道路橋梁隧道施工中灌漿法的應(yīng)用

劉忠熹 中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司

一、灌漿法簡(jiǎn)介

可以利用水壓和氣壓原理將灌漿注入裂縫或人工改善裂縫。橋梁和隧道的施工場(chǎng)地通常位于山區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū)。道路不平，外部環(huán)境惡劣。此外，項(xiàng)目在外部環(huán)境下的施工容易受到其他一些因素的干擾，延誤了項(xiàng)目的完成，無(wú)法保證項(xiàng)目的質(zhì)量。工程建設(shè)中的不確定性等諸多因素最終會(huì)使地下道路、橋梁和隧道在建成運(yùn)營(yíng)后容易產(chǎn)生地下裂縫，這將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的施工運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全性、可靠性和施工穩(wěn)定性。因此，為了徹底解決加固難題，工程企業(yè)應(yīng)更加重視這些技術(shù)措施和方法在整個(gè)施工管理過(guò)程中的正確、合理、有效應(yīng)用。注漿法是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，可以成功地及時(shí)加固許多道路、橋梁和隧道建筑物中形成的大裂縫。與其他混凝土方法相比，灌漿法有一個(gè)非常獨(dú)特和新穎的施工技術(shù)特點(diǎn)，即它可以有效且極大地幫助橋梁混凝土工程提高工程結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。其次，注漿加固法還可以考慮具有橋梁防滲和隧道防護(hù)的雙重功能，可以真正有效地減少隧道內(nèi)的滲漏量和滯泥量，提高整個(gè)橋隧結(jié)構(gòu)體系的整體綜合防滲能力，延長(zhǎng)整個(gè)橋隧結(jié)構(gòu)體系的有效使用壽命。最后，注漿隧道最突出的特點(diǎn)之一是隧道具有加固隧道的加固功能。它可以重新加強(qiáng)整個(gè)橋隧本身的整體穩(wěn)定性，提高橋隧結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，有效解決橋隧工程中的局部裂縫問(wèn)題。

二、道路橋梁隧道工程中裂縫現(xiàn)象的成因

（一）自然環(huán)境因素

目前，我國(guó)道路、橋梁和隧道工程的主要建筑材料是混凝土，這對(duì)自然環(huán)境更為敏感。如果冬夏溫差過(guò)大，容易產(chǎn)生裂縫，這將對(duì)道路、橋梁和隧道工程的使用壽命產(chǎn)生很大影響。澆筑混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，如果施工技術(shù)人員不考慮溫差的影響，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部結(jié)構(gòu)的溫差過(guò)大，則由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度過(guò)高，容易在結(jié)構(gòu)面上留下細(xì)小的接縫。

（二）荷載量過(guò)大

在整個(gè)施工管理環(huán)節(jié)的實(shí)施中，如果施工人員沒(méi)有按照規(guī)定充分、科學(xué)地計(jì)算和設(shè)計(jì)各道路、橋梁和隧道工程的實(shí)際總荷載或承載位移系數(shù)，后期橋梁建成并投入公路運(yùn)營(yíng)后，未能將其值與公路的實(shí)際施工情況有效地聯(lián)系起來(lái)，一旦公路橋梁隧道工程所承受的實(shí)際荷載變化值過(guò)大，很可能導(dǎo)致公路橋梁隧道工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫。

（三）施工技術(shù)不合理

施工單位在進(jìn)行各種道路、橋梁、隧道工程的基礎(chǔ)施工任務(wù)時(shí)，如果基建施工人員仍不能根據(jù)基址和施工設(shè)備的實(shí)際工作情況，正確選擇和掌握相應(yīng)的基礎(chǔ)施工機(jī)械和工具的技術(shù)方法，或仍不能按照合同要求的基本施工作業(yè)流程和方法準(zhǔn)確進(jìn)行基本施工，將大大增加道路、橋梁、隧道工程結(jié)構(gòu)發(fā)生重大裂縫事故的直接可能性，不能有效保證各類(lèi)道路的整體施工質(zhì)量，橋梁和隧道工程基礎(chǔ)。

三、道路橋梁隧道施工中灌漿法的應(yīng)用探討

（一）灌漿技術(shù)應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目前期的所有設(shè)計(jì)準(zhǔn)備和材料工作完成后，施工現(xiàn)場(chǎng)要求橋隧灌漿工作必須按計(jì)劃完成，本階段工作和設(shè)計(jì)過(guò)程的順利有效實(shí)施，還必須基于對(duì)中國(guó)當(dāng)前道路、橋梁和隧道工程施工現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)的了解，以及基于工程應(yīng)用中的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究成果的施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，介紹了工程現(xiàn)場(chǎng)人工檢查和修改后的各種觀測(cè)壓力數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算記錄，作為基礎(chǔ)理論和支撐，最后確定了隧道灌漿工程施工期間隧道整體結(jié)構(gòu)施工的初步設(shè)計(jì)方案。在實(shí)施項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的施工隊(duì)整體施工圖設(shè)計(jì)的分析論證過(guò)程和設(shè)計(jì)實(shí)施中，應(yīng)能確定和掌握隧道灌漿工程的關(guān)鍵方面，如最大孔徑、鉆孔位置、材料類(lèi)型和鉆孔方法的選擇，以及隧道灌漿過(guò)程中中壓參數(shù)變化的預(yù)測(cè)控制參數(shù)設(shè)置和方法確定。

（二）做好施工設(shè)備的準(zhǔn)備

隧道施工技術(shù)是否符合隧道施工方案的實(shí)際要求，直接影響到未來(lái)隧道施工設(shè)備的性能。在實(shí)際的隧道施工工藝方案中，應(yīng)重點(diǎn)充分研究和考慮隧道注漿加固新技術(shù)的新結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及當(dāng)前道路、橋梁和隧道建設(shè)項(xiàng)目的一些實(shí)際設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量要求，并以此為技術(shù)依據(jù)，配備更合適、更先進(jìn)的鋼筋施工檢測(cè)設(shè)備。在編制各種施工支撐設(shè)備后，注漿法和加固法技術(shù)在道路、橋梁、隧道基礎(chǔ)施工領(lǐng)域的成功提供了良好的基礎(chǔ)，保證施工任務(wù)有序、順利、有效地開(kāi)展。

（三）漿材的配比

灌漿材料配比的好壞可能會(huì)極大的影響混凝土后期灌漿材料的強(qiáng)度和混凝土澆筑的整體質(zhì)量，最終可能直接改變并嚴(yán)重影響后續(xù)道路的整體施工、養(yǎng)護(hù)和使用質(zhì)量及整體工程質(zhì)量水平，橋梁和隧道混凝土的維護(hù)和施工。因此，混凝土施工管理單位必須始終結(jié)合各種混凝土灌漿材料的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行更嚴(yán)格、科學(xué)的工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求和過(guò)程控制。影響灌漿材料強(qiáng)度的直接和決定性因素是混凝土配合比、水灰比、骨料、外加劑、密實(shí)度和施工過(guò)程后期混凝土構(gòu)件施工質(zhì)量的保持。在使用泥漿材料時(shí)，合理使用和配比泥漿也需要更加注意密度比例。目前，對(duì)于道路、橋梁和隧道工程領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，泥漿質(zhì)量協(xié)調(diào)的一些技術(shù)要求可能比較高，這些漿料比的綜合應(yīng)用要求，同時(shí)也必須滿足我國(guó)一些公路、橋梁、隧道建設(shè)中對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的剛性要求。

（四）施工流程

施工前有兩個(gè)工藝流程。第一點(diǎn)是提前做好鉆孔和成孔工作，用各種規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)的同直徑鉆頭鉆進(jìn)。假設(shè)本次鉆探準(zhǔn)備階段遇到大量粉土，需提前取下已安裝好的鉆孔導(dǎo)管孔，在孔壁周?chē)@孔，然后借助自動(dòng)打撈砂管設(shè)備將鉆頭下放到粘性土孔腔中；第二道工序是將軟橡膠片預(yù)先包壓在穿孔管的外壁表面，有效控制沉積物雜質(zhì)任意進(jìn)入鉆孔和穿孔管的內(nèi)表面；第三個(gè)環(huán)節(jié)是如何開(kāi)始攪拌水泥漿。此時(shí)，首先需要在水泥灌漿筒基座中均勻地?fù)饺胍欢ū壤纳倭克疂{料和少量水泥漿，然后用電攪拌器開(kāi)始攪拌，并在水泥基礎(chǔ)位置澆注適量水泥，混合時(shí)間約為3 分鐘至5 分鐘，攪拌時(shí)間結(jié)束后即可完成攪拌；注意，基礎(chǔ)灌漿施工操作的順序布置必須保證其盡可能符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范和施工規(guī)范中規(guī)定的條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求，并進(jìn)行科學(xué)的、連續(xù)的、安全的、有效的快速灌漿施工，最后，當(dāng)泥漿呈現(xiàn)出非常充分和均勻的流動(dòng)情況時(shí)，應(yīng)立即停止填筑整個(gè)注漿地基；最后，還有一個(gè)灌漿和密封孔和孔口的操作程序。對(duì)于已完成封孔灌漿作業(yè)的混凝土施工機(jī)械和操作，負(fù)責(zé)人應(yīng)告知灌漿施工作業(yè)完成并通過(guò)檢查后應(yīng)積極采取的措施，并及時(shí)采取正確措施進(jìn)行混凝土孔口灌漿和密封。密封灌漿施工一次完成后，應(yīng)在24 小時(shí)內(nèi)定期嚴(yán)格檢查灌漿孔的質(zhì)量。如果出現(xiàn)施工泥漿水位下降的問(wèn)題，應(yīng)迅速采取相應(yīng)的安全技術(shù)補(bǔ)救措施，以便后續(xù)施工和質(zhì)量控制。對(duì)于其他特殊灌漿施工和特殊情況下的灌漿安全處理，在回填和封堵灌漿施工時(shí)，應(yīng)在下方標(biāo)記灌漿編號(hào)孔。在灌漿和回填混凝土過(guò)程中，一旦灌漿不順暢、不連續(xù)，如果外運(yùn)中斷，影響將非常嚴(yán)重，可能導(dǎo)致灌漿管道孔堵塞等問(wèn)題。為徹底杜絕此類(lèi)問(wèn)題的頻繁發(fā)生，施工技術(shù)人員應(yīng)積極做好各項(xiàng)施工技術(shù)準(zhǔn)備措施，有效避免灌漿施工長(zhǎng)期中斷的技術(shù)問(wèn)題。即使存在灌漿中斷的長(zhǎng)期技術(shù)問(wèn)題，我們也應(yīng)努力在最短時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù)到灌漿開(kāi)始。此處規(guī)定，一次灌漿的最大中斷時(shí)間不得超過(guò)30分鐘。在隧道灌漿加固的過(guò)程控制中，要嚴(yán)格防止混凝土大體積膨脹和吸漿膨脹的裂縫現(xiàn)象。這種極端情況還可能導(dǎo)致大型橋隧混凝土襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫滲漏或嚴(yán)重變形。此時(shí)，必須確保手動(dòng)灌漿和操作及時(shí)、徹底停止，查明泄漏原因，待所有灌漿固化穩(wěn)定后，恢復(fù)手動(dòng)灌漿。恢復(fù)作業(yè)時(shí)，注意保證灌漿速率小，同時(shí)注意觀察，防止后期發(fā)生其他各種作業(yè)事故。

（五）技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

首先，我們應(yīng)該更加重視各種工作的初步信息、準(zhǔn)備和調(diào)查。要求大多數(shù)從事工程灌漿技術(shù)方法和施工作業(yè)或工程方案編制、審查和設(shè)計(jì)的研究人員，應(yīng)先深入施工現(xiàn)場(chǎng)，或經(jīng)常到灌漿工程或作業(yè)設(shè)備的施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)工程地質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在全面、詳細(xì)地了解氣候特征和土壤、水文、地貌、氣候等各種自然條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)不同施工地區(qū)工程灌漿施工現(xiàn)狀及施工機(jī)具使用方法特點(diǎn)的分析，選擇了一套更適合設(shè)計(jì)單位本工程施工實(shí)施的施工工藝和方法，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合大量前期市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，最終設(shè)計(jì)形成了一套灌漿技術(shù)操作技術(shù)施工指導(dǎo)方案，并繪制了灌漿工藝操作詳圖。根據(jù)工程需要，灌漿法工程技術(shù)的應(yīng)用往往可能涉及多個(gè)工藝參數(shù)、范圍，并對(duì)工程的基本信息，如設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝的布置和設(shè)計(jì)方案要求，進(jìn)行了詳細(xì)、明確、具體的描述，指導(dǎo)本工程現(xiàn)場(chǎng)施工組織人員，基本保證本工程能按計(jì)劃順利施工，并按照隧道灌漿方法要求施工的隧道工程相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)入施工準(zhǔn)備階段。其次，有必要在隧道內(nèi)進(jìn)行隧道灌漿的工程操作。隧道工程區(qū)內(nèi)需要開(kāi)挖回填的圍巖、襯砌等結(jié)構(gòu)部位，如果需要采用上述方法，隧道注漿施工可以按照相應(yīng)的注漿作業(yè)和工藝要求繼續(xù)進(jìn)行，如隧洞泥漿基礎(chǔ)的施工回填、圍巖結(jié)構(gòu)的開(kāi)挖注漿充填等。固結(jié)灌漿施工可在圍巖襯砌和結(jié)構(gòu)部位灌漿的同時(shí)整體進(jìn)行，效果較好。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，道路、橋梁和隧道的數(shù)量正在增加。為了保證工程質(zhì)量和施工過(guò)程，開(kāi)發(fā)新的工程維護(hù)技術(shù)和方案非常重要。注漿法的實(shí)際操作相對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用，加固效果明顯。灌漿方式需要不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，以服務(wù)于橋隧施工，提高工程安全性，使其合理使用和運(yùn)行，促進(jìn)國(guó)家發(fā)展，為人民群眾提供方便。