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

雷红雨

云南凤巍高速公路有限公司

摘 要:为了提升公路桥梁隧道工程项目品质，结合工作经验，研究公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用优 势及应用措施，并通过施工准备、钻孔施工、冲洗裂缝、浆液制备、灌浆作业、调整灌浆压力和浆液配合比、浆砌片石施工、封 孔、质量检测等环节对灌浆法的实际应用进行详细分析，为相关从业者提供参考。

关键词:公路桥梁隧道工程;灌浆法加固技术;裂缝

0 引言

在公路桥梁隧道工程施工中，往往会因为气候、 荷载、施工工艺等因素的存在而出现裂缝等质量问 题，严重影响到公路桥梁隧道工程项目的可靠性与安 全性，所以必须采取合理措施予以加固。其中，灌浆 法加固技术凭借着施工便捷、经济性表现良好、加固 效果突出等优势，在公路桥梁隧道工程施工中得到广 泛应用，因此，对该技术展开研究有着重要现实意义。

1 公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固 技术的应用优势

在公路桥梁隧道工程施工中，容易受到温度变化 以及施工工艺的影响，导致混凝土结构出现大量裂 缝、砂浆大面积脱落，严重影响隧道工程结构的稳定 性。同时，还会因为施工材料质量不符合要求、模板 表面未完全清理干净、混凝土振捣不均匀等因素的存 在，导致隧道工程出现蜂窝、麻面等问题，同样影响结 构的可靠性。而采用灌浆法加固技术，将特定浆液充填至裂缝 中，对裂缝及时进行封堵，能有效避免雨水渗漏侵蚀， 提升岩体密实性，大大提高了隧道工程结构的整体稳 定 性 。 具 体 而 言 ，该 技 术 的 应 用 优 势 体 现 在 以 下 三点:

第一，抗渗性提高。灌浆法加固技术有着良好的 抗渗表现，不仅能加固路基裂缝，也能降低雨水对路 基侵蚀的可能性。第二，沉降量降低。路基沉降不均 会造成隧道坍塌风险，采用灌浆法加固技术，能降低 路基沉降量，从而降低风险发生概率。第三，加固效 果提升。通过灌浆能将工程构件与填充物紧密结合， 促使工程结构整体强度提高，加固效果明显，抑制裂缝产生[1] 。

2 公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固 技术的应用措施

2.1 施工准备

在应用灌浆法加固技术开展公路桥梁隧道工程 施工前，一定要做好准备工作，其中浆液调配质量的 把控是关键。一般而言，施工所用浆液的成分为砂、 水泥、黏土、高分子化学溶液等，用水泥灰进行调配。 水泥灰可塑性极强、成本低，并且能够发挥出良好的 加固效果，节省隧道工程加固的成本投入。通常选用 P·C32.5 复合硅酸盐水泥，粉煤灰和水泥的配合比控 制在 1∶4[2]。此外，还要在前期确定好灌浆施工部位: 如果有沉降情况，合理确定灌浆施工部位就尤为重 要;倘若裂缝、空隙问题严重，则还要适当加大浆液灌 注量。在灌浆加固施工前，要对搅拌车、设备设施展 开试验，设定好施工半径，为后续灌浆加固施工打好 基础。为了保障灌浆法加固技术在公路桥梁隧道工程 施工中的作用得到完全发挥，要严格控制施工关键参数，确定好施工方案之后，一方面， 要开展材料采购工作，按照灌浆加固施工的要求选择 规格、质量达标的材料;另一方面，施工机械设备要一 再确认型号、数量，保证满足施工要求

 2.2 钻孔施工

首先，确定钻孔机械。灌浆之前需要先钻孔，为 了保证钻进顺利和提高成孔质量，需要根据实际情况 选定钻孔机械。一般而言，可选择冲击旋钻、旋挖钻 与冲击钻，无论选择哪种钻进机械，都要严格按照规 定施工，并且要对裂缝做好清理工作。钻进期间需要 详细记录关键信息，尤其是掉钻、塌孔、回水、涌水等 情况[3]。结合前期对岩石的裂缝、渗透率等进行试验 的结果，在钻进施工中要综合考量送浆能力及岩性变 化，合理调整钻进压力和长度。如果岩体从硬变软， 一定要减小泵容积和加大转速;如果钻进遭遇溶洞导 致孔洞塌陷阻碍施工，则应向孔洞内灌入水泥浆液， 待其固结后重新钻进。其次，明确钻孔方向和直径。根据钻孔方式、岩 石特性、钻孔类型等，确定钻孔直径。采用灌浆法加 固技术时，通常的钻孔直径为 5.9cm 和 7.5cm，倘若对 灌浆孔有特殊要求，应当适当增大。钻孔方向一般要 求垂直于岩面，并保证钻进尽可能多地穿过岩层;但 是如果设计为斜孔，则要按照既定方位与倾角进行 钻进[4]。

再次，明确钻进标准。灌浆孔位与设计偏差必须 控制在 10cm 之内，邻近孔洞的底部偏差要控制在孔 距的 1/2 之内，钻孔斜度偏差值控制在 50 之内。还要 做好孔洞维护。停止钻进后要保护好孔眼，避免异 物、污水渗入，还要进行孔洞清洗，确保孔底沉渣厚度 不能超过 0.2m。最后，安装孔口管。施工人员要结合施工实际情 况，引导孔洞的钻进施工，同时将直径在 50mm 左右 的孔口管放置其中，露出 20~30cm。用麻丝填补孔 口与管壁的缝隙，以保证灌浆顺利进行。此外，施工 人员要控制好孔口管的安装方向与稳固性:如果是无 水施工路段，要采用硬性早强砂浆填充法进行施工; 如果是涌水路段，则要安装孔口管，制备固定管的混 合料，分装在多个塑料袋中放入孔内，遇水则化为 浆液。

2.3 冲洗裂缝

灌浆孔与灌注前的测试孔，均应以钻孔结束后的 钻孔条件、方式、深度作为参考标准，并且综合考量夹 层风化过强、岩体碎化、结构紧密等可能存在的复杂 情况，最终确定选择高压风水联合冲洗、高压风吹洗、 压力水冲洗的方式，对裂缝进行冲洗。灌浆压力在 80% 以内的才能采用压力水冲洗，而且水压力不得大 于 1MPa。采用高压风水联合冲洗时，水压力是灌浆 压力的 50%，同样不得大于 1MPa，操作过程为:先打 开水管，注水至一定高度后再打开气管，注入压缩空 气，保证孔洞内水与空气完全混合。以上两种冲洗方 式的结束标准均为:回水澄清 10min，且总时间不小于 30min，孔底沉淀物厚度不超过 20cm。将孔洞清洗干 净后，选择孔洞总数的 5% 进行压水试验，以获悉岩体透水性等参数，测试时分五个档次压水，每间隔 3min 进行读数，倘若连续 4 次读数最大值与最小值的差值 为最终数值的 10%，便可中断加压。

2.4 浆液制备

灌注浆液的制备可选择一次制浆或二次制浆的 方式。其中，一次制浆是按照既定配合比进行浆液制 作，在上述施工准备环节已有说明;二次制浆是在集 中制浆站进行浆液制作，然后通过管道送至灌浆区且 稀释至设计配合比，进行灌浆施工。需要依据公路桥 梁隧道工程项目的实际情况选择。在浆液制备中除 了要控制好配合比以外，还要保证搅拌均匀，且严格 按照规范顺序添加:先将适量水加入高速搅拌机中， 在搅拌的同时加入适量水泥，搅拌均匀后添加掺和 料，通常要在 3min 内完成加料。水泥浆液制备要注 意以下两个方面:一方面，选用高速搅拌机进行纯水 泥浆的搅拌时，要搅拌 30s 以上，如果是普通搅拌机则 要搅拌 3min 以上。搅拌前要对泥浆进行筛选，从准 备到搅拌完成，时间不能超过 4h。另一方面，应用高 速搅拌机搅拌细水泥浆、稳定泥浆时，应当适量添加 减水剂，时间要依据前期试验结果而定，但要控制在 2h之内。浆液温度一定要维持在 5~40°C之间，倘若用温 水搅拌，水温不能超过 40°C。在夏季和冬季施工时， 要采取科学的温度控制措施，做好机械设备与管道的 隔热和防寒保护工作。

2.5 灌浆作业

依据不同公路桥梁隧道工程项目的施工要求与 地质条件，采用孔口灌浆、一次性灌浆、分段灌浆以及 综合灌浆等方式进行灌浆作业，实现对隧道表面的加 固。首先，合理选择灌浆方式。第一种，冲压式灌浆。 该方式能使浆液到达岩体裂缝空隙时不会出现返回 情况，适用于渗透性较小或孔隙不发育的孔洞。第二 种，循环式灌浆。该方式借助灌浆泵将浆液输入孔 洞，如果岩石吸入量小于泵送灌浆量，则会将部分浆 液返出，部分浆液渗入岩体。适用于孔隙发育、成孔 难度较高的孔洞。其次，确定灌浆顺序。应结合隧道工程项目的施 工环境、地质条件等因素来确定灌浆顺序，一般会采 用间隔灌浆法进行作业，能有效避免孔内串浆的现 象。倘若遭遇特殊情况，比如涌水，那么会导致水泥 浆液发生迁移，此时需要优先对水头高的孔位进行 作业。最后，确定灌浆段长度。长度一般控制在 5~ 6m，特殊情况下可适当缩短或延长，但最长不能超过 10m。如果灌浆段小于 6m，应当单次完成;如果大于 6m，则要分段完成。

2.6 调整灌浆压力和浆液配合比

第一，灌浆压力的合理调整。依据公路桥梁隧道 工程项目的类型和地质条件来确定灌浆压力，倘若地质环境非常复杂，则要先进行试验，获悉施工参数，然 后在施工中进行科学调整。施工过程中，前期灌浆压 力宜控制在 0.5~1MPa，后期应适当加大至 1.0~ 2.5MPa，但最大不能超过 2.5MPa。同时，控制好灌浆 压力与灌浆率:一方面，如果局部层灌浆量较大，需要 对灌浆水灰比进行调整，通常采用低压灌浆方式;另 一方面，如果地层灌浆量少、注入量小，则要加大压力 并调整水灰比，根据地层的灌浆率决定快速提压还是 分段提压。

第二，变换浆液配合比。如果灌浆压力持续稳定 且灌浆量未明显下降，或者虽然压力上升但灌浆量始 终稳定，则不必调整水灰比;如果某一级灌浆量超过 300L 或者灌注时间超过 30min，并且灌浆压力与速度 无法及时调整，则要在下一级灌注时调整浆液的浓 度;如果进浆速度超过 30L/min，则要根据实际情况 提高浓度。

第三，做好灌浆突发情况的合理处理。如果灌浆 压力陡然升高，要适量灌入清水或水泥砂浆，待压力 正常后再恢复注浆施工。倘若压力始终未恢复至正 常标准，要立即停工，仔细检查灌浆管，找到堵塞位 置，进行疏通;倘若在灌浆加固施工中进浆压力长时 间偏高，那么要对砂浆配合比进行调整，或者采用间 歇式灌浆法，对浆液凝固时间予以把控，保证隧道灌 浆加固效果。

2.7 浆砌片石施工

如果公路桥梁隧道工程项目中存在软土区域，还 应利用浆砌片石进行施工，保证加固效果。在施工作 业中，工作人员要提前获悉施工现场地质参数，制定 浆砌片石的施工方案与安全管控内容，以保障施工顺 利进行。待基坑部分施工完毕后，要先校准关键的施 工参数，通常而言坡度不能超过 1∶1.75。为了防止受 压过度，还要重点检验浆砌片石材料质量，保证结构 的稳定性。施工人员要根据公路桥梁隧道工程项目 的实际情况，严格按照浆砌片石施工作业流程开展施 工，保证软土地基得到加固，夯实后续施工基础。

2.8 封孔

当孔洞的灌浆压力达到设计数值，则可停止灌 浆，而且最后一次灌浆压力必须接近设计数值。倘若 灌浆最大设计压力便是隧道工程固结标准，则在容积 小于 1L/min 时开始灌浆，并持续 30min。灌浆完毕即 用砂浆和水泥覆盖孔洞。待所有孔洞灌浆完成后，将 水灰比为 0.5∶1 的浓浆灌入管道，剩余浆液置换进孔 内。封堵灌浆压力设定为最大灌浆压力，时间超过 1h。如果采用管道灌浆法，则灌浆完成后即将管道下 放 至 孔 洞 底 部 ，将 水 灰 比 为 0.5∶1 的 浆 液 泵 送 至 管内。

2.9 质量检测

为确保公路桥梁隧道工程灌浆加固施工质量，一 定要对施工过程与施工完毕后的质量进行检验。严格按照相关规范与设计要求确定检验内容、方法、标 准。一般采用声波测试法或钻孔压水试验对隧道表 面灌浆质量进行检测，并对结石强度、水泥结石率进 行目测，配合试验数据和施工记录进行分析。灌浆完 毕后的 3d 或 8d 进行钻孔压水试验，对灌浆后岩体填 充情况进行直观检测。通常在所有灌浆孔完工后，要 等待其固结，时间不小于 14d。

3 结语

综上所述，公路桥梁隧道工程施工质量会对后期 运行效果形成直接影响，与人们的通行安全密切相 关。在公路桥梁隧道工程施工中，需要重视裂缝、砌 石松动、砌浆脱落等问题，并积极寻求解决方案。应 用灌浆法加固技术进行隧道加固，能提升公路桥梁隧 道工程的施工质量，提高其可靠性与安全性。因此， 应加强对该技术的推广与应用，以促进我国道路交通 事业健康稳定发展。

参考文献:

[1]吴双良 . 公路桥梁隧道工程施工中灌浆加固技 术的应用研究[J]. 工程技术研究，2021(24):60-62.

[2]陈子龙 . 隧道施工中灌浆法加固技术的应用[J]. 交 通 世 界 ，2022( 11 ):156-158.

[3]曹利和 . 注浆法在公路桥梁隧道施工中的应 用[J]. 运输经理世界，2021(6):83-84.

[4]钟鸣，谢永康，刘亭玉 . 公路桥梁隧道工程施工 中灌浆法加固技术的应用[J]. 大众标准化，2022(9): 59-61.

作者简介：姓名：雷红雨，出生年月：1970.08 ，性别：男，民族：彝族，籍贯：云南石屏，学历：硕士，职称：高级工程师，研究方向：公路.隧道.桥梁。