高速公路桥梁施工中注浆技术的应用

陈 龙

中铁六局集团北京铁路建设有限公司

高速公路桥梁施工中注浆技术的应用

陈 龙

中铁六局集团北京铁路建设有限公司

我国经济的快速发展加快了人口的流动性，这种状况给公路运输带来了新的压力和挑战。交通运输业也面临着更高的要求。其中在道路施工过程中难点系数最高的是桥梁工程建设。在我们使用过程中桥梁的特点是舒适性、耐磨性、整体性等。随着科学技术的不断发展，桥梁施工技术也在不断进步，其中注浆技术就是桥梁施工技术中最新型的施工技术。它满足了公路桥梁多人们的需求。所以现在注浆技术在公路桥梁建设过程中得到了广泛的应用。

高速公路；桥梁施工；注浆技术

引言

近年来，高速公路的修筑在我国现代化建设中的地位越来越重要，技术要求也越来越高，其中注浆技术更是得到了广泛的应用，成为高速公路工程中不可或缺的一项重要技术。作为基础建设中的中流砥柱，高速公路的质量也是社会关注的重点。认识到高速公路的重要性，那么我们的发展便离不开注浆技术，同时人们对注浆技术的要求越来越高，那么我们提高注浆技术、正视这项新型技术，为我们国家的现代化建设打好坚实的基础。根据我国的国情来看，我们引入注浆技术的时间比较晚，但是随着我们经济的快速发展和对建筑事业的大力支持，这项技术已经普遍的被应用到高速公路的建设中去了。

一、注浆技术近况

目前，我国的注浆技术还处于发展阶段，已经取得了一定的成绩，但在高速桥梁方面仍有不足。在现代化的交通基础设施的建设过程中，从设计到实施均需要考虑社会大众的自身需求。由此可见，在高速公路桥梁的设计与施工过程中，桥梁建设的安全性、舒适性、耐用性、便捷性实为重要参考要素。虽然我国目前公路桥梁施工的施工技术还略显薄弱，但注浆工艺、物理液压等多方面，透过裂隙在岩石和土壤中注入泥浆固结，提升岩土体的密实稳定，为高速公路桥梁建设安全、舒适、耐用性上加以保障。因此，根据工程建设的土地地质特点，采用不同的注浆工艺及设施，得以将目前高速公路建设中存在的问题得以解决，为国家床罩更多的经济效益。

二、高速公路桥梁施工注浆浆液材料的选择

选择高速公路桥梁施工注浆浆液材料是一个十分艰巨的任务，任何事情都是从细微之处做起，细小的地方一旦出错将会影响高速公路桥梁的整个施工过程，所以要慎重选择注浆浆液材料。普通注浆浆液材料和化学注浆浆液材料是注浆浆液材料的两大分类，顾名思义，化学材料就是以化学成分为主，依赖化学反应的原理，具体点说就是，浆液与土体混合到一起会发生化学反应，产生一些微妙的变化，土层会在变化的过程中得到固化。普通材料又称为物理材料，指那些来源或者说是渠道比较广泛的材料，它的原理就是通过改变土壤或者周围的环境，最终也是把土壤固化。实践证明，只有在普通注浆浆液材料和化学注浆浆液材料混合使用时，才能达到最佳注浆效果。所以，在选择注浆材料时，要十分的认真，综合考虑各种可能出现的情况，但是值得注意的是，尽量不要单独使用其中的一个材料，否则不会达到令人满意的效果。还有一点，就是要控制好浆液的浓度，必要的时候可以适当的添加一些增塑剂，以此来增加浆液的稠度，进而保证高速公路桥梁施工的效率和质量。总之，选择注浆材料是注浆技术的一个重要过程，夸张的说注浆材料决定着注浆技术的成败，所以必须高度重视。

三、注浆施工技术

注浆技术是利用空压机等装置将预先配置的浆液通过注浆管注入到地层中，达到改善现场地质的目的。注浆技术主要是利用压力将浆液注入到地层中有水或是有空隙的空间，浆液与地层产生一定的化学反应，使得施工部位的裂隙及松散土能够形成一个具有足够强度且防水的整体。注浆能够分为静压及高压喷射两种方法。在施工中，通常根据现场的情况，选择不同的注浆技术。根据施工现场、注浆压力、作用方式等可将注浆技术分为渗透注浆、压密注浆以及喷射注浆等类型。在高速公路工程的施工中，渗透注浆以及压密注浆施工工艺是较为常见的施工方法，本文主要对这两种施工方法进行简要介绍。

(一)渗透注浆技术

在强大的压力作用下，将浆液填充在土体的缝隙和岩石的裂缝中，把它们的水分和气体都挤压出去，从而形成坚实的土层和岩石结构就是渗透注浆技术。所用压力相对较小。但是在注浆技术施工之前，要保证要施工的现场环境地层土颗粒没有受到破坏的情况下，才能进行的。这样可以使浆液填充在土颗粒之前的空隙之中，之后浆液可以把土颗粒慢慢给凝固下来，形成新的地质结构层。渗透灌浆一般只使用于砂石土和有裂隙的岩石，这种渗透注浆是建筑上最常适用的一种注浆类型。具有代表性的渗透灌浆理论有球形扩散理论和柱形扩散理论。这两种理论都有各自的优缺点。球形扩散理论这个比较适用于浆液还是液体状态，呈现比较均匀，而且注入的土体相对比较平坦，密度相同，并且要以点刚开始住进的浆液为条件。但是我们在建设高速公路桥梁施工过程中不太适合用球形扩散理论，因为在施工过程中不能保证浆液都处于液体状态，同时也不能保证土体的密度是相同的。所以它也有一定的缺点。柱形扩散理论也存在有一定的局限性，它主要是注浆管的浆液，也有一定的要求，施工的环境也是有限制的。

(二)压密注浆

所谓压密注浆技术，其应用原理十分复杂，如果没有较高的压力最好不要选用这样的方案，因为压力的大小决定着这项技术的成功与否。具体做法是，先把浆液注入到一个钻孔中，如果浆液的浓度适中，它就会不断地向下流动，如果没有流动，那就说明浆液的调制方面出现问题，我们应该重新调制浆液，不要认为这项工作无用，因为任何一个细节的地方，都是成功的关键。接下来我们要做的是，对浆液施加压力，使它不断的向下流动，最终进入土壤。压密注浆技术的功能多种多样，例如可以加强土体的强度、承载力和密实度等。除此之外，压密注浆的应用范围非常广泛，作用域十分的大，一般的领域都涉及到这种技术的引用，而且效果良好。从经济的角度来说，压密注浆技术对公路桥梁施工技术的研究分析是非常有商业价值的，因为这种方案不仅是我们对新科技的一种研究成果，而且也更好的向外界彰显了我们进步与发展。

四、工程概况

某公路桥梁工程总施工长度为234.3 km，为双向四车道公路。设计车辆行驶速度为110 km/h。公路中央分隔带的宽度为3m，行车道宽度为2×7.5m。合同段(K81+179.2～K89+300.3)段为一座特大桥，桥梁的总施工长度为531.2km，全桥左幅和右幅各自独立，两幅桥的总宽度为24m，全桥按照直线进行布置，桥面设置了2%的双向横坡。

五、应用

(一)施工前期准备

在施工过程中，为了保证高速公路桥梁施工的科学化、规范化、合理化，在注浆施工前期，需要做好以下几点工作：⑴在设备选择阶段，需要结合实际建设要求与现场情况，选择有针对性的机械设备。另外，在施工前期，需调整好施工设备的运行参数及状态，从而保证机械设备能够正常运转，进而在施工过程中发挥自身功能。⑵在注浆材料采购的阶段，需严格控制材料的等级、化学反应、质量等，施工原料必须质量达标、性能高、应用力强。⑶结合实际现场情况与施工工艺，科学、合理地进行机械设备的调配，同时完善设备调校工作，保证设备的正常运转。⑷浆液在施工前期，需完善好现场的供水设施、照明系统，保证24h能够施工作业。⑸在注浆施工前，需组织开展技术研讨会，同时项目负责人、管理人员、技术人员等需对施工图纸进行会审，在会审过程中，若发现问题，需要及时上报并及时处理。⑹设计人员和监理人员，需对设计施工图纸进行严格复查，复查过程中发现与实际不符情况时，需采取有效策略进行处理，保证施工图纸的准确及完整性。⑺在测量放样过程中，需准确确定导线点与水准点线的位置并进行加密复核，保证其不产生变化。⑻按照工程实际方案与施工设计要求，对施工人员进行科学、合理地调配，引导施工人员在施工过程中按照标准化的施工流程进行施工。

(二)钻孔施工

在对岩层和土层进行冲孔时，冲击程度要控制在6m以内，避免出现卡钻、孔壁不圆等情况，为了提高锥冲冲程的正确性，要在卷扬机的钢丝上做好标记，作业人员在施工的过程中，要根据标记的位置进行施工，钻孔施工图见图1。冲孔过程中，要及时将土渣掏干净。一般情况下，每钻0.3～0.5m进行一次掏渣，每一次掏1～2筒。当泥沙浆含量降低，比重逐渐正常后即可停止。钻进过程中，每班最低掏一次。进行掏渣后，要及时将清水或泥浆添加到孔中。投放粘土时，为了防止出现卡钻、粘钻的情况，不要一次性投放过多。在钻入到易缩孔土层或者钻入4～6m后，要使用检孔器对钻孔进行检查。一般使用钢筋制作检查孔器，设计长度为5～6m，孔径要和设计孔径保持一致。首先将检孔器放入到孔底，然后将新钻头放入，不可以使用冲击、加重压、强插检孔器等对钻孔进行检查。当检孔绳从孔位中心偏离或则检孔器不能达到钻孔深度时，要考虑缩孔、斜孔、弯孔、扁孔等情况，要对钻头的位置进行调整，进行补救以后才可以进行钻进。为了防止出现卡钻的情况，不允许使用钻锥对孔进行修理。进行钻孔时，要平稳起吊，避免对孔壁和护筒造成触碰。钻头进孔时，为了避免出现钻锤伤人的情况，不要在钻孔的四周站人。因事故造成停钻时，需要使用保护盖对钻孔进行保护。为了避免出现埋钻的情况，需要将钻锥从口外提出。钻进施工时，结合地质构造将不良地质构造的位置确定出来，快钻到溶洞构造区时，选用0.2～0.5m小冲程钻进施工，避免因“打空锤”或卡钻导致钢丝绳和钻架受到过大荷载出现钻架被破坏或者钢丝绳被拉断的情况。

(三)注浆施工

注浆法是指利用液压、气压和电化学原理，通过注浆管将浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透、挤密等方式，挤出土体颗粒或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置。经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的“结石体”。外围两排孔的注浆工作可以先完成，这样可有效防止出现水泥浆外流的情况。本次讨论的这个桥梁工程的注浆施工环节主要采用的是跳注方式，两个相邻孔之间间隔注浆时间超过3h，这样可避免出现孔间窜浆的现象，进而有效确保注浆施工效果。注浆参数具体设置：注浆压力为0.2 MPa，水灰比为1.0，水泥量是65 kg/m。注浆施工的过程中，如果浆液表面比较稳定，没有发生下沉现象，可以暂停注浆施工。

(四)注浆施工的质量控制

注浆施工的质量对整个桥梁工程的质量影响都是非常大的。在注浆时，必须严格按照设计要求及施工方案进行。先进行现场的注浆试验，在确定能够注浆后，进行正式的注浆施工，严格控制注浆施工的质量。①材料的质量控制，材料进场前严格执行见证取样制度，严禁使用过期水泥，确保注浆材料的质量符合规范要求。②定位放线，要做到严格按照图纸要求进行定位，确保准确无误，并且要进行严格的复核工作。注浆孔的预留必须严格按照施工方案提前进行，注浆孔在预留时，要考虑到桥梁与高速公路路线之间的关系，合理预留孔洞。施工中，操作人员必须要具备一定的责任心，控制注浆参数，并且利用计量工具控制注浆量。严格控制注浆压力，一旦发现压力达不到设计值时，要立即停止注浆，当出现漏浆、溢浆等现象时，也要停止注浆，问题处理后才能继续注浆。在注浆中我们还需要注意这几个方面内容：①水泥浆的注射尽量要一次性完成，不要中断，避免堵管。②施工人员施工中要重点注意注浆的压力、时间以及注浆的有效直径等注浆参数。③当注浆孔的周边有浆液流出时要及时进行封堵，避免浆液冒出。冒浆严重时，停止注浆，稳定后继续注浆。

结束语

通过上文的全面论述，我们可以清楚地看出注浆技术是我国建设公路桥梁工程中非常必要的技术，同时还了解到我国使用注浆技术的现状和未来前景。根据实际情况分析，对我国现有的注浆技术进行完善和提升可以说是现阶段十分必要的工作，只有这样，才能强化我国公路桥梁路基施工，保证我国的公路桥梁建设水平能够从本质上有所提升，这样一来，我国的经济和社会建设才能有更好的提升，保证公路建设的安全和稳定，就是确保我国人民生活质量，所以，完善注浆技术在公路桥梁路基施工中的应用是非常重要的。

[1] 龙凤艳.注浆技术在高速公路桥梁施工中应用研究[J].城市建筑，2013(18)：255.

[2] 董月霞. 浅谈高速公路桥梁施工中的注浆技术应用[J].城市建设理论研究：电子版，2012(31).