公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用

連立永

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海西寧 810000）

0 引言

在公路橋梁隧道工程施工中，往往會因為氣候、荷載、施工工藝等因素的存在而出現裂縫等質量問題，嚴重影響到公路橋梁隧道工程項目的可靠性與安全性，所以必須采取合理措施予以加固。其中，灌漿法加固技術憑借著施工便捷、經濟性表現良好、加固效果突出等優勢，在公路橋梁隧道工程施工中得到廣泛應用，因此，對該技術展開研究有著重要現實意義。

1 公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用優勢

在公路橋梁隧道工程施工中，容易受到溫度變化以及施工工藝的影響，導致混凝土結構出現大量裂縫、砂漿大面積脫落，嚴重影響隧道工程結構的穩定性。同時，還會因為施工材料質量不符合要求、模板表面未完全清理干凈、混凝土振搗不均勻等因素的存在，導致隧道工程出現蜂窩、麻面等問題，同樣影響結構的可靠性。

而采用灌漿法加固技術，將特定漿液充填至裂縫中，對裂縫及時進行封堵，能有效避免雨水滲漏侵蝕，提升巖體密實性，大大提高了隧道工程結構的整體穩定性。具體而言，該技術的應用優勢體現在以下三點：

第一，抗滲性提高。灌漿法加固技術有著良好的抗滲表現，不僅能加固路基裂縫，也能降低雨水對路基侵蝕的可能性。第二，沉降量降低。路基沉降不均會造成隧道坍塌風險，采用灌漿法加固技術，能降低路基沉降量，從而降低風險發生概率。第三，加固效果提升。通過灌漿能將工程構件與填充物緊密結合，促使工程結構整體強度提高，加固效果明顯，抑制裂縫產生[1]。

2 公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用措施

2.1 施工準備

在應用灌漿法加固技術開展公路橋梁隧道工程施工前，一定要做好準備工作，其中漿液調配質量的把控是關鍵。一般而言，施工所用漿液的成分為砂、水泥、黏土、高分子化學溶液等，用水泥灰進行調配。水泥灰可塑性極強、成本低，并且能夠發揮出良好的加固效果，節省隧道工程加固的成本投入。通常選用P·C32.5 復合硅酸鹽水泥，粉煤灰和水泥的配合比控制在1∶4[2]。此外，還要在前期確定好灌漿施工部位：如果有沉降情況，合理確定灌漿施工部位就尤為重要；倘若裂縫、空隙問題嚴重，則還要適當加大漿液灌注量。在灌漿加固施工前，要對攪拌車、設備設施展開試驗，設定好施工半徑，為后續灌漿加固施工打好基礎。

為了保障灌漿法加固技術在公路橋梁隧道工程施工中的作用得到完全發揮，要嚴格控制施工關鍵參數，具體如表1 所示。確定好施工方案之后，一方面，要開展材料采購工作，按照灌漿加固施工的要求選擇規格、質量達標的材料；另一方面，施工機械設備要一再確認型號、數量，保證滿足施工要求。

表1 公路橋梁隧道工程灌漿法加固施工關鍵參數控制要求

2.2 鉆孔施工

首先，確定鉆孔機械。灌漿之前需要先鉆孔，為了保證鉆進順利和提高成孔質量，需要根據實際情況選定鉆孔機械。一般而言，可選擇沖擊旋鉆、旋挖鉆與沖擊鉆，無論選擇哪種鉆進機械，都要嚴格按照規定施工，并且要對裂縫做好清理工作。鉆進期間需要詳細記錄關鍵信息，尤其是掉鉆、塌孔、回水、涌水等情況[3]。結合前期對巖石的裂縫、滲透率等進行試驗的結果，在鉆進施工中要綜合考量送漿能力及巖性變化，合理調整鉆進壓力和長度。如果巖體從硬變軟，一定要減小泵容積和加大轉速；如果鉆進遭遇溶洞導致孔洞塌陷阻礙施工，則應向孔洞內灌入水泥漿液，待其固結后重新鉆進。

其次，明確鉆孔方向和直徑。根據鉆孔方式、巖石特性、鉆孔類型等，確定鉆孔直徑。采用灌漿法加固技術時，通常的鉆孔直徑為5.9cm 和7.5cm，倘若對灌漿孔有特殊要求，應當適當增大。鉆孔方向一般要求垂直于巖面，并保證鉆進盡可能多地穿過巖層；但是如果設計為斜孔，則要按照既定方位與傾角進行鉆進[4]。

再次，明確鉆進標準。灌漿孔位與設計偏差必須控制在10cm 之內，鄰近孔洞的底部偏差要控制在孔距的1/2 之內，鉆孔斜度偏差值控制在50 之內。還要做好孔洞維護。停止鉆進后要保護好孔眼，避免異物、污水滲入，還要進行孔洞清洗，確保孔底沉渣厚度不能超過0.2m。

最后，安裝孔口管。施工人員要結合施工實際情況，引導孔洞的鉆進施工，同時將直徑在50mm 左右的孔口管放置其中，露出20～30cm。用麻絲填補孔口與管壁的縫隙，以保證灌漿順利進行。此外，施工人員要控制好孔口管的安裝方向與穩固性：如果是無水施工路段，要采用硬性早強砂漿填充法進行施工；如果是涌水路段，則要安裝孔口管，制備固定管的混合料，分裝在多個塑料袋中放入孔內，遇水則化為漿液。

2.3 沖洗裂縫

灌漿孔與灌注前的測試孔，均應以鉆孔結束后的鉆孔條件、方式、深度作為參考標準，并且綜合考量夾層風化過強、巖體碎化、結構緊密等可能存在的復雜情況，最終確定選擇高壓風水聯合沖洗、高壓風吹洗、壓力水沖洗的方式，對裂縫進行沖洗。灌漿壓力在80%以內的才能采用壓力水沖洗，而且水壓力不得大于1MPa。采用高壓風水聯合沖洗時，水壓力是灌漿壓力的50%，同樣不得大于1MPa，操作過程為：先打開水管，注水至一定高度后再打開氣管，注入壓縮空氣，保證孔洞內水與空氣完全混合。以上兩種沖洗方式的結束標準均為：回水澄清10min，且總時間不小于30min，孔底沉淀物厚度不超過20cm。將孔洞清洗干凈后，選擇孔洞總數的5%進行壓水試驗，以獲悉巖體透水性等參數，測試時分五個檔次壓水，每間隔3min進行讀數，倘若連續4 次讀數最大值與最小值的差值為最終數值的10%，便可中斷加壓。

2.4 漿液制備

灌注漿液的制備可選擇一次制漿或二次制漿的方式。其中，一次制漿是按照既定配合比進行漿液制作，在上述施工準備環節已有說明；二次制漿是在集中制漿站進行漿液制作，然后通過管道送至灌漿區且稀釋至設計配合比，進行灌漿施工。需要依據公路橋梁隧道工程項目的實際情況選擇。在漿液制備中除了要控制好配合比以外，還要保證攪拌均勻，且嚴格按照規范順序添加：先將適量水加入高速攪拌機中，在攪拌的同時加入適量水泥，攪拌均勻后添加摻和料，通常要在3min 內完成加料。水泥漿液制備要注意以下兩個方面：一方面，選用高速攪拌機進行純水泥漿的攪拌時，要攪拌30s 以上，如果是普通攪拌機則要攪拌3min 以上。攪拌前要對泥漿進行篩選，從準備到攪拌完成，時間不能超過4h。另一方面，應用高速攪拌機攪拌細水泥漿、穩定泥漿時，應當適量添加減水劑，時間要依據前期試驗結果而定，但要控制在2h 之內。

漿液溫度一定要維持在5～40℃之間，倘若用溫水攪拌，水溫不能超過40℃。在夏季和冬季施工時，要采取科學的溫度控制措施，做好機械設備與管道的隔熱和防寒保護工作。

2.5 灌漿作業

依據不同公路橋梁隧道工程項目的施工要求與地質條件，采用孔口灌漿、一次性灌漿、分段灌漿以及綜合灌漿等方式進行灌漿作業，實現對隧道表面的加固。首先，合理選擇灌漿方式。第一種，沖壓式灌漿。該方式能使漿液到達巖體裂縫空隙時不會出現返回情況，適用于滲透性較小或孔隙不發育的孔洞。第二種，循環式灌漿。該方式借助灌漿泵將漿液輸入孔洞，如果巖石吸入量小于泵送灌漿量，則會將部分漿液返出，部分漿液滲入巖體。適用于孔隙發育、成孔難度較高的孔洞。

其次，確定灌漿順序。應結合隧道工程項目的施工環境、地質條件等因素來確定灌漿順序，一般會采用間隔灌漿法進行作業，能有效避免孔內串漿的現象。倘若遭遇特殊情況，比如涌水，那么會導致水泥漿液發生遷移，此時需要優先對水頭高的孔位進行作業。

最后，確定灌漿段長度。長度一般控制在5～6m，特殊情況下可適當縮短或延長，但最長不能超過10m。如果灌漿段小于6m，應當單次完成；如果大于6m，則要分段完成。

2.6 調整灌漿壓力和漿液配合比

第一，灌漿壓力的合理調整。依據公路橋梁隧道工程項目的類型和地質條件來確定灌漿壓力，倘若地質環境非常復雜，則要先進行試驗，獲悉施工參數，然后在施工中進行科學調整。施工過程中，前期灌漿壓力宜控制在0.5～1MPa，后期應適當加大至1.0～2.5MPa，但最大不能超過2.5MPa。同時，控制好灌漿壓力與灌漿率：一方面，如果局部層灌漿量較大，需要對灌漿水灰比進行調整，通常采用低壓灌漿方式；另一方面，如果地層灌漿量少、注入量小，則要加大壓力并調整水灰比，根據地層的灌漿率決定快速提壓還是分段提壓。

第二，變換漿液配合比。如果灌漿壓力持續穩定且灌漿量未明顯下降，或者雖然壓力上升但灌漿量始終穩定，則不必調整水灰比；如果某一級灌漿量超過300L 或者灌注時間超過30min，并且灌漿壓力與速度無法及時調整，則要在下一級灌注時調整漿液的濃度；如果進漿速度超過30L/min，則要根據實際情況提高濃度。

第三，做好灌漿突發情況的合理處理。如果灌漿壓力陡然升高，要適量灌入清水或水泥砂漿，待壓力正常后再恢復注漿施工。倘若壓力始終未恢復至正常標準，要立即停工，仔細檢查灌漿管，找到堵塞位置，進行疏通；倘若在灌漿加固施工中進漿壓力長時間偏高，那么要對砂漿配合比進行調整，或者采用間歇式灌漿法，對漿液凝固時間予以把控，保證隧道灌漿加固效果。

2.7 漿砌片石施工

如果公路橋梁隧道工程項目中存在軟土區域，還應利用漿砌片石進行施工，保證加固效果。在施工作業中，工作人員要提前獲悉施工現場地質參數，制定漿砌片石的施工方案與安全管控內容，以保障施工順利進行。待基坑部分施工完畢后，要先校準關鍵的施工參數，通常而言坡度不能超過1∶1.75。為了防止受壓過度，還要重點檢驗漿砌片石材料質量，保證結構的穩定性。施工人員要根據公路橋梁隧道工程項目的實際情況，嚴格按照漿砌片石施工作業流程開展施工，保證軟土地基得到加固，夯實后續施工基礎。

2.8 封孔

當孔洞的灌漿壓力達到設計數值，則可停止灌漿，而且最后一次灌漿壓力必須接近設計數值。倘若灌漿最大設計壓力便是隧道工程固結標準，則在容積小于1L/min 時開始灌漿，并持續30min。灌漿完畢即用砂漿和水泥覆蓋孔洞。待所有孔洞灌漿完成后，將水灰比為0.5∶1 的濃漿灌入管道，剩余漿液置換進孔內。封堵灌漿壓力設定為最大灌漿壓力，時間超過1h。如果采用管道灌漿法，則灌漿完成后即將管道下放至孔洞底部，將水灰比為0.5∶1 的漿液泵送至管內。

2.9 質量檢測

為確保公路橋梁隧道工程灌漿加固施工質量，一定要對施工過程與施工完畢后的質量進行檢驗。嚴格按照相關規范與設計要求確定檢驗內容、方法、標準。一般采用聲波測試法或鉆孔壓水試驗對隧道表面灌漿質量進行檢測，并對結石強度、水泥結石率進行目測，配合試驗數據和施工記錄進行分析。灌漿完畢后的3d 或8d 進行鉆孔壓水試驗，對灌漿后巖體填充情況進行直觀檢測。通常在所有灌漿孔完工后，要等待其固結，時間不小于14d。

3 結語

綜上所述，公路橋梁隧道工程施工質量會對后期運行效果形成直接影響，與人們的通行安全密切相關。在公路橋梁隧道工程施工中，需要重視裂縫、砌石松動、砌漿脫落等問題，并積極尋求解決方案。應用灌漿法加固技術進行隧道加固，能提升公路橋梁隧道工程的施工質量，提高其可靠性與安全性。因此，應加強對該技術的推廣與應用，以促進我國道路交通事業健康穩定發展。