隧道施工中灌漿技術的應用

劉光明

(中國電建市政建設集團有限公司，天津 300380)

我國經濟的穩速發展，離不開公路建設的輔助。但在經濟建設越發完善的情況下，公路建設水平的提升仍然有限，因此必須提高對公路建設的要求，提升隧道施工質量。由于我國是一個幅員遼闊的國家，各地區的地形地貌也有明顯的區別，因此公路施工的開展也需要采取不同的技術形式，將灌漿技術應用于隧道施工。

1 隧道施工中灌漿技術的概述

1.1 灌漿技術及其原理

灌漿技術在隧道工程中的應用是比較廣泛的，通過合理的處理及應用，能夠封堵隧道項目原有的孔隙和裂縫，從根本上解決隧道工程存在的安全隱患，提升相關介質的應用效果，進而保障隧道工程的質量。立足于現階段灌漿技術的實際情況，水泥漿、水玻璃漿以及其他的混合材料，是主要的灌漿材料。在開展灌漿作業的過程中，通過擠壓、滲析等手段，灌漿技術的效果也會有明顯的提升，將隧道縫隙中的空氣和水分排出，提升隧道工程的結構強度(見圖1)，保障隧道工程的質量和穩定性[1]。立足于隧道工程項目中的灌漿技術應用成效，灌漿技術的應用能夠改善隧道結構的力學強度，提升隧道工程的穩定性、可靠性，更強的結構性能也能保障整個隧道的安全性。綜上所述，作為隧道工程項目中常用的加固手段，需要施工單位關注灌漿技術的重要價值，選擇合適的灌漿材料和方式，才能從根本上提升隧道工程的質量。

圖1 某隧道工程

1.2 常用灌漿技術處理方法

在現階段，隨著灌漿技術的應用越發深入，也逐漸對灌漿技術開展了創新，并研發了越來越多的灌漿處理方法。在當前的隧道施工中，常用的灌漿技術主要有以下四種。①填充灌漿法。在實際的隧道工程中，填充灌漿法的應用并不頻繁，但這并不意味著填充灌漿法的作用有限。實際上，填充灌漿法能夠迅速處理隧道中的大裂縫，縮短裂縫的填補、處理時間，也能降低施工企業的成本支出。②滲透灌漿法。在隧道工程中，滲透灌漿法主要應用于側壁，及時處理隧道側壁的裂縫，并提升隧道側壁以及整體的結構強度。在實際應用中，能夠有效填充孔隙裂縫，整體效果也比較理想，灌漿液也能發揮出應有的價值[2]。③壓密灌漿法。在隧道工程中，經常會存在一些巖石裂縫，而通過壓實灌漿法能夠將漿液擠入巖石裂縫。但需要注意的是要控制好灌漿的壓力，才能讓隧道工程的結構更加穩定，取得理想的灌漿效果。④電動化學灌漿法。電動化學手段也可以應用于灌漿環節，通過電滲構成恰當的通道，進而有序開展灌漿作業(見圖2)。在科學技術的支撐下，能夠加固橋梁隧道的結構，相較于其他灌漿技術，電動化學灌漿法也能取得更理想的效果。但也必須意識到，電動化學灌漿法需要較高的應用條件，基于成本因素的考量，往往應用于對質量和結構強度要求較高的橋梁隧道工程中。

圖2 電動化學灌漿法

2 灌漿技術應用時的注意事項

灌漿技術形式是多樣的，需要施工單位在開展作業的過程中，結合實際情況選擇最匹配的灌漿技術。根據施工項目的要求，以及建筑隊伍的素質、技能水平等因素，選擇灌漿技術。但無論哪一種灌漿技術，都需要控制好灌漿的參數，才能確保施工的總體質量[3]。因此，在隧道施工中灌漿參數的控制，需要關注以下三個注意事項。

(1)要控制好灌漿的壓力，才能發揮出灌漿技術應有的作用。由于壓力是灌漿技術的主要動力源，灌漿加固的效果會受到壓力大小的影響。由于大量的外界因素，對壓力也會產生一定影響，阻礙灌漿操作的有序開展。如，灌漿技術的實施方式、使用的灌漿材料、實際的地層條件等因素，都會影響灌漿的壓力。所以，需要立足于隧道工程的施工條件和施工環節，合理控制灌漿的壓力，才能取得理想的灌漿效果。在實際施工環節，淺層地層的灌漿壓力相對較小，在開展灌漿施工時，滲透系數越大灌漿的壓力就會越小。所以，需要結合上述條件，控制灌漿的具體壓力，推動灌漿施工的有序進行。

(2)在灌漿技術的應用過程中，也容易出現大范圍的擴散，需要采取有效措施，控制好灌漿的擴散半徑。隨著灌漿范圍的擴散，也會覆蓋到更多的橋梁隧道面積，降低橋梁隧道工程的質量，阻礙灌漿施工的進度，影響整體施工的有序開展。灌漿的壓力和灌漿時間，都會影響灌漿的擴散半徑，所以需要施工人員及時關注灌漿的壓力和時間，做好控制和調整工作，防止由于灌漿范圍的擴散，降低隧道工程的整體質量[4]。

(3)在灌漿施工的收尾階段，需要控制好漿液的凝固時間。由于灌漿液的凝固點是穩定的，所以需要利用好這一特點做好施工收尾。結合隧道工程的實際要求和特點，在灌漿液中加入催化劑，如早強劑、膨脹劑等等。在控制灌漿液凝固時間時，需要運用精準的計算，盡量縮小控制的范圍和時間，才能滿足隧道工程的實際需求。

綜上所述，在隧道施工環節，需要遵守上述三個注意事項，應用合適的灌漿技術，才能實現隧道施工的目標，提升隧道工程的結構強度。

3 隧道施工中灌漿技術的應用要點

3.1 制定灌漿方案

結合前期的灌漿設計工作，針對灌漿技術設計出可行性較高，并且流程完善的灌漿施工方案，后續隧道施工及相關工序的開展也會更加高效。而制定灌漿方案，需要結合隧道工程的實際情況、現場環境，按照灌漿技術的操作規范和標準進行，才能更好地提升灌漿施工效果。此外，壓力設定應該是灌漿方案的核心內容，合理的壓力設定才能讓灌漿方案發揮出應有的作用，反之，不合理的壓力設定也會影響后續灌漿的可行性與充分性。為此，需要灌漿設計人員分析相應因素、立足于灌漿施工的注意事項，做好計算與分析，并深入到灌漿及隧道施工現場，勘察現場的實際情況，結合對穩定性和承載力的具體要求，設定最合理的灌漿處理壓力[5]。此外，也需要及時優化灌漿方案，在制定方案之后根據實際情況做出調整，也可以嘗試利用虛擬施工優化手段，驗證灌漿方案的可行性，防止后續出現安全事故和各種故障。

3.2 準備灌漿材料

在隧道工程的施工中，需要選擇準確的灌漿材料，并做好制備工作，才能發揮出灌漿技術的作用(見圖3)，這也是灌漿技術的應用重點。通過合理的材料準備，防止后續階段出現性能偏差問題，提升灌漿的整體效果。非化學漿液和化學漿液是主要的灌漿材料，在實際的隧道施工中，對非化學漿液的應用更加頻繁，主要選擇水泥及水泥膨潤土漿液填補裂縫、開展施工。選擇非化學漿液作為主要材料，開展隧道工程的灌漿技術，能夠加固隧道工程的結構，讓灌漿效果更加明顯。當然，化學漿液的作用也不容忽視，在實際的隧道工程中也取得了一定成果，有著非化學漿液無法比擬的優勢。水玻璃類漿液、有機高分子化學漿液等漿液類型，需要隧道工程結合實際需求，選擇適合施工的灌漿技術。結合隧道工程的施工環境、地質條件等因素，針對想要獲得的加固目的，選擇合適的灌漿材料，才能發揮出應有的價值。而灌漿材料的制備，關鍵是對配合比例的控制。規定好各類型灌漿材料的原材料，精細化各種原材料的調和比例，提升灌漿材料的整體質量，在填補裂縫和孔隙時，也能取得更理想、更明顯的效果。

圖3 制備灌漿材料

3.3 成孔

成孔作為隧道工程灌漿技術的關鍵性操作，其重要性需要引起施工單位的重視。因為成孔操作與灌漿可行性的關系密切，成孔的準確度不高也會降低灌漿及隧道施工的質量。因此，需要施工企業選擇高質量的鉆頭和鉆機設備，根據隧道工程的灌漿處理位置和實際需求，選擇規格合適的鉆頭開展作業，提升成孔質量，后續的灌漿作業也會更加順暢。施工人員要控制好成孔的深度和方向，鉆孔偏斜會嚴重影響后續的施工質量，用合理的孔洞結構提升施工效果。針對鉆孔中遇到的粉性土，需要利用打撈砂筒和導管的方式，及時處理粉性土，保障成孔作業的進度，也發揮出灌漿技術的應有效用。

3.4 灌漿

灌漿環節對灌漿技術應用效果的影響也需要引起重視，確保灌漿液能夠充分填充到隧道工程的縫隙中，提升隧道工程的結構強度，保障灌漿施工的完整度，防止后續隧道投入使用后出現空洞等問題。需要控制好灌漿管的安放質量，協調好灌漿管和成孔口的關系，必要時還要保護好灌漿管道。使用軟橡皮將灌漿管道包裹起來，防止泥沙等雜物混入灌漿液，影響灌漿施工的整體效果，提升隧道工程的施工質量。在通常情況下，需要利用花管安裝灌漿管道，才能提升灌漿施工效果。選擇10mm規格的花管，將孔隙率控制在相關標準下，才能為灌漿施工提供完善的服務。用自上而下的方式處理灌漿作業，保障灌漿液能夠到達縫隙的一定深度，對隧道裂縫和孔隙的填充更加飽滿，提升隧道工程的結構強度。由于灌漿技術的處理方法和應用形式有所差別，因此也必須用個性化的方式進行管理、控制，防止在實際運用環節出現偏差。在時間充足、條件允許的前提下，也需要實時監管灌漿處理的各個環節，深度掌握灌漿作業的具體情況。在出現故障和各種問題時，也能第一時間有效處理，保障灌漿作業的有序性[6]。

3.5 封口

最終的封口處理也是應用灌漿技術需要關注的環節。需要保障灌漿液填充到隧道工程縫隙的一定深度，盡可能提升封口的可靠性。防止由于封孔不及時等因素的影響，降低隧道結構的強度和整體性。需要及時檢查封口的效果，在完成封口作業的24h內，需要頻繁開展觀察，分析封口的效果和狀況。在發現漿液下降等相關問題時，第一時間上報給負責人，及時開展補漿作業。選擇與原有漿液一致的材料，確保漿液的整體性，在達到預定高度的前提下停止作業，繼續觀察調整直到達成灌漿施工目標。

3.6 案例分析

某橋梁為預應力混凝土連續箱梁，主橋跨度為49.0m+4×60.0m+50.0m，河道中有4個橋墩。分別在河堤兩岸橋墩上下游100內，通過壓密灌漿法開展防滲處理。①根據鉆孔設計位置確定孔位，使用鋼筋做好標記并編號，防止孔位出現誤差。②結合施工圖紙要求，在樁孔位置布置鉆機。③使用XVL-50地質鉆機開展鉆孔作業，在確認孔位準確的前提下，將鉆孔軸線與中心保持在一條線上。④結合施工圖紙與設計要求，在預設的地層深度插入注漿管。⑤結合施工設計要求高壓擺噴，將單排孔的間距控制在1.5m， 厚度在0.2m內。⑥漿液回填保障施工質量。⑦沖洗注漿管等設備，防止出現注漿管堵塞等問題。

4 橋梁隧道灌漿施工質量控制要點

雖然在隧道施工階段，灌漿技術的作用是不可忽視的，但在實際的灌漿作業中，也會存在一些問題，影響灌漿施工的整體效果。因此，需要施工單位采取有效的控制管理措施，提升灌漿施工的質量。掌握隧道灌漿施工的質量控制要點，才能防止質量問題阻礙灌漿施工的開展。筆者結合自身工作經驗，總結了以下三點隧道灌漿施工的質量控制要點。①在鉆孔作業時，如果出現涌水現象，需要施工單位第一時間停止作業，結合隧道工程的位置，以及相應的施工環境、施工條件，及時采取有效措施固定灌漿。防止由于用水問題影響隧道工程質量，通過鉆孔作業的開展，滿足隧道灌漿施工的實際要求。②在灌漿施工的過程中，如若遇到灌漿壓力迅速提升的現象，需要及時調整灌漿液的配比，將清水、水泥漿等材料添加到灌漿液中，降低灌漿液的壓力，在恢復到正常壓力水平后，隧道孔洞中漿液的凝結時間也會明顯下降，隧道灌漿施工的進度也得到了保障。③嘗試借助先進的科學技術，在隧道施工灌漿作業中引入先進的儀器設備，提升隧道灌漿施工的質量。施工人員需要掌握高新儀器設備的操作技能，了解儀器設備的實際作用和運行效果，才能用規范化的施工流程和方式，防止出現施工故障。在先進儀器設備的支撐下，橋梁隧道的灌漿施工才能有序推進，隧道工程的結構強度和整體質量也會有明顯提升。

5 結 語

灌漿技術在隧道施工中的優勢是無可替代的，但也需要施工單位、施工人員結合隧道工程的實際情況，選擇合適的灌漿技術，并結合施工環境、地質結構等因素，設計完善的灌漿施工方案，才能提升隧道工程的整體質量，進而推動公路建設、經濟發展。