注浆技术施工工艺初探

注浆技术施工工艺初探

摘要:以某高速公路施工案例为切入点,详细论述注浆技术在该工程中的应用机理、设计方法、施工要点、质量检查方法等,同时分析了注浆技术在公路桥梁路基施工中的特征,为同类工程施工提供参考借鉴。

关键词:注浆技术;施工技术;公路桥梁施工;公路施工

1工程概况

某高速公路工程穿越山区,施工路段存在人为挖空探井,经过详尽地质勘探明确探井位置、深度,探井直径为2~3m,且存在坍塌现象,可见深度为2.5m,在工程路基、边坡段不均匀分布,对公路地基稳定性影响严重。根据工程情况,采用注浆技术施工,该方法是一种有效的施工方法,效果显著且施工简便,具体如下。

2注浆技术的作用

注浆技术通过一定压力,将浆液注入到施工预计不稳固的部分,达到填充、渗透、挤密的效果,在排出岩石缝隙、土壤颗粒中水分、空气后,占据这些空隙处位置,经过一段时间凝固后,让该部分形成一个强度大、结构稳定的结石体。在公路、桥梁施工中,合理采用注浆工艺能够达到填充、挤压胶结体的效果,且浆液在土体或者岩石结构中凝固后,能够提高该部分的抗形变能力、承载力[1]。

3注浆技术施工工艺

3.1施工准备

3.1.1开挖回填

根据该段施工图纸要求,在人工挖空区,采用爆破的方式进行预处理,然后采用回填的方式并分层碾压,最后进行注浆、加固,勘探结果显示,探洞大部分区域都存在塌陷的情况,所以无法采用此前的施工方案对该处进行爆破处理,故采用分段开挖的方式,开挖过程以保障土体稳定性为基础,经过四方联检后开始分段、回填、施工,回填首先回填厚砂砾石然后以分层回填、碾压的方式,直至将探洞填至地面高度[2]。

3.1.2注浆准备

(1)平整施工场地:采用机械平整的方式,用小型挖掘机挖平土体,清理注浆区域上部的碎石、垃圾等,适当压实后将平整地块作为注浆工作平台、钻机工作平台;(2)施工通道搭建:根据施工场所的实际地形,搭建施工通道,施工前成立施工通道搭建小组,小组负责施工通道的搭建以及日后维护,以保证施工顺利进行,避免因施工通畅性影响工程建设进度;(3)施工用电准备:施工现场配备发电机(50kW),并检查发电机是否能够正常运作;(4)施工用水准备:为保证注浆用水,在注浆区域附近设置三个蓄水池,同时在附近配置一台送水车,保证注浆过程中的施工用水。(5)浆液材料准备:根据测算,采用42.5普通硅酸盐水泥施工,水泥均有检验报告以及合格证书,现场通过试块检验;(6)技术准备:采用全站仪对施工线路进行复测,线路贯通和水准同时复测,同时采用导线控制实现平面测控,采用“三角高程控制方法”来对高程进行测控,施工前面核对施工图纸中的规范、标准,测量人员在确定各方面参数准确无误后进行孔位放样,为钻孔施工奠定基础[3]。

3.2注浆操作流程

注浆技术施工流程为:孔位确定→钻孔设备就位→钻孔→压水试验→插管→封填→套管提升→注浆管安装→浆液配置→注浆→提管→回填[4]。

3.2.1浆液拌和

注浆液采用人畜可饮用纯水拌和,42.5普通硅酸盐水泥按照一定的水灰比拌和,同时根据注浆的次序控制水灰比,控制范围调整在0.75左右[5]。搅拌设备为叶式搅拌机,可保证浆液搅拌的连续性,浆液在搅拌完成之后均匀过筛,然后才能够进行泵送、注浆。值得注意的是,在注浆过程中,浆液应处于连续搅拌的状态,搅拌时间需要控制在2min以上。注浆泵采用柱塞泵,在注浆的过程中,注浆缸体、注浆柱塞并不直接接触,以避免设备磨损,同时根据注浆的深度来控制注浆实际压力、注浆用量,本工程注浆深度为10m,每1m注浆水泥用量控制在100kg左右,同时注浆的流量控制在10L/min左右[6]。

3.2.2操作过程

施工前根据现场实际情况进行注浆实验,在采空区根据注浆设计方案布孔、造孔、注浆,确定基本的注浆压力、注浆速度、浆液渗透量、注浆加固半径、浆液层厚度、土地强度、施工方法、检验方法等,实验孔应该控制在2~3个,实验结束后参考检验结果合理调整参数,并逐步完善注浆工艺,然后经过审批可全面开始注浆施工;根据设计要求,放样结果标记注浆孔位置,并开始编号,注浆设备、钻机安装定位完成后,利用水平仪、水平尺等工具对钻机的垂直度进行检验,保证安装牢固、定位完善[7]。本工程灌浆孔呈梅花形布置,以保证注浆作用半径、注浆施工效果,梅花形的间孔间距控制为130cm±1cm,排距控制为150cm±1cm;钻孔过程中首先确定钻杆、钻机和标注孔位的相对为主,根据设计方案中规定的速度开始钻进,本工程的钻进深度标准为10m,钻孔方法为“套管保护干钻法”(边下护壁套管,套管采用钢管,每节长2m,接长管两端带丝口),钻孔孔径控制在75mm以上;钻孔完成后检查成孔是否存在塌陷、堵塞等情况,排除异常后利用高压风机(风压调整至0.3MPa左右)将孔内的尘土清除至孔外;成孔清理完毕后,将注浆管插入至设计深度,本工程所用注浆管的外径为30mm,材料为塑料,经过检验,能够承受3.5MPa注浆压力,花管长度根据现场试桩确定,根据施工要求,将注浆孔入口处加工为喇叭形,注浆过程中用“土工布”包裹花管底部,同时设置双向密封装置,保证注浆过程中不漏浆、不跑浆,以保证注浆过程的顺畅性。

3.2.3注浆注意事项

注浆过程中尤其注意注浆的次序、位置,在靠近边坡位置时,采用“从外往里”的注浆方式,在靠近填方路基部分,采用“从里往外”的注浆方式,即“先注浆二次序孔、再注浆一次序孔”,注浆浆液的调整秉承“先稀后稠”的原则调整,注浆开始后,密切观测注浆压力,同时完整记录在注浆过程中发生的各种变化,根据实际情况调整注浆浆液的黏稠度、量,为提高质量控制水准,在注浆的过程中,注意观察浆液黏稠度是否符合规范,在注浆量较大的情况下,为确保浆液正常注入,采用间歇式注浆法施工(注浆过程中,注浆至卵石层拔起套管,保证浆液的正常流入,卵石层注浆完成后,从上自下逐步灌浆),同时在浆液中加入一定量的速凝剂(速凝剂增加量为水泥重量的2%)。地表冒浆为必须控制的现象,在注浆高度接近地面1.5m时,严格控制注浆压力,为避免地面上的设备、人员受到冲击,注浆过程中的注浆压力不得超过1MPa,一般情况下,注浆压力需要控制在0.8MPa左右。注浆是否结束需要参考现场试验结果,在未确定单孔注浆是否结束前,根据以下标准来判断单孔注浆是否符合要求:一是单孔注浆量达到设计要求;二是单孔注浆压力已经超过了预设方案中的压力值;三是地面适当冒浆;四是达到设计最大压力的情况下,继续注浆15min后可停止单孔注浆。此外,在注浆过程中,若观察到注浆导致地面抬高的现象,应停止注浆、间歇注浆或者降低注浆压力。

4质量保证措施

在正式开始施工前由现场技术负责人,以书面形式上报施工工艺具体情况,在经过审核后才可安排施工;现场技术负责人施工前对施工员、班组长、施工人员进行全方位的技术交底,其中明确施工规范要求、设计要求、质量要求、工艺标准等,施工作业人员严格按照技术要求开始施工,质量检查人员定期对施工质量进行检查,着重检查孔位、数量等;严格控制材料质量,水泥品种、质量、规格等必须符合设计要求,材料在进入施工现场前由质量工程师统一验收;施工过程中由现场负责人、施工员对施工现场进行巡查,构建起一个完善的质量巡查体系。

5结语

综上所述,公路桥梁路基施工过程中常遭遇施工条件不良等情况,为保证路基的稳定性、可靠性,务必对路基采取特殊的处理措施才可保证工程的顺利推进。注浆施工技术是目前公路、桥梁施工中的常见技术方法,在实际施工中体现出极高的实用性、便捷性,并且该技术方法还在不断完善,相关技术标准在不断推陈出新。注浆技术能够保证施工范围内的土体间隙得到有效填充,同时在水泥等材料的作用下,土体可得到有效加固,相较于传统的大开挖换填、碎石桩等技术,注浆技术的可行性、经济性和施工效率更高,可避免产生环境污染等问题。

参考文献:

[1]党海明.青藏铁路察尔汗盐湖路基黏土注浆施工技术研究[J].青海科技,2019,26(4):27-31.

[2]贾永生.注浆施工技术在公路路基加固及防渗工程中应用分析[J].建筑工程技术与设计,2019(17):507.

[3]魏素芸,徐绅.注浆施工技术在公路桥涵路基加固及防渗工程中应用[J].建筑工程技术与设计,2019(23):2051.

[4]张雷.汉孝城际铁路路基岩溶注浆加固地基施工技术[J].技术与市场,2018,25(9):46-47,50.

[5]肖硕辉.浅议岩溶注浆加固技术在高速铁路路基不良地质的运用[J].建筑与装饰,2019(15):124,126.

[6]杭州昂创科技有限公司.病害道路单孔复合注浆加固基层和路基施工方法:中国,CN201910179849.2[P].2019-05-17.

[7]张洪飞.苏桥工业园水荆东路岩溶路基注浆加固施工技术[J].建筑机械,2017(11):92-95,98.

作者:闫玺 单位:河北省高速公路京哈北线管理处