注漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用探究

摘 "要：探討注漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用，首先介紹注漿技術(shù)的基本原理，接著闡述注漿材料的種類與性能要求，如水泥漿、化學(xué)漿等材料在不同工程需求下的適用性。隨后詳細(xì)分析注漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工各個(gè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，包括施工前的準(zhǔn)備工作、具體的注漿施工工藝、施工過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)等。同時(shí)，探討注漿技術(shù)應(yīng)用對(duì)提高公路橋梁隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防水性等方面的重要作用，并對(duì)其未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，旨在促進(jìn)公路橋梁隧道施工中注漿技術(shù)的合理應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：注漿技術(shù) "公路橋梁 "隧道施工 "結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 "防水

中圖分類號(hào)：U443.1

Exploration of the Application of Grouting Technology in Highway Bridge Tunnel Construction

XU Xiaotian

Gansu Xinlu Traffic Engineering Co.， Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730030 China

Abstract： This article explores the application of grouting technology in the construction of highway bridges and tunnels. Firstly， the basic principles of grouting technology are introduced. Then， the types and performance requirements of grouting materials are elaborated， such as the applicability of cement slurry， chemical slurry etc.， and their applicabilityother materials under different engineering requirements. Subsequently， a detailed analysis was conducted on the application of grouting technology in various aspects of highway bridge and tunnel construction， including preparation work before construction， specific grouting construction techniques， and quality control points during the construction process. At the same time， the important role of grouting technology in improving the stability and waterproofing of highway bridge and tunnel structures was explored， and its future development trends were discussedpredicted， aiming to promote the rational application and technological innovation of grouting technology in highway bridge and tunnel construction.

Key Wwords： Grouting technology; Highway bridges; Tunnel construction; Structural stability; Waterproof

隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路橋梁隧道建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。公路橋梁隧道作為交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分，對(duì)于加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)系、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。然而，在公路橋梁隧道施工過程中，面臨著諸多復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程難題，如軟弱地層、涌水、斷層破碎帶等問題，嚴(yán)重影響著工程的質(zhì)量、安全和進(jìn)度。注漿技術(shù)作為一種有效的加固和堵水手段，在公路橋梁隧道施工中得到廣泛應(yīng)用，將具有一定膠凝性的漿液注入地層孔隙或裂縫中，使?jié){液在一定壓力作用下擴(kuò)散、填充并凝固，從而改善地層的物理力學(xué)性質(zhì)，提高地層的承載能力和抗?jié)B性能。在軟弱地層中，注漿能夠加固土體，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，防止隧道坍塌；在涌水地段，注漿可封堵水流通道，減少涌水量，確保施工安全。對(duì)注漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用進(jìn)行探究具有重要意義。一方面，了解注漿技術(shù)的應(yīng)用原理、方法和效果，有助于施工人員根據(jù)不同的工程地質(zhì)條件，合理選擇注漿材料、工藝參數(shù)和施工方法，提高施工質(zhì)量和效率。另一方面，對(duì)注漿技術(shù)應(yīng)用的研究，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)注漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工中的創(chuàng)新發(fā)展，為我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供更有力的技術(shù)支持。

1" 注漿技術(shù)原理

注漿技術(shù)是將一定的注漿材料，借助注漿設(shè)備注入巖土體或結(jié)構(gòu)物的孔隙、裂隙或孔洞中。其原理主要基于漿液在壓力作用下的滲透、填充和固結(jié)作用。當(dāng)漿液被注入巖土體中時(shí)，會(huì)在壓力差的驅(qū)動(dòng)下，沿著孔隙或裂隙向周圍擴(kuò)散^[1]。對(duì)于較小的孔隙，漿液主要通過滲透作用進(jìn)入，填充其中的空隙，提高巖土體的密實(shí)度；對(duì)于存在一定初始應(yīng)力或裂隙較小的巖土體，漿液在壓力作用下劈裂巖土體，形成新的漿脈，從而增強(qiáng)巖土體的強(qiáng)度和整體性；而在一些松散的巖土體中，漿液的注入會(huì)對(duì)周圍巖土顆粒產(chǎn)生擠壓作用，即壓密作用，使巖土體更加密實(shí)穩(wěn)定。

2" 注漿材料的種類與性能要求

2.1" 水泥漿

普通硅酸鹽水泥是制備水泥漿的主要材料，可以根據(jù)工程需要添加適量的外加劑，如早強(qiáng)劑、減水劑、膨脹劑等，以改善水泥漿的性能。水泥漿適用于多種地質(zhì)條件下的注漿工程，尤其是對(duì)強(qiáng)度要求較高的加固和填充工程^[2]。水泥漿的顆粒較大，對(duì)于一些細(xì)小孔隙或裂隙的滲透能力較差，并且凝結(jié)時(shí)間相對(duì)較長，在一些需要快速止水或?qū){液擴(kuò)散范圍要求嚴(yán)格的工程中可能不太適用。

2.2" 化學(xué)漿

化學(xué)漿主要分為3類，具體如下。

2.2.1" 水玻璃類漿液

水玻璃類漿液是以水玻璃（硅酸鈉）為主劑，加入適量的固化劑，如氯化鈣、磷酸等制成的漿液。其具有凝結(jié)時(shí)間可調(diào)、可灌性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好地滲透到細(xì)小的孔隙和裂隙中，適用于處理一些滲透性較差的地層和需要快速止水的工程。水玻璃類漿液結(jié)晶體的強(qiáng)度一般相對(duì)較低，但可以調(diào)整配方以提高其強(qiáng)度。此外，水玻璃類漿液具有一定的腐蝕性，在使用過程中需要注意對(duì)注漿設(shè)備和周圍環(huán)境的防護(hù)^[3]。

2.2.2" 聚氨酯類漿液

聚氨酯類漿液是一種高分子有機(jī)漿液，具有良好的可灌性、止水性能和較高的彈性變形能力，能夠適應(yīng)巖土體的變形，在防水堵漏工程中應(yīng)用廣泛。聚氨酯類漿液的反應(yīng)速度較快，可以根據(jù)工程需要通過調(diào)整配方來控制其凝結(jié)時(shí)間。

2.2.3" 丙烯酰胺類漿液

丙烯酰胺類漿液是一種水溶性高分子漿液，具有黏度低、可灌性極好、凝結(jié)時(shí)間容易控制等優(yōu)點(diǎn)，能夠注入非常細(xì)小的孔隙和裂隙中，對(duì)巖土體的加固和防滲效果顯著。

2.3" 其他注漿材料

除水泥漿和上述幾種化學(xué)漿外，還有一些其他的注漿材料，如黏土漿、粉煤灰漿等。黏土漿具有成本低、來源廣的特點(diǎn)，但其結(jié)石體強(qiáng)度較低，一般用于一些對(duì)強(qiáng)度要求不高的臨時(shí)性工程或作為輔助注漿材料。粉煤灰漿則是利用工業(yè)廢料粉煤灰制備而成，具有一定的環(huán)保意義，其性能與水泥等其他材料復(fù)合使用來改善，適用于一些地基加固和填充工程^[4]。

3nbsp; 注漿技術(shù)在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用

3.1" 施工前準(zhǔn)備工作

（1）開展地質(zhì)勘察，了解施工區(qū)域的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水分布等情況。確定巖土體的類型、孔隙率、滲透性等參數(shù)，為選擇合適的注漿技術(shù)和注漿材料提供依據(jù)。例如：地層為砂性土且滲透性較好，可以優(yōu)先考慮滲透注漿；若為黏性土且孔隙較小，則需要采用劈裂注漿或其他適合的注漿方式。地質(zhì)勘察還能幫助預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題，如斷層、溶洞等，以便提前制定相應(yīng)的處理措施^[5]。（2）根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，結(jié)合工程的具體要求，如加固目的、防水標(biāo)準(zhǔn)等，設(shè)計(jì)合理的注漿方案。注漿方案應(yīng)包括注漿材料的選擇、注漿方式的確定，以及計(jì)算如注漿壓力、注漿量、注漿孔間距等參數(shù)，合理安排注漿順序。在確定注漿壓力時(shí)，需要考慮巖土體的強(qiáng)度、初始應(yīng)力、埋深等因素，既要保證漿液能夠順利注入，又不能因壓力過高而導(dǎo)致巖土體破壞或漿液流失。注漿孔間距的設(shè)計(jì)則要綜合考慮漿液的擴(kuò)散半徑、加固范圍要求等，以確保注漿效果的均勻性和有效性。（3）按照注漿方案的要求，準(zhǔn)備相應(yīng)的注漿設(shè)備和材料。注漿設(shè)備包括注漿泵、攪拌機(jī)、壓力表、注漿管等，要確保設(shè)備的性能良好、運(yùn)行穩(wěn)定，并進(jìn)行必要的調(diào)試和維護(hù)。

3.2" 注漿施工工藝

在隧道拱頂和邊墻等易出現(xiàn)滲漏和變形的部位，可以采用梅花形或矩形等布置方式，使注漿加固范圍能夠有效覆蓋這些關(guān)鍵區(qū)域；另一方面，采用合適的鉆孔設(shè)備進(jìn)行注漿孔的鉆進(jìn)，鉆孔過程中要保證孔壁的穩(wěn)定性，防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于不同的地層，可以采用不同的鉆孔工藝，如在軟土層可以采用根管鉆進(jìn)技術(shù)、在巖石層則可以采用沖擊鉆或回轉(zhuǎn)鉆等。鉆孔完成后，要對(duì)孔深、孔徑等參數(shù)進(jìn)行檢查，確保符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，要對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，清除孔內(nèi)的巖屑和雜物，以便漿液能夠順利注入；此外，將制備好的漿液通過注漿泵注入注漿孔中，在注漿過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的注漿壓力、注漿量和注漿速度進(jìn)行控制。開始注漿時(shí)，可以采用較低的壓力進(jìn)行試注，觀察注漿情況，如漿液的擴(kuò)散范圍、是否有漏漿現(xiàn)象等。隨著注漿的進(jìn)行，逐漸提高注漿壓力，但不能超過設(shè)計(jì)的最大注漿壓力。同時(shí)，要記錄注漿量和注漿壓力的變化情況，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)的注漿量或注漿壓力穩(wěn)定且不再上升時(shí)，可以停止注漿。對(duì)于多排注漿孔，一般采用先外后內(nèi)、先下后上的注漿順序，以保證注漿效果的均勻性和整體性。

3.3" 質(zhì)量控制要點(diǎn)

防止因材料質(zhì)量問題導(dǎo)致注漿失敗或工程質(zhì)量缺陷。在材料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，也要注意采取相應(yīng)的措施，如防潮、防曬、防泄漏等，保證材料的性能不受影響。同時(shí)，在注漿過程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注漿壓力、注漿量等參數(shù)的變化；如果發(fā)現(xiàn)注漿壓力突然升高或降低、注漿量異常等情況，則要及時(shí)分析原因并采取相應(yīng)的措施。對(duì)注漿過程中的漏漿現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)處理，可以采用封堵、降低注漿壓力等方法，防止?jié){液流失，影響注漿效果。此外，注漿施工完成后，要對(duì)注漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)。常用的檢驗(yàn)方法包括鉆孔取芯法、壓水試驗(yàn)法、物探法等。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)注漿效果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)注或采取其他補(bǔ)救措施。

4" 注漿技術(shù)應(yīng)用的重要作用

4.1" 提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

對(duì)于軟弱巖土體，注漿可增強(qiáng)其抗剪強(qiáng)度和承載能力，減少因巖土體變形而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。在隧道施工中，對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固后，能有效控制圍巖的變形，防止隧道坍塌，為隧道的安全施工和正常使用提供保障。在橋梁基礎(chǔ)施工中，對(duì)地基進(jìn)行注漿處理，可提高地基的承載力，減少基礎(chǔ)的沉降，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.2" 增強(qiáng)防水性能

在隧道襯砌施工前，對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)注漿，可以封閉圍巖中的裂隙和孔隙，降低地下水的滲透壓力，減少隧道運(yùn)營期間的滲漏水量。對(duì)于橋梁伸縮縫、橋臺(tái)等易滲漏部位，采用注漿止水技術(shù)，有效解決滲漏問題，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低維修成本。

5" 注漿技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1" 新型注漿材料的研發(fā)

開發(fā)高強(qiáng)度、低黏度、可快速凝結(jié)且對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)注漿材料，以滿足一些特殊工程和復(fù)雜地質(zhì)條件下的注漿需求。同時(shí)，注重利用工業(yè)廢料或可再生資源制備注漿材料，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展。如利用廢棄礦渣、建筑垃圾等制備復(fù)合注漿材料，既解決廢料處理問題，又降低注漿成本。

5.2" 智能化注漿技術(shù)的應(yīng)用

在注漿設(shè)備和注漿孔中安裝傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注漿壓力、流量、漿液密度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。控制系統(tǒng)利用人工智能算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，自動(dòng)調(diào)整注漿參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)注漿，提高注漿效果和施工效率，減少人為因素對(duì)注漿質(zhì)量的影響。

5.3" 多技術(shù)融合注漿工藝

與巖土錨固技術(shù)相結(jié)合，在注漿加固的同時(shí)進(jìn)行錨桿或錨索的安裝，進(jìn)一步提高巖土體的穩(wěn)定性；與土工合成材料技術(shù)結(jié)合，利用土工布、土工格柵等材料與注漿形成復(fù)合加固體系，增強(qiáng)對(duì)巖土體的約束作用；與微生物技術(shù)結(jié)合，開發(fā)微生物注漿技術(shù)，利用微生物的代謝作用產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)來填充巖土體孔隙，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的注漿加固。

6" 結(jié)論

隨著科技的不斷進(jìn)步，注漿技術(shù)將朝著新型材料研發(fā)、智能化控制和多技術(shù)融合的方向不斷發(fā)展。在未來的公路橋梁隧道建設(shè)中，應(yīng)不斷探索和創(chuàng)新注漿技術(shù)的應(yīng)用，以適應(yīng)更加復(fù)雜的工程環(huán)境和更高的工程質(zhì)量要求。

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