灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用分析

文玉蘭

（四川省交通建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610000）

為了確保公路橋梁隧道施工質(zhì)量符合國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展需求，必須嚴(yán)格控制施工每一個(gè)環(huán)節(jié)。灌漿法作為我國(guó)公路橋梁隧道施工中的一種常用技術(shù)手段，在公路橋梁隧道施工過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用，但是在具體使用灌漿法進(jìn)行施工時(shí)，必須對(duì)灌漿法有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，充分了解其在公路橋梁隧道施工中發(fā)揮的作用，結(jié)合工程需求合理選擇相應(yīng)技術(shù)，讓施工符合工程需求，提高工程質(zhì)量。

1 灌漿法概述

1.1 灌漿法的概念

灌漿法是在原有地基中注入漿液，使原有地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性增加，提高地基的承載能力。注漿法的主要目的是將具有一定化學(xué)粘結(jié)力的漿液注入地基中，使之與原有地基充分結(jié)合，以提高地基的承載能力。當(dāng)注入漿液與原有地基結(jié)合后，漿液便與原有地基內(nèi)的土顆粒發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成新的化合物，新的化合物和原有地基緊密結(jié)合起來(lái)，形成新的整體。在這個(gè)過(guò)程中，漿液中含有水、水泥和一些化學(xué)成分。通過(guò)一系列反應(yīng)可以獲得一些新的物質(zhì)，在一定條件下，這些物質(zhì)與原有地基結(jié)合成為整體，這就是灌漿法。灌漿法加固處理的對(duì)象主要是松軟土、砂土、砂礫石層等，這類地層一般孔隙率較大，滲透性較好，灌入漿液后，漿液能充填和滲透土體中的空隙、裂隙或孔隙，提高土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)漿液還能在土體中形成穩(wěn)定的凝膠體，增加土體強(qiáng)度，漿液也能使土體中充填部分結(jié)晶水，這些都會(huì)改變土體的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)。由于漿液具有良好的流動(dòng)性、可塑性和固結(jié)性等特點(diǎn)，故能起到填充空隙、減少孔隙面積、改善土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)等作用。灌漿法適用于各類工程地基加固，但也有一定的局限性。比如對(duì)滲透性較大的地層一般不能采用，漿液在滲透到一定深度后就會(huì)凝固，這時(shí)再注入漿液就會(huì)對(duì)原來(lái)的地基造成破壞。所以，在實(shí)際施工中要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和選擇合適的處理方法，保證地基加固處理達(dá)到預(yù)期效果[1]。

1.2 灌漿法加固原理

灌漿法加固地基的原理是把具有一定化學(xué)粘結(jié)力的漿液，通過(guò)壓力注入地基，漿液在土體中凝固后，形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的固結(jié)體，從而達(dá)到加固地基的目的。該技術(shù)主要通過(guò)漿液的滲透和擠密作用，對(duì)土體進(jìn)行擠壓和滲透作用，使土體顆粒間緊密接觸，漿液凝固后形成一個(gè)固結(jié)體。固結(jié)體一般都是由塊石或混凝土等材料組成，漿液在固結(jié)硬化后形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，具有很高的抗壓強(qiáng)度和抗變形能力。

1.3 灌漿法發(fā)展歷程

灌漿法在我國(guó)已有近百年歷史，最早起源于1883年，英國(guó)人馬修·漢克斯在美國(guó)波士頓建立了一家石膏板工廠，采用機(jī)器壓入石膏漿液的方法對(duì)地基進(jìn)行灌漿加固，是世界上最早采用機(jī)器壓入石膏漿料的工程。1904 年德國(guó)人格羅姆茨在法國(guó)巴黎建立了世界上第一個(gè)水泥灌漿工廠。1913 年德國(guó)人赫爾曼發(fā)明了第一臺(tái)水泥灌漿機(jī)，并應(yīng)用于公路工程的加固中，其操作簡(jiǎn)單、效果良好，得到了廣泛推廣和應(yīng)用。1934 年德國(guó)人雷伊·馬澤爾發(fā)明了單動(dòng)式注漿機(jī)，該設(shè)備由水泥、水和空氣組成，并以石膏板為殼體，其主要工作原理是用高壓噴射的方法在石膏板上形成一個(gè)高壓充填式的孔穴，使?jié){液均勻地充填于孔穴內(nèi)，形成一種整體連續(xù)的凝固體，該設(shè)備被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路等工程建設(shè)中。在20 世紀(jì)50 年代初，我國(guó)開始使用灌漿機(jī)械和人工灌漿法。20 世紀(jì)60 年代末70 年代初，我國(guó)開始研制、生產(chǎn)適用于公路和橋梁等工程的灌漿機(jī)械。此后，隨著我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，灌漿法在公路、鐵路等工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。公路工程中所使用的灌漿法主要有以下幾種：一是壓漿法，即將水泥、水玻璃及其他漿液在壓力下注入巖石裂隙內(nèi)，使?jié){液與巖石裂隙產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而充填和壓密。這種方法主要用于處理砂礫石層中的軟弱巖層；二是灌漿法。即在軟弱巖層中鉆孔或用鉆孔設(shè)備灌注水泥、水玻璃等漿液或水泥砂漿等，將漿液通過(guò)噴嘴噴射到巖石裂隙內(nèi)，形成一種高壓漿液充填空隙、裂隙或薄弱部位而起到加固作用。高壓噴射灌漿法的優(yōu)點(diǎn)是投資少，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)巖石裂隙結(jié)構(gòu)的破壞小，能形成密實(shí)、連續(xù)的漿液流動(dòng)體，具有一定的防滲性能，所形成的漿液也能滿足加固工程所需要的強(qiáng)度、耐久性等要求。

1.4 灌漿法在公路橋梁隧道施工中的重要性

在公路橋梁隧道施工中，隨著近年來(lái)公路橋梁隧道工程的建設(shè)不斷發(fā)展，在實(shí)際建設(shè)中也逐步出現(xiàn)了很多問題，如混凝土澆筑質(zhì)量較差、鋼筋銹蝕嚴(yán)重等，這些問題嚴(yán)重影響了公路橋梁隧道的使用壽命。為了提高公路橋梁隧道工程的建設(shè)質(zhì)量，保證其正常使用，就需要對(duì)這些問題進(jìn)行處理。通常情況下，解決這類問題的方法主要有兩種：一是加強(qiáng)對(duì)公路橋梁隧道工程的監(jiān)督管理；二是對(duì)公路橋梁隧道工程進(jìn)行加固。但在實(shí)際施工中，由于公路橋梁隧道工程所處的環(huán)境較為復(fù)雜，要想通過(guò)加強(qiáng)監(jiān)督管理的方法來(lái)解決這類問題比較困難，而通過(guò)對(duì)地基進(jìn)行加固則能夠有效解決這類問題[2]。

2 各類灌漿法在公路橋梁隧道施工中的具體應(yīng)用

2.1 填充灌漿法

填充灌漿法是一種應(yīng)用最為廣泛的灌漿法，這種方法主要是將灌漿材料注入公路橋梁隧道工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從而可以有效加固工程結(jié)構(gòu)。在具體使用時(shí)會(huì)將其分為二次填充法和一次填充法兩種方式。在第一次使用填充灌漿法時(shí)，主要是將材料注入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，可以有效地提高工程強(qiáng)度，避免工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、變形等現(xiàn)象，從而為工程長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的保障。二次填充法也是將材料注入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，一般情況下會(huì)根據(jù)施工要求將其分為鉆孔灌漿法和壓力灌漿法兩種方式，其中鉆孔灌漿法是指將材料灌注到鉆孔內(nèi)，再進(jìn)行灌漿處理，可以提高工程質(zhì)量和強(qiáng)度。在具體施工時(shí)可以利用灌漿材料進(jìn)行灌漿處理，同時(shí)還可以根據(jù)施工要求對(duì)漿液進(jìn)行配制，在完成這些工作后，再使用高壓水對(duì)鉆孔內(nèi)的漿液進(jìn)行沖洗和清理。在施工過(guò)程中通常情況下，會(huì)將第一次填充灌漿法和二次填充灌漿法結(jié)合起來(lái)使用。

2.2 滲透灌漿法

滲透灌漿法主要是利用漿液在縫隙中的滲透，從而進(jìn)行填充和加固，這種方法是一種較為常見的施工技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)巖石縫隙中進(jìn)行注漿，能夠使施工質(zhì)量得到有效提高。同時(shí)該方法還可以對(duì)地基進(jìn)行加固，提高地基的穩(wěn)定性，進(jìn)而為我國(guó)工程施工質(zhì)量提供重要的保障。但是在具體使用時(shí)，必須要嚴(yán)格控制好滲透灌漿法使用的材料以及配比，對(duì)滲透灌漿法進(jìn)行合理控制，避免由于材料配比不合理而影響工程質(zhì)量。在實(shí)際使用時(shí)，為了能夠保證施工質(zhì)量達(dá)到一定要求，必須要通過(guò)對(duì)混凝土裂縫中進(jìn)行處理，一般都會(huì)采用高壓灌注方式，使混凝土裂縫中的漿液充分填充到裂縫之中，提高混凝土裂縫中漿液和混凝土之間的結(jié)合力，使裂縫中漿液和混凝土之間形成一個(gè)整體[3]。

2.3 壓密灌漿法

壓密灌漿法也是我國(guó)公路橋梁隧道施工中一種常用的技術(shù)手段，這種技術(shù)手段主要是通過(guò)采用一定的設(shè)備和工具，將漿液在公路橋梁隧道中進(jìn)行一定的壓力，從而形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，保證漿液可以順利地流入混凝土內(nèi)部，并形成一個(gè)完整的密實(shí)體，使整個(gè)公路橋梁隧道施工過(guò)程中具有一個(gè)良好的密實(shí)度。通過(guò)對(duì)壓密灌漿法進(jìn)行分析和研究可以發(fā)現(xiàn)，在公路橋梁隧道施工過(guò)程中使用壓密灌漿法，可以避免施工過(guò)程中出現(xiàn)裂縫問題，這種技術(shù)手段主要是通過(guò)對(duì)公路橋梁隧道周圍土壤進(jìn)行一定的擠壓，從而形成一個(gè)封閉空間，可以有效防止混凝土在施工過(guò)程中出現(xiàn)裂縫問題。但是，如果在公路橋梁隧道施工過(guò)程中使用壓密灌漿法進(jìn)行施工時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制，只有這樣才可以確保公路橋梁隧道施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)裂縫問題。使用壓密灌漿法進(jìn)行施工時(shí)，要對(duì)漿液的選擇進(jìn)行嚴(yán)格控制，一定要按照一定順序來(lái)進(jìn)行漿液的灌入工作，可以采用高壓灌注的方式對(duì)漿液進(jìn)行灌注，在灌漿完成后還要使用一定技術(shù)手段對(duì)漿液進(jìn)行一定程度上的壓密，提高公路橋梁隧道施工質(zhì)量。

2.4 電動(dòng)化學(xué)灌漿法

在利用灌漿法進(jìn)行公路橋梁隧道施工時(shí)，必須對(duì)灌漿法有一個(gè)全面的了解，同時(shí)還需要對(duì)灌漿法在公路橋梁隧道施工中所發(fā)揮的作用有一個(gè)全面的了解，這樣才可以使灌漿法在公路橋梁隧道施工中發(fā)揮出更好的作用，使公路橋梁隧道施工質(zhì)量得到一定的保障。電動(dòng)化學(xué)灌漿法所具有的特點(diǎn)是可以利用外部電源進(jìn)行供電，利用化學(xué)漿液進(jìn)行灌漿。在對(duì)電動(dòng)化學(xué)灌漿法進(jìn)行使用時(shí)，主要是將漿液注入地基中去，可以使地基內(nèi)部變得更加緊密和結(jié)實(shí)，在地基內(nèi)形成一層隔膜。在使用時(shí)需要將灌漿管深入地基內(nèi)，使灌漿管在插入地層后能夠發(fā)揮出更好的作用[4]。

3 灌漿法在公路橋梁隧道施工中應(yīng)用的要點(diǎn)

3.1 灌漿施工前的準(zhǔn)備工作

施工前準(zhǔn)備工作主要是為了保證公路橋梁隧道施工質(zhì)量。首先，工作人員需要對(duì)工程進(jìn)行充分了解，明確施工所涉及的各方面內(nèi)容，從而保證施工順利進(jìn)行。同時(shí)，在施工前，還需要充分了解相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定相應(yīng)的施工方案，從而保證公路橋梁隧道工程項(xiàng)目能夠順利完成。還要對(duì)施工材料進(jìn)行合理選擇。材料作為工程的靈魂，其重要性不言而喻，而該類工程材料主要包括水泥、鋼筋等材料，因此在材料選擇時(shí)要根據(jù)工程項(xiàng)目需要的材料選擇合適的水泥和鋼筋，提高公路橋梁隧道施工質(zhì)量和效率。其次，還要制定完善的質(zhì)量控制方案。施工企業(yè)需要根據(jù)工程實(shí)際需求對(duì)方案進(jìn)行合理設(shè)置，并且還需要明確人員的責(zé)任以及義務(wù)，讓每一位施工人員都能夠了解相應(yīng)的施工內(nèi)容。在后續(xù)施工過(guò)程中嚴(yán)格按照質(zhì)量控制方案開展作業(yè)，提高工程質(zhì)量，確保施工水平。最后，施工單位要做好施工人員安全保障工作，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員和作業(yè)人員的安全教育，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、施工設(shè)備和材料進(jìn)行保護(hù)。

3.2 灌漿法操作流程

首先，在現(xiàn)場(chǎng)放樣工作時(shí)需要遵循一定的原則和順序，從隧道兩側(cè)的拱墻開始向上鋪設(shè)，依次完成整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)工作。并且在施工過(guò)程中需要按照一定的順序來(lái)進(jìn)行鉆孔，注意鉆孔的深度不能超過(guò)隧道深度的2/3。而在鉆孔工作時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范來(lái)進(jìn)行操作，在完成鉆孔工作之后要對(duì)隧道內(nèi)的積水和雜物進(jìn)行清理工作，如果存在堵塞現(xiàn)象要及時(shí)進(jìn)行疏通。其次，在施工過(guò)程中要對(duì)所使用的水泥漿液和水灰比等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理控制，保證其能夠滿足施工需求。施工單位可以在灌注混凝土之前對(duì)混凝土標(biāo)號(hào)和配合比進(jìn)行全面檢查，將模板拆除，清理多余的雜物[5]。

3.3 灌漿管道的安裝

在施工過(guò)程中灌漿管道的安裝是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，在灌漿管道安裝過(guò)程中要遵循一定的原則。首先，為了保證灌漿管道的安裝質(zhì)量，在施工之前要全面檢查灌漿管道是否存在滲漏情況、灌漿管和接頭是否存在銹蝕情況、接頭是否出現(xiàn)破損情況。其次，在施工過(guò)程中，需要將所有的灌漿管和接頭連接完畢之后才能夠開始灌漿工作，可以先將灌漿管的一端插入灌注孔當(dāng)中，再將另外一端插入灌漿孔當(dāng)中。在此過(guò)程中，需要根據(jù)不同的工作環(huán)境選擇不同的灌注方式，進(jìn)而保證灌漿管在灌注完成之后能夠正常拔出。然后，為了保證灌漿工作順利開展，在施工時(shí)要提前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行全面檢查和分析，避免出現(xiàn)漏漿問題。施工單位需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求開展作業(yè)，進(jìn)而提高整個(gè)工程的質(zhì)量和效率。最后，在實(shí)際施工過(guò)程中，為了確保公路橋梁隧道工程能夠正常進(jìn)行，需要對(duì)灌漿管道的安裝工作予以重視。通常情況下都會(huì)使用到水泥砂漿作為灌漿管的填充材料，因此必須對(duì)水泥砂漿的使用范圍予以控制，保證水泥砂漿的強(qiáng)度達(dá)到要求，確保水泥砂漿的和易性符合要求，讓其具有良好的流動(dòng)性。

3.4 部分特殊情況的處理

灌漿孔漏水現(xiàn)象作為特殊情況，需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，如漏水嚴(yán)重需要采用引排的方法進(jìn)行處理，先對(duì)漏水點(diǎn)進(jìn)行觀察，采取相應(yīng)措施對(duì)漏水位置進(jìn)行封堵，再通過(guò)引排的方法將漏水位置引到其他地方。如果在灌漿過(guò)程中出現(xiàn)漏漿問題，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，同樣要先對(duì)漏漿位置進(jìn)行觀察。如果漏漿部位出現(xiàn)在注漿孔孔口，則需要采取相應(yīng)措施將漏漿點(diǎn)引到其他地方，可以擴(kuò)大注漿孔，擴(kuò)大之后采取引排的方法進(jìn)行處理，恢復(fù)正常后對(duì)中斷的灌漿孔進(jìn)行檢查，如果沒有異常情況出現(xiàn)則可以繼續(xù)進(jìn)行灌漿施工。

4 結(jié)語(yǔ)

灌漿法作為新型的施工技術(shù)，在公路橋梁隧道施工中具有極為重要的作用，能夠在一定程度上提高工程性能，讓其工程的穩(wěn)定性及安全性能夠得到有效保證。但是由于該技術(shù)在具體施工過(guò)程中會(huì)很容易受到諸多因素影響，因此施工單位需要做好分析，根據(jù)公路橋梁隧道工程的實(shí)際情況，合理選擇相應(yīng)技術(shù)，提高該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與效能，讓公路橋梁隧道工程符合大眾需求，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定和諧發(fā)展。