公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用分析

赵秀文

（山西诺信交通建设工程有限公司，山西太原 030000）

0 引言

当前，我国为达成“建设交通强国”的目标，公路建设事业正在如火如荼地开展，其中公路桥梁隧道工程的施工难度较一般的路面工程施工难度大，对基础和施工环境周边土体强度的要求较高，若施工过程中未能充分考虑施工现场周边的土质环境特点，会严重影响公路桥梁隧道工程的施工质量。为保证公路桥梁隧道工程的顺利施工，施工单位应积极分析施工现场土质环境特点，掌握灌浆法加固技术的应用方式，为当前公路桥梁隧道工程的施工提供保障。

1 灌浆法加固技术概述

灌浆法加固技术是当前常用于公路桥梁隧道工程施工中的一种加固技术。公路桥梁隧道工程施工需要在各种土质条件下进行，其中大部分工程的基础施工对基础的防渗性能以及周边土体强度都有一定标准的要求，因此，必须使用加固技术对工程基础或基础周边土质条件进行适当处理，以有效保证工程基础施工的质量，进而保证工程项目的整体施工质量[1]。

灌浆法加固技术通过向工程基础或基础周边土体灌注浆液，以浆液凝结后的物理效果提升工程基础稳定性或周边土体功能性。灌浆法加固技术不同于以往的加固技术，其能够使工程基础或基础周边土质条件获得半永久性的改善，有助于工程基础的堵漏、防渗、加固等性能的提升。

2 公路桥梁隧道工程施工难点

2.1 钢筋锈蚀

钢筋锈蚀是公路桥梁隧道工程施工中的常见问题。钢筋锈蚀的主要原因是混凝土性能或混凝土施工质量不达标。在公路桥梁隧道施工完毕后，钢筋会被包裹在混凝土内部，提升公路桥梁隧道工程的整体抗拉性能和强度。在隔绝外部环境的情况下，钢筋的锈蚀主要受混凝土影响。

其一，若混凝土的pH 值小于5，将满足金属析氧腐蚀的条件，加速钢筋的锈蚀问题；若混凝土的pH 值介于10～15 之间，则可以有效避免锈蚀问题的出现。

其二，若工程基础施工中出现混凝土裂缝，会导致钢筋透过裂缝与外界形成连通，受外界因素的影响而产生锈蚀问题。

钢筋锈蚀会导致钢筋体积膨胀，使保护钢筋的混凝土层脱落，进而破坏混凝土结构，使混凝土性能大幅度下降，最终影响公路桥梁隧道工程的整体施工质量[2]。

2.2 防排水效果较差

与其他工程项目施工不同，公路桥梁隧道工程的施工一般在山体、地下、水源地周边进行，因此，公路桥梁隧道工程的施工地质条件包含岩土、软弱土质等多种复杂的地质情况，虽然在施工过程中进行了防排水设施的设置，仍无法完全避免地下水或地表水的侵扰，影响工程施工效果。

在公路桥梁隧道工程的施工中，防排水一直是困扰施工的难点，当前，公路桥梁隧道工程施工过程中常用的防排水方式多为使用高分子防水材料隔绝地下水系的侵扰，同时在排水材料外围的隧道壁铺设多个方向的排水管道，这一方法既能够防止地下水进入隧道内部，也能够有效将水排至隧道工程外。但在实际施工中，该技术的应用较为繁琐，对防水材料的要求较高，若防水材料存在孔洞或铺设过程中产生损坏，都会导致防排水设施不合格，进而造成隧道渗水问题，影响工程施工质量，甚至威胁施工现场安全[3]。

2.3 混凝土裂缝

混凝土裂缝是钢筋混凝土结构中的常见施工质量问题，产生混凝土裂缝的原因主要包括以下三种：

第一，温度裂缝。在混凝土凝固水化的过程中，会产生大量的水化热，而混凝土外表的散热效率较混凝土内部更快，导致外表混凝土散热完毕逐渐恢复形态时，内部混凝土仍受“热胀冷缩”影响而处于膨胀状态，当内部混凝土因膨胀而对表面混凝土产生的应力大于当前表面混凝土的强度时，便会产生混凝土裂缝。

第二，塑性收缩裂缝。在混凝土进入初凝阶段、开始水化作用时，若因大风、高温等问题而使混凝土表面水分快速蒸发，便会导致表面混凝土失去形变能力，而此时内部混凝土正处于水化作用中，其形态会随着温度而变化，当混凝土内部因膨胀、收缩而对混凝土表面产生拉力时，混凝土表面便会产生裂缝。

第三，应力裂缝。在公路桥梁隧道工程建设完毕投入使用后，过往的行人、车辆会对桥梁主体施加不规则的应力，若瞬间施加应力超过桥梁荷载标准或长期施加应力造成公路桥梁隧道工程结构疲劳，会导致应力裂缝的出现[4]。桥梁混凝土裂缝如图1 所示。

图1 桥梁混凝土裂缝

2.4 地质问题

公路桥梁隧道工程在特殊环境下进行建设工作，其中具有代表性的地质情况是江河周边的软弱土质以及岩石环境，因此，在特殊土质区域的基础施工通常会导致基础防渗性能或周边土体强度不足，导致公路桥梁隧道工程的整体功能性受到影响。

3 公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用

3.1 施工前准备工作

为保证灌浆法加固技术顺利施工，在正式施工前需要进行准备工作，包括以下三个方面：

第一，施工器械准备。灌浆法加固技术需要使用打孔设备、注浆设备，在正式施工前，施工单位应根据打孔、注浆的需要，调配设备至施工现场，并对设备进行检查，防止设备存在故障。

第二，施工材料准备。灌浆法加固技术的主要施工材料是灌浆料，根据公路桥梁隧道工程的基础施工质量以及周边土体情况，需要从H-40、H-60、CGM灌浆料、特种灌浆料等灌浆材料中进行选择，以符合施工需要。

第三，制订施工计划。施工计划是正式施工的依据，施工单位技术人员需要针对施工过程中可能出现的打孔位置错误、开裂、打孔深度不足等问题，制定针对性预防措施，在保证灌浆法加固技术顺利实施的同时，及时处理突发性问题[5]。

3.2 测量放样

测量放样工作能够将工程施工效果最大化。在灌浆法加固技术的施工中，需要对基础或周边土体进行钻孔，若施工人员操作不当或施工位置不明确，易出现钻孔位置偏移或钻孔深度不足的问题。测量放样能够将设计图纸中灌浆法加固技术的施工标准落实到施工现场中，明确标记施工点位，并在钻头上标记钻孔目标位置，如此，施工人员在进行钻孔操作时，便能够明确钻孔位置和钻孔深度，保证钻孔工作的顺利开展，避免钻孔施工出现质量问题影响后续灌浆效果[6]。

3.3 钻机就位

钻孔是灌浆法加固技术的施工前提条件，钻机是完成钻孔工作的必要设备，为保证钻机在钻孔工作中的应用效果，钻机在现场必须由专业人员检查，并保证钻机的工作状态，具体标准包括以下两点：

第一，钻机的平稳。为保证灌浆效果，灌浆法加固技术的钻孔工作必须保证按照设计要求完成，若钻机平稳性不足，会导致操作人员对钻孔效果的误判，引发钻孔偏移问题。当钻机到达施工现场并在施工位置就位后，操作人员应以水平仪器调整钻机姿态，直至钻机平稳性满足施工要求后方可进行施工[7]。

第二，钻机的固定。钻机在进行钻孔工作时，对基础及周边土体的冲击会形成极强的反作用力，若钻机固定效果不佳，会导致钻机在反作用力下发生大幅度晃动，从而影响钻孔效果。对此，除钻机自身的锁固装置外，施工单位应以钢索、粗麻绳等进一步加强钻机的固定效果。

3.4 钻进成孔

钻进成孔是灌浆法加固技术中钻孔工序的正式施工，为保证钻孔效果满足后续的灌浆工作需要，具体操作如下：

首先，应注意钻进速度，若对土壤地质进行钻孔，则无须考虑钻进速度的影响；若在岩石或基础上进行钻孔，必须将钻孔速度控制在0.2mm/s，且严禁钻进速度的突然改变。

其次，在钻孔完毕后为防止孔壁存在杂物，钻机操作人员应进行二次扫孔，保证孔壁光滑无杂物，为后续的注浆工作提供条件。

最后，钻孔的直径标准为6～8cm。若施工现场灌浆管有其他直径标准，则应按照灌浆管标准对孔径进行适当调整，避免后续施工中出现无法铺设注浆管的问题[8]。

3.5 铺设注浆管

注浆管是灌注浆液的主要工具，若没有考虑注浆过程中可能出现的问题，则会导致堵管、注浆效率低等问题，影响灌浆法加固技术的施工质量和施工效率。在铺设注浆管时应重点关注以下两个方面：

第一，避免注浆管弯折。公路桥梁隧道工程的施工现场情况复杂，若注浆管过长，会导致铺设注浆管时大部分注浆管无法被有效展开，从而造成注浆管弯曲、折叠。在注浆过程中，注浆管的弯折问题会导致堵管，影响施工，因此，在铺设注浆管时应截取适当长度的注浆管进行铺设，避免注浆管的弯曲、折叠问题。

第二，注浆管铺设角度。在铺设注浆管时需要考虑泵注设备与注浆位置的高低差，若注浆设备位置与注浆位置高低差过大，会导致注浆管道呈接近直角的角度弯折，影响泵注效率。为避免该问题的发生，若泵注设备与注浆位置高低差过大，则应调整注浆放置位置，再铺设注浆管[9]。

3.6 浆液制备

浆液性能是影响灌浆法加固技术效果的主要因素，因此，浆液的制备是灌浆法加固技术的重点工作之一。

首先，为保证浆液的整体性能，应考虑浆液的配比，一般水料比为0.12∶1，施工单位可以根据施工现场地质情况及施工目标对配比进行适当调整，但配比标准必须满足工程对浆料的坍落度需求，避免注浆过程中发生离析。

其次，浆料的搅拌时间也是影响浆料性能的关键因素，若搅拌时间过长，会导致浆料离析；若搅拌时间不足，会导致浆料结块，灌浆法加固技术的浆料搅拌时间一般为3min。施工单位必须合理控制浆料的搅拌时间，为后续的注浆工序提供条件。

最后，为保证浆料的功能性满足公路桥梁隧道工程的施工需要，施工单位应在施工前进行试拌，将样品送至检测单位进行性能检测，检测结果满足工程施工需要后，才能将浆液用于注浆。

3.7 注浆

根据灌注浆料的模式不同，注浆工序分为孔口灌浆、一次性灌浆、分段灌浆以及综合灌浆等注浆方式，为保证注浆工序的施工效果，施工单位应根据施工现场的目标需求，确定注浆方式、注浆压力，保证注浆的顺利进行[10]。当注浆量达到设计标准或浆液已经从孔口溢出时，应立即停止注浆，并封口，避免浆料逆流。

4 结语

综上所述，当前公路桥梁隧道工程的施工中存在多种施工难点，影响公路桥梁隧道工程的施工质量和施工效率，灌浆加固法的应用能够有效避免施工问题的出现，并保证公路桥梁隧道施工质量。灌浆法加固技术的施工成本低、施工效果显著，相关人员应积极掌握灌浆法加固技术的实际应用方法，为公路事业的未来发展提供保障。