淺析公路橋梁隧道施工中注漿技術的應用

劉海峰

(江西省公路工程監理有限公司,江西 南昌 330009)

0 引 言

橋梁隧道工程建設為道路運輸產業起到關鍵性作用。其中，注漿技術能夠更好的提升橋隧施工效果和工程質量。注漿技術，即通過壓力作用將混凝土漿液噴射到建筑物墻體及工程地表上。注漿中的漿液是由細小顆粒和凝膠拌和在一起，經噴射于墻體后漿液會滲透到墻面的孔洞或墻體的縫隙或疏松位置，在漿液中的凝膠作用下，使漿液與墻體融合成一體，使墻體中的孔洞、縫隙或疏松得到完整的填充，同時也強化了墻體的穩固性。

1 工程概況

本項目整體成南北走向，路線全長14.66 km。

主線道路等級為一級公路，設計速度80 km/h。本工程路基設計的整體全寬為12.25 m，路面寬7.5 m，兩側硬路肩各寬1.5 m，土路肩一側1 m，另一側0.75 m。道路全線新建隧道1座，橋梁11座，涵洞37道。

2 注漿技術在公路隧道二次襯砌施工中的具體應用

2.1 隧道二襯注漿施工工藝流程

為簡化施工工藝，在二次注漿襯砌選擇素混凝土。但對于特殊地段需要有針對性的選擇鋼筋混凝土，比如，在淺埋地段或軟弱圍巖區域，其目的是保障隧道結構穩固和安全。二次襯砌的時間選擇需要根據隧道圍巖地質監測數據以及實際施工作業情況進行確定。按照施工標準混凝土抗滲等級不小于8級且強度等級為C25。

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 隧道二襯注漿施工工藝流程

2.2 現場試驗分析計算

注漿技術采用壓漿作業。根據注漿設計要求，選擇3根普通鋼管作為壓漿管(規格:直徑30 mm)。密封壓漿管的同時安裝單向閥，在確保不滲漏的前提下，還要確保混凝土在澆注終凝后，滿足在2～5 MPa泵壓下能夠開塞。壓漿管在下放時，需要通過注水檢測其密封性。壓漿管在下放過程中避免損壞，避免水泥或其他雜質滲入注漿管。如果出現漏水現象，就及時進行焊接修補，確保管道處于密封狀態。在確保壓漿管道順暢的情況下，用清水沖開壓漿管的底部的密封套。壓漿管需要在澆筑完樁混凝土后的24～48 h后方可開塞。

本工程中，通過對地質條件的測繪和測算，經不斷修正取數，得到灌柱樁基單樁承載力為18 590 kN。在不考慮注漿時，承載力約提升了10%，灌柱單樁承載力為16 731 kN。

即以施工現場的實際樁底注漿，樁基底部直徑D設計為2.0 m，GPI值設計為2 MPa，將以上數值代入公式得出：TCM取值為0.35。以此得出，在充分考慮樁底注漿的前提下，灌柱樁基的單樁承載力為18 660 kN。

可見，本工程采用樁底注漿技術，能夠提升基樁的承載力，通過方案對比，可節約10%左右的的作業費用。

2.3 二次襯砌施工流程分析

(1)初期支護檢查

初期支護結構由鋼筋網、鋼拱架+C25噴射混凝土形式。在初期支護施工結束并且滿足圍巖下二襯至掌子面的相關施工要求后，才可開展二襯施工。工程開始前需要先對整個端面的尺寸進行測量，經檢驗初期之后的斷面尺寸和二襯厚度也達標后，才可開展后續施工。與此同時還需要做好對初期支護面平整度的檢測，如果存在凹陷區，則需要通過噴射混凝土進行補平，以免在后續施工中出現二次襯砌脫空問題；如果存在突出部分，則需要將其鑿除，并對表面進行修理，確保其達到施工要求。對于露在外部的錨桿也需要及時將其切除，確保其與支護面齊平，并且為了避免影響后續防水板施工和造成施工安全隱患，切口必須修整為平齊面，禁止存在斜口或者監測。

(2)防水層施工

當初期支護結構趨于穩定后，就可以開展防水層施工，施工中需要每間隔6 m就設置一個環向打孔波紋管，如果部分區域滲水情況較為嚴重，則需要適當縮小間隔，增加波紋管數量。波紋管禁止對接，只能夠通過套接的方式進行連接，并且套接長度必須在10 cm以上。波紋管外部需要纏繞無紡土工布，并通過鐵絲進行綁扎之后再利用射釘槍將其安裝在支護面上。土工布需要鋪滿整個初期支護表面，并用水泥釘進行固定，水泥釘的間距一般需要控制在0.5～1.0 m，當固定到拱頂位置時，則需要縮短間距，增加水泥的密度。如果土工布需要搭接，其搭接長度必須超過10 cm。當上述施工完成后，還需要將耐熱襯墊用水泥釘固定在土工布表面，耐熱襯墊在拱頂、邊墻和防水板焊接位置的間距則需要分別控制在50～80 cm、50～100 cm和50 cm。利用熱貼鋪掛技術將EVA防水板的粘貼在耐熱襯墊表層。焊接開始前必須提前通過試焊接來確定焊接的溫度、速度和時間，確定好最佳工藝參數后，需要嚴格按照既定的參數來進行操作，焊接完成后的防水板必須做到平整無褶皺，禁止出現燒穿、燒焦等問題[4]。同時為了避免拱腳滲水對電纜溝造成影響，防水板的底部必須做好縱向排水管的安裝。

(3)鋼筋安裝

隧道內部空間極其有限，所以鋼筋加工需要在外部加工廠進行統一加工，然后再運至洞內進行組裝。如果鋼筋直徑大于25 mm，需要通過機械進行連接，而其他直徑的鋼筋需要通過焊接的方式進行連接。在采用機械焊接時，要嚴格按照要求對鋼筋進行切割、車絲和套上絲頭保護帽，之后再運至工程現場。在鋼筋連接完成后需要仔細檢驗其擰緊程度，在經力矩扳手檢查合格后，才可進行后續施工。在進行鋼筋焊接時，必須先適當彎曲鋼筋焊接端，這樣可以保證焊接完成后鋼筋整體保持平直，焊接后也需要檢驗焊縫是否飽滿，有無過焊、漏焊等問題。按照既定的設計要求做好第1層環向鋼筋的安裝，防水板凹出位置需要設置墊塊，以此來形成對鋼筋保護層的有效保護。水平筋需要按照要求進行綁扎，在同一段面中，相鄰接頭必須錯開超過50 cm，接頭數量最大不能超過整體的1/2。工程建設中需要安裝5道架立筋，分別置于拱頂、邊墻、起拱線等相關位置，需要注意在施工中必須配合斷面儀測量調整架立筋的位置和高度。第2層環向鋼筋這需要與架立筋連接，連接方式為焊接，使兩層鋼筋與架立筋固定，然后再安裝其他環向筋及水平筋[5]。在兩層鋼筋都搭接完成后，需要迅速進行連接筋的安裝，并且連接金需要用鐵絲與鋼筋網交叉位置進行牢固綁扎。需要注意的是，在此過程中必須做好對防水板的保護，以免影響防水防滲效果。并當上述施工都結束后，還需要做好止水帶的安裝，提高二次襯砌防滲性能。

(4)二襯臺車安裝

調平層必須按照要求進行整平處理，之后才可以進行鋼軌的鋪設，鋼軌采用鋼筋卡扣進行固定，而且鋼軌中心線必須與隧道縱軸線保持在相同垂直斷面。施工過程中二襯臺車沿鋼軌運行至施工位置，之后再結合測量結果對臺車位置進行精確調整，并用木楔固定制動輪。之后再啟動液壓油泵，將臺車模板升至到相應位置；然后啟動調心油缸，調整臺車中心線，使其與隧道中線相一致；最后調整側模到相應位置。在上述工作都完成后就可以切斷電源，固定油缸。臺車就位后，還需要做好底梁支撐及側模螺旋千斤頂的安裝，以便于施工過程中受力的正常傳遞。底梁支撐千斤頂需要設置在結構穩固承載力強的區域，如果落在鋼軌中必須做好固定，以免在施工中千斤頂滑脫；如果落在調平層，則需要墊上鋼板，以免在施工過程中因為受力導致千斤頂陷入基層，影響臺車的平衡。在臺車安裝中，臺車模板必須按照施工技術要求與前一板二襯進行合理搭接，搭接長度一般需要超過10 cm。同時，完成臺車的搭建后，還必須做好端頭封堵模板和止水帶的安裝固定。同時為了便于檢查混凝土灌注情況，端頭模板的安裝需要先從兩側部分開始，然后逐漸根據灌注進度來進行模板安裝。

(5)混凝土澆筑

在澆筑混凝土的過程中，需要做好對防水板的保護，禁止直接將混凝土澆筑在防水板中，并且也禁止利用臺車模板流入，只能利用輸送管末端溜槽勻速灌入到二襯內。澆筑的順序為從上到下，左右交替，分層澆筑的高度最大不能超過50 cm；整個澆注過程必須連續開展，每完成一層澆筑就必須及時進行振搗，并且在振搗過程中必須做到對稱作業，以免受力不均而導致臺車偏移。當澆筑高度去窗口距離小于50 cm，需要將其關閉，移至上一排窗口繼續澆筑。在澆筑到邊墻位置時，可以適當降低澆注速度，這樣在澆筑到拱頂位置時，邊墻位置的混凝土能夠達到初凝狀態，要有助于減少臺車受力。超過起拱線的襯砌結構所用的為高流動性混凝土，振搗則采用的是振搗棒配合附著式振搗器，在振搗及澆筑施工中必須做好對各預埋件的有效保護并定期檢查預埋件的位置，避免出現松動移位等問題。澆筑拱頂位置時，需要把輸送管與澆筑孔直接相連，直接泵送，并利用附著式振搗器進行振搗。需要注意為了避免出現襯砌脫空問題，拱頂混凝土輸送時間間斷最大不能超過20 min。在進行封頂時，所用混凝土為補償型混凝土，利用封頂器將混凝土注入拱頂，在水泥漿沿擋頭板觀察孔溢出則說明封頂成功。

3 公路橋梁隧道施工過程中要注意的事項

在公路橋梁隧道工程施工的過程中，涉及的個別工程技術非常繁瑣，所以要對這種問題進行合理的處理，并選擇妥當的施工技術和方案，保障隧道技術工程的質量，從而提高工程效率。在工程施工方案的選擇上，有可能會出現同地點不同類型的注漿技術的現象，所以施工過程要先遵循低壓注漿到高壓力注漿的先后順序。注漿施工過程中，要求對隧道和橋梁的裂縫處以及孔洞處清潔，避免原本建筑材料和雜土廢棄物阻礙漿液的粘結。要考量到隧道和原有橋梁的材料然后進行固定漿液的搭配，再考慮到電力設施的壓力把控范圍。雜土施工材料比較多的隧道和橋梁承重能力在120 kPa內，散土或細砂的承重壓力在100 kPa上，承載流水沉積泥沙的壓力在60～100 kPa，依據不同的施工材料設定不同的壓力，才可以對固定漿液進行有效填充。確保空洞中和斷裂處的漿液在封口處理前已經壓實，防止工程結束后產生孔洞問題或二次斷裂。要切實做好封口處理平整后的工程保護措施，對孔洞口或斷裂處設置障礙物的保護，必要時安排人員巡查。注漿過程中的質量很容易受到人為因素或自然因素的影響，所以應當采取一定的措施進行質量把控：(1)要對注漿技術的工作人員進行技術培訓，保證工作人員熟練地應用注漿施工技術；(2)要有專業的技術人員對孔洞口注漿和斷裂處進行現場勘查，保證建筑材料與壓力范圍的適應能力相符合，必要時要對壓力過高的情況進行試灌測驗；(3)用壓實測試把固定的漿液打入孔洞內或斷裂處進行攪拌，確保漿液內沒有氣體空隙；(4)對整個橋梁或隧道進行檢查，判斷對空洞處或斷裂處是否都完成了修繕。

4 結 語

注漿技術被廣泛應用于新施工的橋梁隧道工程中，同時也包括建成后期的維修，注漿技術可應用于后期橋隧的坑洞、裂縫等修補作業中。總之，在橋隧施工中采用注漿技術能夠效強化墻體內部結構，如果結合一些符合設計標準的材料配合使用，能夠更好地提升橋梁隧道的綜合力學性能。