灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用分析

肖新春

（江西省宏發(fā)路橋建筑工程有限公司，江西南昌 330096）

0 引言

隨著我國交通運輸事業(yè)飛快發(fā)展，在公路橋梁隧道施工中，不斷引進新技術(shù)、新工藝和新材料，在提升公路橋梁隧道施工質(zhì)量的同時，也令工程項目更加復(fù)雜化。公路橋梁隧道相較于其他建設(shè)工程施工難度更大、外觀要求更高，同時受到外部環(huán)境影響也更大。因此，為了保證公路橋梁隧道施工質(zhì)量，應(yīng)用公路橋梁隧道灌漿法能夠有效提升工程結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，消除工程潛在質(zhì)量、安全隱患，在保障工程使用壽命的同時，為路面行車安全、舒適提供堅實可靠的保障。因此，持續(xù)深化公路橋梁隧道中灌漿法應(yīng)用，有助于推動工藝方法創(chuàng)新發(fā)展，助力公路橋梁隧道高水平建設(shè)和發(fā)展。

1 灌漿法的特點和類型

1.1 灌漿法的特點

在公路橋梁隧道施工中，新技術(shù)應(yīng)用能夠顯著提升施工效率、質(zhì)量。灌漿法作為一項前沿技術(shù)工藝，合理化應(yīng)用能夠有效修補橋梁結(jié)構(gòu)裂縫，減少外部氣候環(huán)境所帶來的干擾和影響。灌漿法屬于加固技術(shù)范疇，通過電氣化、氣壓和液壓等原理，有效修補裂縫，提升結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。在具體施工中，將配比合適的材料灌入裂縫，形成基礎(chǔ)層，起到保護作用，對增強建筑物的整體性能具有積極作用[1]。

就灌漿法的優(yōu)勢特點來看，表現(xiàn)在以下幾點：其一，堵漏孔洞，截堵流水，避免滲漏。其二，防滲性能強，在減少滲透量的同時，增強工程結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。其三，加固結(jié)構(gòu)，增強裂縫巖土力學(xué)性能，有助于加快裂縫修復(fù)速度，提升裂縫修補質(zhì)量。其四，有效糾正裂縫誘發(fā)的建筑物偏斜問題，改善建筑物不均勻沉降、偏移問題，保障工程安全、穩(wěn)定。

1.2 灌漿法的類型

灌漿法的類型多樣，具體包括：其一，壓密法。借助高壓噴射機，將按照一定配比配置完成的漿液噴射到巖石縫隙中，漿液凝固后同巖體緊密連接，形成牢固整體，在隧道工程中應(yīng)用效果顯著。其二，滲透法。在壓力作用下，促使?jié){液滲透到深層地層中，通常是應(yīng)用在滲透性高的地層中，實現(xiàn)地基隧道加固處理。其三，電化學(xué)法。電滲和結(jié)構(gòu)體形成完整的電路結(jié)構(gòu)，不僅能夠提升施工質(zhì)量，還可以有效控制漿液走向。其四，直接填充漿液到裂隙中，適合局部修復(fù)，操作簡單、效果理想。修補漿液材料主要包括水玻璃、水泥等[2]。

2 公路橋梁隧道施工中裂縫問題分析

公路橋梁隧道施工難度較大，普遍存在砌漿脫落問題，而砌漿具有加固工程結(jié)構(gòu)、增強墻面穩(wěn)定性的作用。工程出現(xiàn)砌漿脫落問題，將會影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。砌石松動問題在公路橋梁隧道施工中較為常見，是隨著工程裂縫問題衍生而來，多表現(xiàn)為公路橋梁隧道表面砌石脫落、松動，大大降低工程結(jié)構(gòu)的整體承載力，情況嚴(yán)重時會誘發(fā)工程坍塌事故。另外，墩臺裂縫問題，多是在跨越式公路橋梁隧道工程中出現(xiàn)，存在于隧道內(nèi)部柱體支撐中，裂縫大小、類型不一，即便是微小的裂縫，同樣會影響工程整體的使用性能和使用壽命，威脅路面行車安全[3]。隧道裂縫如圖1 所示。

圖1 隧道裂縫

在公路橋梁隧道施工中，裂縫問題產(chǎn)生的原因多樣，尤其受到外部環(huán)境的影響。究其根本，施工人員操作不規(guī)范，未能嚴(yán)格遵循制度和標(biāo)準(zhǔn)施工，工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，可能導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫。在混凝土澆筑環(huán)節(jié)，操作不當(dāng)或材料配比不合理，可能出現(xiàn)收縮裂縫、溫度裂縫，威脅結(jié)構(gòu)承載力；混凝土原材料質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，材料含泥量大，降低混凝土的強度和密實度，誘發(fā)裂縫問題，進而導(dǎo)致工程出現(xiàn)不均勻沉降問題。

3 應(yīng)用灌漿法進行公路橋梁隧道施工方案

3.1 灌漿法標(biāo)準(zhǔn)

灌漿法在公路橋梁隧道施工中應(yīng)用，應(yīng)遵循相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化施工，具體標(biāo)準(zhǔn)有質(zhì)量和強度控制標(biāo)準(zhǔn)。強度控制標(biāo)準(zhǔn)是指工程灌漿活動結(jié)束后，挖填土承載力不小于130kPa，淤泥承載力與復(fù)合地基承載力分別不小于80kPa、130kPa。質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)是指依據(jù)公路橋梁隧道施工標(biāo)準(zhǔn)綜合評估衡量。如果缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)具體裂縫程度、數(shù)量等指標(biāo)，全方位考量，便于最大程度地提升灌漿施工質(zhì)量。

3.2 施工段選擇

基于灌漿法進行公路橋梁隧道施工，施工段選擇至關(guān)重要，直接影響施工順利進行和總體施工質(zhì)量。在施工段選擇時，要多方考量基礎(chǔ)不均勻沉降、裂縫數(shù)量和類型等因素，確定合適的施工段[4]。

3.3 漿液配比設(shè)計

在通常情況下，漿液配比是否合理，很大程度上決定了工程總體質(zhì)量。灌漿材料包括粉煤灰、水泥和添加劑等。在具體施工中，則應(yīng)該綜合考量裂縫類型、嚴(yán)重程度合理配置漿液。對于水泥材料的選擇，以硅酸鹽水泥材料為主，盡可能減少水泥水化熱程度，降低工程裂縫出現(xiàn)概率。

3.4 灌漿施工操作

在具體灌漿施工操作環(huán)節(jié)，要充分考量灌漿壓力、灌漿量和灌漿深度等因素，規(guī)范化灌漿施工。為了保證灌漿飽和，應(yīng)優(yōu)先確保地基灌漿飽滿，確定合適的灌漿量。在通常情況下，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)控制灌漿壓力在0.3～0.5MPa 范圍，但情況特殊，則要因地制宜，動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化[5]。根據(jù)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，在確定合理的灌漿壓力基礎(chǔ)上，調(diào)整灌漿量，孔段吸漿量未達(dá)到0.6L/min，灌注時間保持0.5h 左右即可結(jié)束灌漿活動。

4 公路橋梁隧道施工中灌漿法的應(yīng)用

以某工程為例，工程全長1350m，隧道土層以新黃土為主，部分為泥巖強風(fēng)化層以及第四系孔隙水，結(jié)構(gòu)松動、不牢固，受到黃土層孔隙水以及強降雨等因素干擾影響，發(fā)生滲漏水的概率較高。對于公路橋梁隧道部分，如果二襯結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏水問題，將直接影響隧道內(nèi)部設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況以及外觀質(zhì)量。因此，結(jié)合公路橋梁隧道工程項目的特性，采用灌漿法進行施工。

4.1 前期準(zhǔn)備

結(jié)合該工程特性，采用填充、滲透和壓密類型的灌漿法。填充型灌漿法，針對性處理工程結(jié)構(gòu)裂縫，增強結(jié)構(gòu)的整體強度；滲透型灌漿法則是在滲透作用下，輸送漿液到指定位置，形成較為穩(wěn)定、可靠的平面層，有效提升結(jié)構(gòu)的整體強度；壓密型灌漿法，是基于高壓注射漿液方式，輸送到裂縫前，加快結(jié)構(gòu)和漿液凝固，裂縫修補效果較為理想。在漿液配比環(huán)節(jié)，水泥、粉煤球是主要材料，依據(jù)配比要求選擇質(zhì)量合乎要求的水泥、粉煤灰材料，分析可能出現(xiàn)的裂縫問題，調(diào)整材料配比，確保漿液灌入裂縫，具有修補、加固作用[6]。

灌漿前，要組織相關(guān)人員實地勘察，了解現(xiàn)場環(huán)境情況，包括地質(zhì)條件、水文條件和氣候條件，以及相應(yīng)的裂縫情況。在獲取全面的工程項目信息的基礎(chǔ)上，編制科學(xué)合理的施工方案，促使具體施工活動規(guī)范有序進行。組織施工人員崗前培訓(xùn)，提升施工人員的專業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)，熟練掌握灌漿操作知識、技術(shù)，明確職責(zé)分工，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)流程灌漿作業(yè)。最后，仔細(xì)檢查工程材料、機械設(shè)備，滿足性能要求，才能投入使用。

4.2 技術(shù)操作流程

4.2.1 打孔工作

在公路橋梁隧道灌漿作業(yè)中，打孔是一個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，采用半徑40mm 鉆頭，鉆頭和孔面保持垂直狀態(tài)。在鉆孔過程中，如果遇到粉狀土壤，可以設(shè)置導(dǎo)管，同時做好導(dǎo)管壁防護，避免漿液孔堵塞，影響整體施工質(zhì)量，為后續(xù)施工活動奠定基礎(chǔ)[7]。在這個過程中，選擇直徑管塞封堵工程錨墊板的灌漿孔，并且在錨墊板與模板之間設(shè)置橡膠，使用塑料布包裹喇叭口和波紋管連接區(qū)域，保證連接牢固，降低滲漏水問題的概率。如果鉆孔時發(fā)現(xiàn)孔洞直徑過大，則要做好密封處理，波紋管穿透錨墊板，提升灌漿施工質(zhì)量。另外，應(yīng)該保證錨墊板壓漿孔朝上規(guī)范安裝，有效避免孔洞堵塞，壓漿孔灌漿順暢。

4.2.2 灌漿管道安裝

在具體安裝環(huán)節(jié)，需要施工人員充分掌握灌漿法操作要點，規(guī)范作業(yè)，修補裂縫的同時，提升地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，最大程度地消除質(zhì)量隱患。如果灌漿管道安裝不規(guī)范，將會降低灌漿施工質(zhì)量，影響灌漿法的應(yīng)用效果。對此，在具體施工中，要充分考量施工環(huán)境特性、技術(shù)要求。鉆孔后，質(zhì)量檢查合格，進行灌漿管道安裝，并對管道使用橡膠防護處理，能夠最大程度地降低管道外壁損傷的可能性。灌漿管道在安裝期間破損，會導(dǎo)致漿液滲漏，浪費寶貴的材料資源，為工程埋下質(zhì)量隱患。所以，在灌漿管道安裝中，對于橡膠保護層的設(shè)置至關(guān)重要，可以有效避免泥沙混入或是管道滲漏，保護灌漿管道不受損。灌漿管道鋪設(shè)后，及時修補連接區(qū)域的裂縫，增強管道的整體質(zhì)量[8]。

4.2.3 漿液攪拌

在灌漿管道安裝后，按照同一個方向均勻攪拌漿液，避免材料長時間靜置凝固。在這個過程中，應(yīng)該實時把控漿液的質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題時，剖析具體原因所在，進行針對性處置，最大程度地提升漿液的攪拌質(zhì)量[9]。

4.2.4 壓漿施工

在公路橋梁隧道壓漿施工環(huán)節(jié)，通常是選擇真空壓漿技術(shù)。憑借此項技術(shù)的優(yōu)勢，能夠更好地滿足后張預(yù)應(yīng)力混凝土相關(guān)結(jié)構(gòu)的施工需要，將其中超過90%的空氣抽離出來，減少漿液的氣泡含量，避免出現(xiàn)有害水分，在加快施工速度的同時，保障壓漿的施工質(zhì)量。在灌漿全過程，要保持均勻、穩(wěn)定、連續(xù)，張拉施工后及時切斷外漏的鋼絞線，然后使用保護罩封錨，清理灌漿孔道，為順暢灌漿提供支持。

預(yù)留孔道和兩側(cè)區(qū)域同樣要密封處置，保證環(huán)境真空度為-0.1MPa 左右，然后啟動灌漿泵設(shè)備和閥門，正式灌漿作業(yè)。漿液在流經(jīng)空氣過濾器設(shè)備時，關(guān)閉真空泵、抽氣閥門，啟動排氣閥門，根據(jù)管道中的漿液黏稠度情況控制排氣閥門啟閉。在持續(xù)灌漿3min 后，保證管道內(nèi)有一定的壓力，關(guān)閉灌漿閥門。為了保證操作質(zhì)量，應(yīng)選擇高強度橡膠管材料，控制其抗壓性能不小于1MPa，錨頭密封一段時間后，方可繼續(xù)灌漿，而且要控制好灌漿偏差不超過2%。漿液配置0.5h 后完成工作，避免時間過長影響漿液質(zhì)量。為了避免修補后期再次出現(xiàn)裂縫，優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥材料，強度不小于P·O42.5，減少水泥水化熱程度，增強工程強度，泌水率不超過3%，在24h 內(nèi)可以完全吸收[10]。在漿液中加入適量的膨脹劑，收縮率不超過2%，自由膨脹率不超過0.06%，水灰比不超過0.4，加入減水劑后，水灰比大概是0.35。在真空壓漿中，結(jié)合后張法預(yù)應(yīng)力混凝土具體施工情況，做好灌漿施工全過程的質(zhì)量控制，消除氣泡，為最終灌漿質(zhì)量提供堅實保障。充分?jǐn)嚢韬蟮臐{液流動度大概12～18s，水灰比0.3～0.4，7d 強度達(dá)到40MPa 以上。

對灌漿錨頭區(qū)域密封處理，24h 后方可灌漿，而且在灌漿全過程要保證灌漿管牢固、穩(wěn)定，避免出現(xiàn)縫隙漏漿。在漿液流動性尚未出現(xiàn)顯著下降的30～45min 內(nèi)，灌漿效果最佳，保證灌漿全過程連續(xù)進行。換管道時，持續(xù)灌漿，保證漿液的流動性，保障最終的灌漿質(zhì)量。在封端環(huán)節(jié)，壓漿后清理干凈梁端水泥漿，并且要清理干凈錨具、支撐墊板、斷面雜質(zhì)，混凝土鑿毛，選擇合適的位置設(shè)置鋼筋網(wǎng)，增強模板的牢固性[11]。

4.2.5 安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線

使用高壓泵將管道內(nèi)的雜質(zhì)充分清洗干凈，然后方可進行鋼絞線穿束作業(yè)。對于進入現(xiàn)場的鋼絞線要仔細(xì)檢查質(zhì)量，如果有銹跡或污染物，及時清理干凈，對于有裂紋的鋼絞線，禁止使用。現(xiàn)場鋼絞線取樣，進行物理力學(xué)試驗，不符合標(biāo)準(zhǔn)則繼續(xù)選擇樣本試驗分析，如果仍然不符合要求，則整批鋼絞線禁止投入使用。下料時，采用切割機切割處理，并使用黑色膠布包裹穿束位置，如果穿束距離較短，可以采用人工穿束。另外，灌漿后強度符合要求后，方可進行穿束。需要注意的是，在實際灌漿過程中，要持續(xù)攪拌，保證漿液的流動性。在灌漿期間，嚴(yán)格監(jiān)測灌漿設(shè)備的實際運行情況，一旦出現(xiàn)問題及時組織技術(shù)人員處置。灌漿后，待質(zhì)量符合要求后進行封堵，質(zhì)量檢驗符合要求后，方可進行后續(xù)工作。

5 結(jié)語

綜上所述，在公路橋梁隧道施工中合理運用灌漿法，按照施工標(biāo)準(zhǔn)和流程，有效提升施工效率和質(zhì)量，對工程裂縫有效修補完善，在增強結(jié)構(gòu)強度的同時，提升工程的使用性能和使用壽命，對于推動公路橋梁隧道施工高水平發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。