公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用

钟 鸣，谢永康，刘亭玉

（武汉地铁运营有限公司，湖北 武汉 430033）

1 概述

1.1 加固技术应用的必要性

公路桥梁隧道工程在施工与使用的过程中都会出现一些质量问题，不仅影响公路桥梁的使用寿命，也会带来严重的安全隐患，因此必须要采用一定的加固技术，来提升公路桥梁隧道工程的质量。较为常见的公路桥梁隧道工程病害主要有：第一，裂缝问题。混凝土结构裂缝是一种最常见的公路桥梁隧道病害，其形成的主要原因有：温度控制不严导致温差过大，形成混凝土收缩裂缝，特别是在大体积混凝土施工中比较明显且控制较难；地基的不均匀沉降也会造成裂缝；混凝土原材料配比不恰当或质量问题，如骨料质量不合格，也会造成结构裂缝的产生。裂缝对于公路桥梁隧道的可靠性有着很大的威胁。第二，砌石松动。混凝土裂缝的持续扩大，有可能会引发砌石的松动，砌石松动会使道路、桥梁、围护结构的承载能力严重下降，增加公路隧道坍塌的风险。第三，砌浆脱落。砌浆对于公路桥梁隧道工程的质量起着很重要的作用，一旦发生砌浆脱落的现象，将会大大降低路面、桥面的稳定性，带来很大的安全隐患。

1.2 灌浆法加固技术

常用的加固技术有预应力加固技术、复合材料加固技术、灌浆法加固技术等，这些技术适用于不同的情形，且具有不同的特点与优势，其中灌浆法加固技术因其成本低、施工简便且加固效果好、适用范围广等优势而得到了较为广泛的应用。具体来说，灌浆法加固技术就是使用各种原材料如砂石、水泥、环氧树脂等，将一种或者几种材料按照一定的比例混合搅拌制备成浆液，然后将制作好的浆液灌注到裂缝当中，将裂缝进行封堵，提升结构或构件的稳定性、抗渗性。灌浆法加固技术的应用原理是通过填补地基裂缝，来实现结构加固的效果；通过灌注浆液，能够在裂缝结构中形成稳定的固化物，提升结构的稳定性和承载能力，保障公路桥梁隧道工程的良好性状。

1.3 灌浆法加固技术的优势

灌浆法加固技术相较于其他的加固技术，具有明显的优势，因此在公路桥梁隧道工程加固时，往往会首先选择灌浆法加固技术。具体来说，该技术的优势主要表现在以下几方面。第一，抗渗性能强。灌浆法加固技术具有较强的抗渗性能，能够在加固路基裂缝的同时提升路基的抗渗能力，减少雨水等对路基结构的侵蚀。第二，能够减少路基的沉降量。路基的不均匀沉降会带来桥梁、隧道坍塌的风险，而灌浆法加固技术能够实现路基的加固，同时减少路基沉降，降低事故发生的风险。第三，能够有效填充缝隙。灌浆法加固技术能够实现缝隙的填充，避免裂缝问题的持续扩大，造成严重的质量问题和安全隐患；同时能够避免缝隙渗漏造成的对路基结构的破坏。第四，加固效果强。通过灌浆，能够有效提升路基的强度，加强道路桥梁承载外界应力的能力，并修复因裂缝造成的路基结构的破坏，具有较强的加固效果。

2 技术应用的流程分析

2.1 公路隧道灌浆法加固技术应用流程

（1）钻孔、放置注浆管。公路隧道灌浆加固施工的第一道工序，就是钻孔与放置注浆管。在进行该工序施工的时候，需要根据工程的实际需求来进行相应操作；在钻孔和放置注浆管时要做好定位，钻孔应当保持与地面垂直；在施工时需要做好安全防护的工作，并对钻进距离进行实时测量，并对钻孔的质量实行动态的监控。

（2）注浆。钻孔完成且注浆管放置完毕，就可以进行下一步的注浆操作了。注浆过程中最重要的就是浆液的制作。一般公路隧道灌浆加固技术的浆液会选用强度为42.5的水泥，配合其他添加剂、水，按照一定的比例进行搅拌；搅拌时需要使用高效的搅拌机，一般搅拌时间控制在0.5 min，具体要根据工程的实际需求以及混合料的多少等因素来合理调整；制作浆液要控制好水的温度，最好不要超过30 ℃，同时要避免太阳直射，否则会使浆液凝固，无法完成灌注操作。

注浆是整个技术应用过程中的关键工序，要严格按照要求规范操作，并做好质量的控制。在注浆的过程中如果出现冒泡的现象，需要暂停注浆，静置一段时间后再继续操作，或者需要添加一些辅助剂来改善浆液性能，确保注浆的顺利进行；如果此时强行继续灌注浆液，会影响最终的加固效果。在注浆过程中还需要注意的一点是，当浆液不再被吸收时，还需要再继续灌注5 min的时间再停止，能够确保缝隙被完全填充。

（3）封孔。注浆完成后，要将钻孔中的杂质清理干净，并将空洞使用水泥封存，确保浆液密封严实。封堵后要持续观察孔内的情况，如果发现浆液下沉的情况，需要进行补浆操作。

2.2 公路桥梁灌浆法加固技术应用流程

（1）技术应用前的检查。施工前需要对桥台和桥墩基础的尺寸进行再次核对，如果与施工方案存在差异，现场施工人员应当立即向监理单位和建设单位报备，根据实际情况对施工方案进行合理调整。

（2）测量放样。根据施工方案确定的钻孔位置，使用钢尺在横桥上进行准确的钻孔定位。相邻钻孔之间的距离应当控制在1.5 m，桥台基地与孔底的垂直距离应当达到3 m的要求。测量完成后，需要进行再次的复核，确保位置准确。经现场监理验收不存在误差后，就可以开始下一道工序的施工了。

（3）钻孔。钻孔之前，需要做好钻机的性能检查与就位。根据钻孔的实际需求，合理的选择钻机的规格型号；在钻机进场后，要对钻机的性能、状态进行全面检查，确认是否存在损坏、钻杆缺陷等问题，如果发现问题必须要进行维修或更换钻机的处理，避免钻孔过程中发生钻杆断裂等质量问题，影响钻孔施工过程。经检查钻机性能良好，能够满足施工需求后，确定好钻机的放置位置，在该位置上搭建起钻孔平台，然后将钻机放置到作业平台上做好固定，并对钻头的角度进行调整，要求偏差不超过轴线的5 mm。

钻机就位后，可以开始钻孔操作了。孔径要严格按照设计要求进行控制，并且钻进的角度也要符合设计标准。在钻孔的过程中，要进行从旁监督，并做好过程记录，包括孔位编号、钻进过程耗费的实际等内容。同时还要注意观察尘样，据此判断钻孔的速度和进度、深度等是否符合要求，钻进压力是否需要调整等；并通过听钻孔过程中的声音，来判断钻孔内部结构是否存在异常情况，是否需要调整方案等。

在钻孔的过程中，如果遇到卡钻的情况，可以利用空压机和钢管来进行处理，具体的操作步骤是将钢管插入到卡钻的位置以后打开空压机，然后通过钢管进行反复地吹捣，直至钻机能够继续前进。需要注意的是，在吹捣的过程中钻机不能打开，否则会使钻头与钢管缠住，引发事故。

（4）放置注浆管。根据钻孔的直径，选择尺寸、壁厚合适的钢管作为注浆管。为了避免漏浆现象的发生，可以在放置注浆管前，将其外围粘贴密封胶布；注浆管放置到钻孔后，使用水泥浆进行固定与封堵、并检查没有问题后，开始下一步的施工。

（5）注浆。首先要进行浆液的制备。首先在搅拌机内加入水并启动，然后按照设计的比例加入水泥，待浆液搅拌均匀后即制作完成。通常一次制备的数量应当足够注满一个钻孔，避免提前制备好的浆液在存放过程中发生凝固，影响灌注效果。其次进行第一次注浆。第一次注浆的浆液的水灰比应当控制在0.5，注浆过程以常压推进，待从孔口流出的泥浆浓度均匀正常后，第一次注浆完成。最后，进行第二次注浆。第二次注浆要在第一次注浆完成后的10~14 h内开始。第二次注浆的水灰比要相应调整到0.6，并且注浆的压力、时间等要根据现场的实际情况进行合理调整。

（6）质量检测。注浆完成且浆液完成凝固后，需要进行注浆质量检测。主要检测方式是测试地基的承载力是否能够达到300 kPa以上，如果能够达到标准，则说明灌浆法加固技术应用成功。

3 灌浆法加固技术应用注意要点

3.1 做好前期准备工作

灌浆法加固技术的应用准备工作主要有以下几方面。第一，需要对施工现场进行细致的勘察，并了解工程施工的要求、时间等，通过收集的各方面的信息资料，来进行综合分析，计算出灌浆加固技术应用的各项参数，以及灌浆加固的范围；根据现场的地质水文条件等关键因素，确定选择最适用的灌浆方法，例如，土层较硬的施工场地应当使用劈裂灌浆加固法，而沙土路基则应当使用渗透灌浆法来操作。第二，在灌浆正式开始施工前，要进行试验测试技术方案是否可行，各项参数是否合理和精确，例如通过灌浆试验可以确定浆液的配比是否合适，如果测试存在问题可以及时进行相应的调整，确保正式灌浆时使用的浆液性能良好，能够起到很好的加固效果。第三，对技术应用所需的设备、材料进行质量检验，确保设备如搅拌机、钻孔机等的性能良好，能够满足施工所需，不会在施工过程中突发问题造成停工；组建专业化水平以及施工技术水平较高、经验丰富的施工团队，并做好对施工人员的技术交底以及施工前的技术、安全等方面的培训；做好施工现场的测量工作等等。

3.2 明确技术应用标准

要想确保公路桥梁隧道工程施工中的灌浆加固技术能够发挥出预期的效果，解决工程面临的裂缝、砌石松动、脱落等病害，需要在施工前明确灌浆加固技术的各项应用标准，具体来说有以下几点。

第一，确定灌浆压力。注浆的过程中，要确定施加恰当的灌浆压力，才能保证注浆过程的顺利进行，并且取得较好的灌注效果。在确定灌浆压力时，需要结合现场的地质条件、施工条件等情况确定恰当的灌浆压力。在明确灌浆压力后需要进行试验，确认压力是否合适，是否会出现突发状况等，然后根据试验结果合理的调整压力值，并做好突发状况的应急措施。在注浆的过程中，要根据确定好的灌浆压力，做好控制，避免出现压力的波动影响注浆效果。第二，确定注浆量。通常情况下，灌浆量应当按照施工对象的含土量的20%来确定，在具体工程项目中，还应当结合实际的土质条件、浆液、土层的渗透系数等来进行恰当的调整，但是应当按照能够填满地基并且灌浆饱满的标准来确定最终的数值。第三，确保施工路基的承载力满足施工需求。施工现场的路基承载力必须能够达到相应的标准，才能保证灌浆加固技术的顺利应用。通常情况下，淤泥地段的承载力必须超过90 kPa，复合路基的承载力则应当达到135 kPa。第四，确定扩散半径。扩散半径对于灌浆施工有着重要的影响，因此在施工中必须结合各项施工参数如灌浆压力、时间、渗透系数等来合理地确定扩散半径，严格控制好扩散半径。如果在施工中条件发生变化，则要及时地调整扩散半径，确保施工质量。

3.3 做好突发状况的应急处理

（1）灌浆中断处理。灌浆中断是公路桥梁隧道灌浆加固施工中较常出现的问题，在发生这种现象时要及时采取措施进行处理，否则会造成钻孔的堵塞，影响施工进程和施工质量。具体来说，在进行灌浆施工前要做好充分的准备，降低灌浆中断出现的概率；如果出现中断的情况，要在30 min内做好处理然后恢复灌浆；如果中断后没有及时处理，中断的时间过长就会造成浆液不被吸收的情况，在这种情形下，就必须要进行钻孔的清扫，确保注浆的速率能够恢复并达到施工要求。

（2）漏浆处理。漏浆也是公路桥梁隧道工程灌浆加固施工中常见的问题。在发现漏浆后，要暂停灌浆，并查找漏浆发生的原因，然后有针对性地采取补救措施。具体的补救措施有：注浆管表面封堵、降低注浆压力、降低浆液的水分含量、间歇性灌浆等，具体需要结合实际的情况选择恰当的措施，才能有效解决漏浆问题。

（3）混凝土衬砌裂隙变形处理。在注浆的过程中，要严格把控注浆的速度和压力，一旦注浆的速率超出标准要求，很容易出现混凝土衬砌裂隙变形的现象。在发现这种现象后，要立即停止注浆操作，对变形的部位进行全面的检查，然后根据变形的程度进行妥善处理，修复完成后才能继续进行灌浆，并且对于出现过该问题的施工部位进行实时的监督，避免问题再次出现。

4 结束语

灌浆法加固技术对于公路桥梁隧道的裂缝、砌石松动、砌浆脱落等问题有着很好的修复效果，能够有效提升公路桥梁的稳定性与承载能力。因此，公路桥梁隧道工程的技术人员应当加强对于灌浆法加固技术应用的研发，不断改善技术应用限制，提升技术应用的效果。在具体工程项目中应用该技术时，应当严格按照应用的流程规范作业，结合工程项目的实际情况，合理的确定浆液配比、注浆压力、注浆速度、扩散半径等各项参数，并做好施工准备，加强施工过程的监管，避免漏浆、中断等问题的出现，即便出现问题也应当提前做好应急措施，及时处理。