公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用

杜方华

【摘 要】在中国经济高速开展的今天，公路桥梁隧道作为重要的交通运输承载体，为中国经济开展供给了便当的交通运输条件。随同公路桥梁工程的数量的不断增加，工程质量问题也是不断发生。为了确保路途桥梁疏通和人们的出行安全，对那些出现问题的交通路段及时进行保护加固是很有必要的。

【关键词】隧道施工；施工工艺；灌浆法；加固技术

引言

随着我国经济的发展，我国公路桥梁隧道工程施工中存在很多的问题，尤其是隧道的安全性方面有很大的要求。本文通过对灌浆法加固技术进行分析，并提出一些措施来强化其质量，期望能更好的促进公路桥梁隧道工程的发展。

1灌浆法概念

灌浆法是指利用液压、气压或电化学的原理，通过向天然或人为裂缝、空隙灌注某些能固化的浆液以达到改善各种介质的物理力学性质效果的技术方法。常用的灌浆材料包括水泥系浆材、化学浆材及混合型浆材，例如，水泥浆、环氧树脂类、聚合物的水泥浆材和水玻璃浆材等。灌浆法通过渗析、填入、挤压等方式将土块和岩石空隙中的气体和水分排出，并将散装分布的土体凝固成一个整体，具有高强度和高水稳性的特点。当前，较为成熟的灌浆技术有静态压力灌浆法和高压喷射灌浆法两种，其中，高压喷射灌浆法是通过利用钻机的压力送输浆管至土层中的相应位置，并利用设备产生的高压喷射出液体流，当这些液体流遇到土质结构时会产生巨大压力使得土粒脱落，而其他成分则会将空隙填充并重新组合为更高强度的固结体，具有较强的加固作用。当前，灌浆法的应用领域不断扩大，如地下建筑、房基、坝基等。灌浆法可以减少渗流量，使渗透性降低，进一步提高抗渗性能，同时可以降低空隙中的压力进而提高防渗性能。此外，灌浆法还可以提高岩土的力学强度和变形模量，使混凝土结构得以恢复，进而提高加固作用。灌浆法在公路桥梁隧道工程施工中的应用，主要是在液压、气压和电化学原理的前提下，利用压力将浆液注入到桥梁基础的裂缝和空隙当中，实现裂缝填补效果，并起到加固作用。其根本目的是利用灌浆使桥梁隧道基础的化学属性与物理属性得以改善。在灌浆过程中，浆液会通过渗透到裂缝或空隙形成浆柱体和浆脉，当桥梁隧道基础与浆柱体结合后，便可以提高桥梁及隧道基础的承载力，同时可以有效减少墩台不均匀沉降等问题。

2利用灌浆法对公路桥梁隧道进行加固的原理

对公路桥梁地道工程中存在的病害进行修理处治能够有用处理工程质量问题，延伸使用寿命，节约路途本钱。常用的公路桥梁地道保护办法有：钢板加固法；碳纤维等复合材料加固法；路途宽度延伸法；预应力加固法；灌浆法等。这些办法经常被用到工程加固保护中，但因施工成本较高，稳定性低，不适合车流量比较大的路途。而灌浆法在处理这些工程裂缝中具有极好的可实践性和便利性、经济性，下面将要点介绍灌浆法在公路桥梁地道保护加固中的应用。

灌浆法是先把水泥、砂子、戮土或一些高分子化学溶液依照比例混合，混合完结后再把这些浆液运用气压、液压原理输送到建筑工程或地基的断裂地带或裂缝中去。灌浆法发挥作用的原理主要是经过灌浆来改进它们的物理性质或许化学性质。浆液在裂缝中会构成浆柱，完结建筑工程的复合，然后有用地提高路途桥梁的坚固性和承载性能，削减桥梁的不均匀沉降。

3利用灌桨法对公路桥梁隧道进行加固的技术

3.1灌浆压力的确定

灌浆压力是指不会使地表面产生变形和临近建筑物受到影响的前提下可能采用的最大压力。由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关，所以应该倾向于在保证灌浆质量的前提下，采用较高的灌浆压力，使钻孔数尽可能减少。高灌浆压力还能使一些微细孔隙张开，有助于提高可灌性。当孔隙被软弱材料充填时，高灌浆压力能在充填物中造成劈裂灌注，使软弱材料的密度、强度和不透水性等得到改善。但是，当灌浆压力超过地层的压重和强度时，则可能导致地基及上部结构的破坏.因此，一般都以不使地层结构破坏或仅发生局部的少量破坏，作为确定地基容许灌浆压力的基本原则。灌浆压力值与地层土的密度、强度和初始应力、钻孔深度、位置及灌浆次序等因素有关，而这些因素又难以准确预知，必须通过现场试验来确定。

3.2注浆参数

1）对需加固的巷道，首先排查巷道表面覆噴混凝土情况，如果缺失就补喷，厚度不低于3 cm，防止注浆时浆液流失。

2）注浆孔布置：巷道横剖面上每圈布置9个孔，孔深2 m，每圈排距2 m。如图1所示。

图1

3）注浆管采用D25 mm钢管，长0.5 m，安装阀门，如图3所示。

图3

4）注浆孔质量要求：注浆孔施工时孔位、间排距、孔深等参数应符合设计要求，遇有障碍特殊情况可现场调整。

5）注浆站设在井口，沿斜井将注浆管接至工作地点，长度约350 m，采用直径25 mm钢管铺设；注浆量少时可在现场设临时注浆站。

6）注浆材料采用325号普通水泥，浆液比重1.1～1.3.

7）注浆压力：注浆目的是为了充填浇注段壁后的空间，因此，不需要太大压力。要是压力过大，势必形成劈裂注浆浆液漏损，反而破坏了原有支护结构。针对施工段的岩性及支护状况，最终注浆压力定为1～2 MPa。

3.3施工工艺

1）按注浆要求把注浆泵站设在注浆段下方，以便配料和搅拌。2）连接好注浆系统管路设备，检查注浆泵各部件，调节压力安全阀，先用水试注，确认系统准确可靠合理后，方可正常注浆。3）按施工要求配齐人员，分工明确，统一指挥。一般要求配备现场负责人1人，配液工1人，开泵和维修工1人，封孔注浆工2人。4）根据设备的标注，确定浆液水灰比为0.75∶1，搅拌5 min后制成单液水泥浆。5）开泵注浆按定压、定量两个指标综合控制浆液，注浆压力不大于2 MPa，每孔注浆量不大于100 kg，只要注浆达到两个指标中的一项就可结束注浆，同时关上与注浆管相连的阀门。6）注浆过程中要随时观察巷道表面变形情况，若发现跑浆，应及时处理，若发生碹体变形开裂冒顶等征兆，立即停止注浆做好善后处理工作。7）每次按二根注浆管同时注浆，按逐排注浆管顺序进行，每排注浆管由下向上先注两帮后注顶板。8）每班注浆后，用水冲洗管路以防堵塞。

4巷道注浆加固注意事项

图3

为保证注浆加固施工质量和施工安全，注浆施工人员必须熟知相关措施并保证在实际工作中严格执行。注浆工艺流程如图3所示。1）注浆施工人员必须熟知要加固地点相关的作业规程及操作规程要求，熟悉避灾路线并保证在实际工作中严格遵守。2）对于工程质量，需有专人监督负责，严格按照设计方案施工，严格按照煤矿安全规程要求进行施工，确保施工安全。

结束语

对公路道路桥梁隧道定期进行灌浆维护，可以有效地解决工程质量问题，减少工程新建成本，延长工程使用寿命，在保证道路交通安全和通顺的同时，节省了基础设施成本。本文以某工程为例对道路桥梁隧道工程经常出现的老化质量问题进行了分析，而要解决这些问题，除了在施工前期要确保用料质量和工程质量外，对其后期的维护保养也是至关重要的。

参考文献：

[1]黄德发，王宗敏.地层注浆堵水与加固施工技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2013：381-387.

[2]白大军，王鹏.顺和煤矿巷道注浆加固施工工艺优化[J].河南科技，2014（2）：22.

[3]吴长民，张传亮.朱集煤矿破碎软岩巷道注浆加固方案[J].东方企业文化，2012（2）：112.

[4]黄成华，刘瑜.威尔浮化学浆加固法在祁东煤矿过9煤层中的应用[J].安徽科技，2010（11）：42-43.