路桥隧道工程中灌浆法加固技术的运用

路桥隧道工程中灌浆法加固技术的运用

摘要:随着我国社会经济不断发展,当今公路桥梁工程数量越来越多,完善了我国公路运输体系。公路桥梁速调工程加固施工有助于提高工程质量、使用寿命、运行安全,其中灌浆法加固技术在路桥隧道工程中应用十分广泛,可以有效提高路桥隧道物理性能。基于此,本文首先提出灌浆法加固技术原理,结合某工程实际案例分析路桥隧道工程中灌浆法加固技术的应用。

关键词:路桥隧道工程;灌浆法;加固技术;应用

0引言

路桥工程作为组成公路交通体系的重要组成部分,随着科学技术的不断发展,越来越多的土建工程新技术、新材料被应用到路桥工程中,降低了路桥隧道施工难度。同时,在隧道施工中存在很多的不可抗力因素,可能会造成隧道突涌、裂缝等问题,这就需要采用科学的加固技术。其中,灌浆法在隧道加固领域中的应用十分广泛,不仅能够提高隧道的物理性能,同时相比其他的加固方案施工更加便捷、成本更低,有助于提升路桥工程的整体效益。

1工程概况

云南山区某路桥工程全长为45.23km,路桥隧道长度占据30%左右,工程量较大,隧道工程设计宽度为22m整体式路基以及宽度为9.96m分离式路基,路基与桥梁宽度相等。该路桥工程设计时速为100km/h。该路桥工程贯通段的地质结构主要为砂岩、英砂岩,再加上山体结构复杂、有山泉,爆破不到位可能会出现泥石流、砌石松动、内部开裂、砌浆脱落等质量问题。为了减少路桥工程质量缺陷,采用了灌浆法加固技术,并且取得了非常好的效果。

2灌浆法加固技术相关阐述

2.1灌浆法技术原理

在路桥工程建设中,通常会产生一些不可预见的病害问题,这些病害严重影响路桥隧道正常通行以及运行安全性,部分隧道工程采用了灌浆法进行了加固,取得了良好的效果。灌浆法是指将水泥、砂子、粘土、水、添加剂按照相关比例配置成砂浆,之后将加固对象钻孔,将砂浆灌入到加固结构当中,在水泥砂浆凝固之后强度会变高,从而起到加固作用,也可以填补结构中的裂缝,提高隧道的安全性、稳定性、荷载性能。在路桥隧道工程施工中,灌浆法可以分为两种形式,一种是高压注浆;另一种是低压注浆,通常以高压注浆为主。砂浆在进入加固主体后会在裂缝位置形成浆柱,在一段时间后冷却凝结填补结构裂缝,提高基础强度,从而解决病害问题,起到加固作用[1]。

2.2技术优势

灌浆加固技术的主要优势表现在:①利用水泥砂浆填充缝隙可以避免隧道工程跑漏问题,这些填充物在凝固之后可以提高整体结构的物理特性。②可以避免工程渗漏,灌浆之后可以填充缝隙从而降低工程主体的渗透性,提高隧道工程的抗渗性。③灌浆法所使用的水泥砂浆要比工程本体强度更高,可以提高隧道工程强度,起到结构整体加固作用,有效消除了隧道裂缝带来的伤害。④灌浆法可以在一定程度上恢复因不均匀沉降造成隧洞偏移的问题。由此可见,在多年发展中灌浆加固技术已经发展的非常成熟,在路桥隧道工程施工中有着重要意义,可以有效提升隧道的强度和使用安全。

3公路桥梁隧道工程施工中灌浆加固技术的应用

3.1做好前期准备工作

灌浆施工前必须要做好准备工作,这也是发挥灌浆法效益的前提。首先要做好施工现场勘查工作,掌握隧道结构的整体状况,为后续施工方案制定提供信息支持。其次是安排施工队伍,保证施工队伍的专业性,明确施工队伍中的个人分工,做好前期技能培训工作,确保隧道工程可以顺利施工,落实相关责任。最后要根据施工方案选择施工机械型号,并运输到施工现场,对设备性能进行检查。还要准备好施工材料,确保加固施工可以顺利进行。

3.2施工标准

想要确保工程整体施工质量,就必须要确定工程加固标准,不同施工环境的加固标准不同,案例工程采用了复合型地基,要求在灌浆加固之后地基承载力不得低于130kPa,还要严格控制施工灌浆时间、灌浆速度,通常保持在5L/min,持续灌浆30min。在水泥砂浆配比中,水泥砂浆最低强度为32MPa,采用高性能硅酸盐水泥。在打孔的孔深、灌浆管排布中,可以采用梅花状灌浆管排布形式,打孔半径控制在40-50mm,孔深保持在5m[2]。注浆时必须要填充隧道结构主体的裂缝,提前做好压力测试,灌浆压力不得低于0.4MPa,只有各项指标都能够达到标准要求,才能够实现最终的注浆加固目标。

3.3灌浆加固施工方案

3.3.1打孔

在正式打注浆孔之前,要提前选择好打孔工具,钻头半径为40mm。钻孔过程中,要保证与钻孔面的垂直度,误差控制在±1%以内。本工程在钻孔当中发现了粉状土壤,此时要先下入导管,保护好灌浆孔孔壁,避免粉尘泥砂进入到灌浆孔当中造成堵塞问题,防治正常施工。下入到管之后即可继续钻孔作业。

3.3.2灌浆管道安装

在打孔工作完毕之后,要安装灌浆管道。灌浆加固技术的应用是为了提高隧道工程强度,但由于路桥隧道工程施工环境、使用环境的特殊性,采用普通灌浆管道在使用中产生外壁裂缝几率非常高,影响工程正常使用,为了避免此类问题,可以在安装灌浆管同时在外部包裹一层软胶保护层[3]。管道破裂会导致浆液溢出,除了会影响工程质量,还会导致材料浪费,而在软胶保护层包裹下,泥沙不易流入到灌浆管到中,起到了双层防护作用。在灌浆管道铺设完毕之后,还要做好管道衔接部位孔隙、钻孔孔隙填补工作,选择与管道周围相同材料填补即可。

3.3.3水泥砂浆搅拌

灌浆管道施工完毕后,要搅拌水泥砂浆,按照试验段设计比例进行搅拌,搅拌要按照一个方向进行,不可切换方向。搅拌振捣速度不宜过快,要保持匀速搅拌,搅拌机运行30s以上,根据实际情况适当调整搅拌速度,避免砂浆出现离析、沉淀等问题。搅拌完成后立刻运往施工现场,尽可能在2h内使用完毕,避免长时间搁置造成初凝或变质等问题,影响正常使用。本工程砂浆材料采用了42•5硅酸盐水泥,在监理工程师检定之后,加入适量的外加剂,如粉煤灰、水玻璃等,改善砂浆整体性能,集料粒径不超过3mm,所有外加剂质量都应满足技术标准。

3.3.4灌浆施工

在正式灌浆前要做好区分工作,每个区段长度不得超过50m,并且在灌浆完毕后都要做好封堵工作。同时,还要对衬砌结构缺陷、施工缝进行全面检查,制定漏浆的应对措施,之后再次进行检查,合格之后即可注浆。注浆要由下到上的顺序进行,在地处孔注浆中,气体从高处孔排除,待到高处孔溢出浆液之后将底孔封堵,从高处孔向下注浆,反复注浆直到填满为止。注浆压力要根据衬砌界沟厚度确定,考虑内部钢筋布置情况。开始注浆后要保持连续性,直到注浆结束,如果中途注浆中断,要立刻扫孔并复灌。本工程采用了分次注浆法,第一次注浆的水灰比为1:0.5,以常压注浆,从孔底持续向上注浆,在上孔溢出浆液后完成第一次注浆。待到将第一次注浆完成12h之后开始第二次注浆,也就是劈裂注浆法,此时泥浆水灰比为1:0.6[4]。根据现场实际情况确定注浆压力、时间,通常注浆压力不超过1.2MPa,地表等部位出现冒浆、串浆问题要立刻采取防护措施,可以间歇式注浆减小压力。在注浆完成之后要检测地基承载力,通常经过注浆加固之后的地基承载力可以达到300kPa,远超标准的130kPa。

3.3.5灌浆孔封堵

在灌浆压力升到设计标准压力后,还要持续灌浆10min,严控注浆量操持在10L/min左右,最高不得超过20L/min,注浆完毕之后马上封堵注浆口,封堵一天时间观察情况[5]。为了能够提高注浆加固效果,可以采用以下几点措施:①根据砂浆固结面实际情况检查钻孔中是否出现了空白区。②检查注浆量、灌浆压力等施工信息,判定注浆效果。③按照注浆孔数的5%比例进行取孔,进行压水试验。特别是对土质条件差、冒浆严重、耗灰量多的孔洞进行重点检查。如果持续灌水30min吸水率都低于标准数值,则确定灌浆质量达标,反之要再次补压。本工程采用劈裂注浆法,几乎不会出现此类问题。

4灌浆加固技术应用的注意事项

应用灌浆加固技术在隧道工程中有助于解决裂缝、松动等问题,可以全面提升隧道工程整体质量。本工程在应用灌浆加固技术之后,很好的填充了隧道孔洞,堵截流水,提高了隧道结构的整体防渗性能,同时还加强了隧道整体强度,通过试验检测分析,岩土力学强度和混凝土结构强度均提升了120%以上,避免隧洞出现不均匀状况。在路桥隧道加固工程施工中,可以解决一系列的隧道缺陷上问题,但也要注意很多事项。①在钻孔施工中如果遇到突涌情况,要立刻停钻,通过加压注浆堵口封堵涌水口;②如果灌浆压力突然升高,可以改灌清水、水泥砂浆,让灌浆压力得以恢复,之后再注浆,如果灌浆压力没有恢复到正常标准需要停止灌浆,并检查灌浆管是否有堵塞问题;③如果在灌浆时进浆压力非常高且长时间保持不变,需要立刻更改砂浆配置比例、浓度,缩短凝胶时长,也可以采用间歇式灌浆法,严格按照浆液凝胶时间控制灌浆停留时长;④在灌浆施工中也要重点关注安全问题。在开工前做好安全技术交底工作,组织一线工作人员学习安全防护技术、安全操作规程。安排专人负责维护施工设备,排除设备、部件的安全隐患,确保可以正常运行[6]。灌浆前做好设备、器具、管路、缝口状态检查,如果发现异常立刻修复,避免带故障灌浆施工,按照要求做好注水试验工作。一线工作人员必须要佩戴相应的防护设备,发现注浆压力异常要远离灌浆口,避免灌浆爆裂伤人。

5结束语

综上所述,灌浆加固技术的应用有助于提升路桥隧道工程整体质量,这就需要根据工程实际情况和设计标准,严格控制灌浆加固法的每个施工流程,掌握施工要点、满足工程施工标准,同时还要关注施工中的注意事项,保证施工安全,发挥灌浆法加固技术的真正效益。

参考文献:

[1]蔚晋峰.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].四川建材,2019,45(09):143-144.

[2]鲁林.试析公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].价值工程,2019,38(22):155-157.

[3]张学礼.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].交通世界,2019(18):100-101.

[4]杨欢权.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术研究[J].居业,2019(06):115-116.

[5]白嵩.论公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的有效应用[J].山东工业技术,2019(12):123.

[6]蒋磊.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的运用[J].科技创新与应用,2019(05):168-169.

作者:单世广 单位:中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限责任公司