凝剂的水泥砂浆浆液。③水泥－水玻璃双浆液应采用孔口混合。（2）灌浆压力。灌浆压力应尽快达到设计值，注入率大的孔段应分级升压；为防止岩石面或混凝土面抬动，加强固结灌浆原则上“一泵灌一孔”，最大灌浆压力为1.5ＭＰａ。（3）浆液水灰比及浆液变换.①水泥浆液：采用水灰比为3∶1、2∶1、1∶1、0.８∶1和0.5∶1五个配比，浆液配比计量误差应小于5％。②灌注双浆液时水泥浆与水玻璃溶液的体积比应按1∶0.1～1∶0.3的范围控制，灌注双浆液时水泥浆的水灰比采用0.5∶1。③早凝外掺剂砂浆浆液：长时间难以结束或流失量大的孔段，拟采用0.5∶1浓浆外掺体积比按11∶0.3～1∶0.5砂，重量比2％～3％氯化钙的方式加快浆液的早凝。④当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某级浆液注入量已达３00Ｌ以上，或灌注时间已达到30ｍｉｎ，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30Ｌ／ｍｉｎ时，根据施工具体情况，可越级变浓。灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，并采取相应的处理措施。

2.5二衬背后脱空部位注浆施工工艺流程

(1)试泵。通过试验注浆泵的状态，确保持续十分钟无故障方可进行注浆施工作业。(2)安装注浆管和止浆塞。注浆施工前，确认钻孔无“坍孔”现象且注浆管无堵塞方可安装注浆管。注浆施工时，对注浆管和止浆塞固定。注浆施工后，使用孔口盖封闭注浆管，防止杂物堵塞。(3)浆液配制。浆液采用水灰比为0．8～1．0的水泥浆。浆液配比控制在1∶1～0．8∶1。(4)注浆。注浆前，对注浆管路进行试验，确认管道的耐压、渗漏水情况，通过注浆机的热备检查管路存在的问题，热备时间为30min。注浆时，注浆位置采用“先边墙，后拱部;由高到低;先四周后中间;先注无水孔、后注有水孔;水流由小到大”的顺序，注浆方位沿着隧道轴线120°方向进行。依据施工地点的地质条件、渗漏水情况控制注浆量及注浆压力。(5)单孔注浆标准。当达到以下标准时可结束单孔注浆:①注浆孔压力保持在1．0～2．0MPa左右，吸浆量小于0．5L/min，持续时间2min以上;②冒浆位置超出注浆孔3～5m范围;③当注浆量达到平均注浆量1．5～2．0倍。当达不到上述结束标准时，应清空再次注浆。(6)封孔。采用C15混凝土进行封孔处理，保证孔内密实，封孔完毕后标注注浆孔位置。

2.6二次衬砌力学特性

（1）时间效应。断面各部位在二次衬砌浇筑完成后 12 h 左右接触压力均出现一定的峰值，造成此种现象的原因一方面可能由于浇筑混凝土时的注浆压力具有挤压效应;另一方面是混凝土的强度逐渐增加后，台车模板可提供反向作用力，在拆模时该反作用力达到最大值，因此二次衬砌混凝土在拆模时存在一定安全隐患。（2）空间效应。对不同位置的接触压力进行分析可知，环绕隧道断面的接触压力分布不均匀，但是大致呈现出由拱顶向拱脚传递的规律，因此在设计时应当重视扩大拱脚。此外，拱顶处压力极小，这说明在实际施工中拱顶可能存在脱离区，在浇筑混凝土的过程中拱顶位置浇筑时可能会灌注不满，混凝土不够密实，或者此区域的混凝土产生收缩，初期支护与二次衬砌之间形成缝隙，致使压力盒无法紧密贴合，从而导致无法准确量测拱顶位置的接触压力。因此，建议在拱顶处预留注浆孔，混凝土稳定后进行压力注浆，用以使二次衬砌更加密实，衬砌体系受力更加均匀。

结语

综上所述，高质量的公路桥梁隧道工程能够保障人们的出行安全，因此，相关施工企业必须高度重视公路隧道工程项目的施工质量。在实际施工过程中，灌浆加固技术得到了广泛的应用，选择合适的灌浆加固方法能够有效地解决隧道洞门地表裂缝及二衬背后脱空问题，提高内部结构的稳定性，起到良好的加固效果。此外，在灌浆过程中，既要控制原材料的质量，还要将注浆的速率控制在一定范围内，严格按照前期制定好的施工计划作业，提高公路桥梁隧道施工作业的质量和安全。

参考文献

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[2]侯汝欢.灌浆加固技术在公路桥梁隧道施工中的应用研究[J].科技创新与应用,2022,12(30):4.

[3]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(No.76):158-158.