高速公路隧道橋梁加固技術和施工工藝研究

潘桂彬

（中山東環高速公路有限公司，廣東 中山 528400）

0 引言

現代化背景下，隨著交通領域持續建設發展，道路中的行車數量相繼增加，增加道路運行壓力，從而對高速公路橋梁造成嚴重損壞。為進一步提升行車過程安全性，需要合理應用加固技術。高速公路隧道橋梁工程的損傷程度存在較大差異，為此需要密切聯系工程現場實際狀況合理應用加固技術手段，嚴格按照標準流程組織施工建設，提升整體加固效果。

1 高速公路隧道橋梁加固施工技術必要性

高速公路相關橋梁隧道一旦產生任何質量問題，都會影響整個工程應用效果，為此需要合理應用加固技術，設計科學修補措施，針對各種質量問題進行合理解決，提升高速公路工程利用價值，降低公路重修概率，減少資源浪費現象，節約建設資金和建設資源。現代化背景下，人們對于出行質量提出更高要求，為此需要進一步提升整個出行道路安全性和平緩度，改善道路通行質量，滿足人們出行需求。相關施工人員需要不斷完善相關技術手段，借助合理的加固技術提升道路橋梁隧道工程整體施工效果[1]。

在高速公路工程相關隧道橋梁項目加固施工中，需要準確把握各項工藝技術要點，優化應力控制，即在成橋后，確保隧道橋梁相關受力狀況滿足工程設計要求，選擇合理檢測措施，這也是施工質量控制核心，可以將橋梁斷層充當基礎控制截面實施準確測試，該種措施能夠幫助合理把握橋梁結構應力狀態，屬于橋梁成橋中的重要檢測措施。

加強穩定控制，公路隧道橋梁整體施工穩定性對整個工程建設質量具有重要影響，為此在隧道橋梁施工中，除了需要合理控制橋梁結構以外，還需要控制橋梁結構穩定性。結合當前實際發展狀況分析，新時期的橋梁結構跨度持續增加，而工程施工單位卻未能針對荷載變化所引發故障隱患構成快速反應機制，為此需要針對橋梁系統結構穩定性進行全面監督控制，減少安全事故隱患。

加強工程線形控制，結合相關研究分析發現，在整個公路隧道橋梁工程中，繞曲變形等問題較為突出，該種現象主要通過多種因素共同作用形成的，一旦出現該種問題，便會導致嚴重后果，比如橋梁結構出現永久性偏離問題，無法繼續合攏。為此，整個橋梁結構施工中，線性控制發揮著重要作用，需要施工單位做好工程監控，保障橋梁結構安全[2]。

2 高速公路隧道橋梁加固技術分析

2.1 換填法

換填法屬于一種較為常見的加固處理技術，具體操作原理是利用理想材料替換道路原有泥土，充當永久地基，實現加固置換，主要包括石灰置換法、水泥置換法。換填法能夠幫助對淤泥淺層軟弱土全面去除，應用碎石素土礦渣，應用高強度材料順利回填。換填法作為一種應用較為頻繁工程加固措施，該種技術普遍適用于某些天然地質工程當中，換土墊層是利用高質量、承載力強的泥土材料支持工程建設，該種地基加固措施相關置換法包括注漿法、碎石置換、水泥置換以及石灰置換等方法。基于工程相關基礎下持力層整體較軟條件下，可以利用換填土墊層等措施進行有效處理，換填法能夠進一步加快飽和水的排水速度，使工程整體沉降量得到有效降低，提升基礎綜合承載力，擁有施工便捷、經濟適用等處理優勢，換填法在實際應用中能夠將淺層軟弱土、淤泥等無法滿足地基承載力標準要求的土質全面挖除，隨后通過具有較大強度的礦渣、素土以及碎石等材料進行全面回填處理，其中填土層便是墊層[3]。

2.2 加筋法

加筋法能夠進一步提升工程結構穩定性，土工合成材料、土釘墻等處理措施屬于一種加筋法施工處理中的常見加固材料。土工合成材料作為全新巖土工程材料，屬于人工合成聚合物，涵蓋塑料、化纖等材料，土釘墻借助鉆孔插筋注漿方式開展施工建設，或將鋼筋材料直接打入其中，構造土釘。加筋法的合理應用能夠提升整個工程穩定性，其屬于地基加固施工中的重要方法，特別是針對某些存在較高難度的工程，該種加固措施得到了有效應用，主要類型包括加筋土、土釘墻以及土工合成材料等。加筋土主要是在土層內部埋設擁有較強抗拉能力的拉筋，借助土顆粒位移和拉筋之間形成摩擦力，與加筋材料組成統一整體，提升工程穩定性，控制系統變形現象[4]。

2.3 注漿法

混凝土注漿前需要合理應用注漿法，組織技術人員對工程現場進行簡單清理，例如先對施工模板溝壑縫隙進行合理填補，控制水分滲透等問題，混凝土材料內一旦混入雜質將會降低混凝土材料質量。假如未能將混凝土內部空氣徹底排凈，會進一步影響材料表層平滑度，降低應用效果和道路性能，為此需要加強施工控制，應用砂漿材料針對作業部位實施再次清理。注漿法是利用氣壓和液壓等操作原理，借助有效的注漿措施在地層內部順利注入漿液，構成全新復合體，注漿法同樣適用于砂礫地基。注漿法適用于不同地基，能夠提升地基加固效果，提升地基綜合承載力。

前期澆注準備環節需要明確具體鋼筋分布位置，其和工程穩固性和可靠性具有密切聯系。想要在混凝土澆注施工中促進各項操作的順利落實，準確把握鋼筋分布位置，提升鋼筋設置精準性和牢固性，一旦產生任何偏差便需要立刻采取有效的應急處理策略，更好保障工程安全性和牢固性。隨后結合工程現場實際狀況進行建模設計，模擬多種方案。從整體工程用料、工藝技術和機械設備等方面，對工程牢固度和工程難度進行綜合分析。減少道路縫隙，保持色彩深淺一致，提升工程美觀性。深入工程現場開展實地考察，合理控制工程用料，綜合考慮天氣狀況，注重控制施工力度，滿足基礎振搗要求，提升混凝土振搗密實度，保證接口合理性，使孔洞部位和洞口混凝土維持一致高度。針對混凝土實施灌漿搗實處理中，需要進一步保障工程質量，提升整體作業水平，節約資源投入和成本支出，在作業施工中同步實施振搗澆筑，為此需要相關技術人員密切聯系現場工程狀況和技術人員專業技術水平，選擇適合振搗工藝和振搗設備[5]。

2.4 鋼筋后生根技術

針對隧道橋梁結構實施加固中，擁有多樣技術手段可供選擇，鋼筋后生根技術在實際應用中具有良好效果。該種技術即在隧道橋梁結構中進行植筋處理，實現加固改造目標。該種技術手段適用于以下形式：①隧道橋梁結構內部鋼筋被破壞；②橋梁結構膠體被破壞，以及結構基材被破壞，均可以應用該種加固技術處理。當前該種加固技術應用中，為優化處理質量，普遍選擇結構膠，具有良好加固效果。

2.5 錨桿支護

錨桿支護即順著隧道拱部，按照特定角度設置加固錨桿，其屬于超前支護技術，適用于淺埋破碎地層。率先借助鑿巖設備以及鑿巖臺車順著隧道外部輪廓朝外鉆孔，隨后設置錨桿。聯系圍巖狀況可以分為雙層或三層，普遍在錨桿結束設置后實施挖掘工作，確保前后兩組支護于縱向存在超出一米水平投影搭接長度。盡量選擇早強砂漿充當巖層孔壁和錨桿膠結物，充分發揮出超前支護功能。

2.6 預注漿支護

預注漿支護即順著隧道挖掘輪廓線把帶孔鋼管貫入地層當中，按照相應壓力把漿液關注到管內。能夠預先加固坑道附近巖體，對圍巖裂隙水進行嚴密封堵，發揮出超前支護功能。該種技術操作簡單，注漿時間較短，適合自穩較差的砂卵層和砂層、塌方等地段。

2.7 粘貼鋼板

高速公路相關隧道橋梁工程實施加固處理中，普遍會應用鋼板粘貼方法，該項技術主要應用特征是能夠保障隧道橋梁原有工程完整性，不會產生任何破壞，同時相關操作過程較為簡便，可以有效減少工程建設周期，優化整個工程加固效果。工程實際建設施工中合理應用該項技術，需要施工技術人員通過粘結劑對混凝土以及鋼板進行緊固粘貼，構成完整系統結構，改善隧道橋梁工程剛性效果。加固施工中，相關技術人員需要聯系工程建設要求合理安放鋼板，優化設計鋼板剪切強度。想要進一步提升梁抗剪水平，需要在梁側面設置鋼板，提升隧道橋梁整體工程穩定性，促進橋梁結構和鋼板維持相同方向[6]。

3 工程案例研究

3.1 工程案例

此次工程為近東西向，按照簡支橋梁模式擬建隧道上方跨過，將摩擦樁設置為橋梁工程樁基礎，樁長度在15～22m 之間，在隧道基坑挖掘中，會進一步擴大柱懸臂以及橋樁長度，此外，還會導致上層樁周圍土體產生擾動問題，降低廣深橋現有摩擦樁承載力，為了促進高速公路橋梁實現安全穩定運行，需要針對樁基礎實施重點加固處理。通過分析此次高速橋梁設計、橋墩、樁基以及汽車荷載等信息，進一步得出隧道施工對整個公路橋梁的影響，具體如表1 所示。

表1 單幅橋橫載作用力 單位：kN

3.2 加固施工工藝流程

結合此次工程的現場地質狀況和橋梁結構狀況，系統分析其和隧道之間聯系。對于橋梁樁基部位可以選擇錨筋承臺梁搭配微型鋼管樁實施托換處理，并在原樁附近合理設置袖閥管實施注漿，幫助調節樁附近土體摩阻力。托換新樁可以應用300 鋼管灌注樁，聯合應用穩壓封樁，幫助減少樁身變形問題。橋梁樁基相關加固處理中需要進一步做好前期準備、袖閥管注漿、鋼管支撐、新舊混凝土界面處理、土方挖掘、承臺梁施工、恢復連系梁、穩壓封樁以及施工監測等。

橋梁鋼管支撐施工中，結束隧道基坑挖掘施工后，橋樁以及柱懸臂長度將進一步擴大，橋面行車過程中所形成的水平制動力會產生一定影響，為保障橋梁工程在隧道施工中的安全運營，正式實施基坑挖掘施工前需要在現有帽梁和臺帽中設置400mm×10mm，長度約為6m 的鋼管橫向支撐。

錨固筋形式的承臺梁施工選擇樁基加固策略，面向隧道兩端不同橋軸對應六種鉆孔樁實施全面加固處理，從而提升橋梁工程安全性。新樁加固可以選擇300毫米型號的微型鋼管樁，相關加固結構可以設置錨固筋承臺梁，因為原系梁和帽梁間對應空間高度參數是1.6m，為進一步迎合加固施工要求，針對錨固筋承臺梁結束加工制作后需要將原連系梁全面拆除，等待結束管樁施工后進行恢復處理。整體施工流程如下，挖掘土方和墊層施工、對新舊混凝土連接部位實施有效處理，植入筋處理、樁孔預留、綁扎鋼筋、制作安裝施工模板、混凝土澆筑、原連系梁拆除。

微型鋼管灌注樁相關施工處理和穩壓封樁，相關加固新樁可以選擇300 型號的鋼管灌注樁，其中單樁設計標準承載力是750kN，樁身需要深入風化巖超出度達到M30，鋼管灌注樁相關施工可以選擇正循環方式回轉鉆入，泥漿護壁順利成孔，水下灌注相關水泥砂漿。主要施工流程如下，制作泥漿、成孔施工、清渣處理、鋼管制作和安裝、二次清孔施工、砂漿灌注、檢測工程質量、穩壓封樁、連系梁恢復，具體如圖1 所示。

4 結語

綜上所述，公路橋梁隧道作為交通道路系統的重要組成部分，其整體運行質量會直接威脅人民生命財產安全，為此需要注重提升橋梁隧道施工質量，在高速公路橋梁隧道中合理應用加固技術，科學治理橋梁隧道中的裂縫問題，保障公路橋梁隧道應用效果。