灌漿法在橋梁隧道施工中的運用研究

張義堂

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

灌漿法加固橋梁、隧道都具有良好的適用性，開展橋梁、隧道施工時，通過合理應用灌漿技術，可以實現對橋體、隧道主體結構的加固，使之達到更為理想的狀態。灌漿法加固的形式較為多樣，施工期間需要結合工程的具體情況與需求，并根據橋梁、隧道工程的各種影響因素進行綜合考慮，以有效優化施工方案，提高工程總體質量。

1 灌漿法技術優勢與分類

1.1 技術優勢

灌漿法施工標準主要包括強度控制和質量控制。強度控制標準主要指的是灌漿施工完成后，挖填土的承載力應達到130kPa，淤泥的承載力應達到80kPa，復合地基的承載力應當達到130kPa。質量控制標準需要結合具體施工要求和相應規范來確定。

相比于其他類型的施工技術，灌漿法的優勢主要體現在以下幾方面：

第一，利用灌漿法可以進行有效的填充施工，起到良好的堵漏作用。

第二，灌漿法施工技術可以顯著提升橋梁、隧道等工程項目的抗滲效果，降低滲透量，進而提高工程的整體施工質量。

第三，灌漿法施工技術還能實現對混凝土結構的加固，進一步提高工程項目的強度。

第四，項目施工期間，灌漿法可有效處理沉降問題[1]。圖1 為灌漿法常見施工流程。

1.2 灌漿法分類

灌漿法主要可分為四種類型。

第一，滲透灌漿法。借助滲透作用，可以將巖體或建筑物所需的漿液輸送到相應位置，如巖土表層位置，使漿液與巖土層有效結合在一起，進而構成一個整體，提高建筑或巖體的承載能力。

第二，壓密灌漿法。應用該方法時，需要施工人員使用專業的高壓噴射設備，將預先制備好的漿液通過高壓噴射的方式輸送至巖石或結構的縫隙中，起到填充與加固作用。由于高壓噴射方式能延長漿液輸送距離，所以該方法的使用范圍較為廣泛。

第三，電化學灌漿法。應用該技術時，需要采用電滲方式，將電源和巖體、結構進行連接，使之形成一個完整的電路，通過不斷灌注漿液，起到加固巖體或結構的作用。與滲透灌漿法、壓密灌漿法相比，電化學灌漿法可實現對漿液的精確控制，應用范圍比較廣泛。

第四，填充灌漿法。該方法在橋梁、隧道施工中的運用較為廣泛。受到地質坍塌等因素的影響，地面可能出現一些大型裂縫、空洞或溶洞結構，需要采用該方法進行加固處理。此外，橋梁施工完成后，由于長時間的荷載作用，結構可能出現明顯的坍塌問題，此時也可利用填充灌漿法進行加固。

總之，不同灌漿方法的適用條件不同，施工期間需要結合現場實際情況及施工需求，選用合理可行的灌漿方法。

2 灌漿法應用要點

2.1 做好準備工作

對于橋梁工程，使用灌漿法主要是處理橋臺、墩臺等位置的裂縫問題（見圖2）。同時，由于隧道施工環境較為復雜，且圍巖結構的高度、跨度大，因而需要利用灌漿法進行襯砌裂縫、空洞等問題的處理（見圖3）。

圖2 橋梁灌漿法應用

圖3 隧道灌漿法應用

相較于橋梁結構，隧道工程灌漿施工的操作難度相對較大，尤其是洞口裂縫、防滲水位置的施工，一定要做好前期的準備工作。首先，灌漿之前要明確灌漿位置，施工人員需要提前做好標識，根據實際工程結構，合理選擇灌漿材料。例如，進行隧道工程施工時，要提前進行施工半徑的測量，并做好灌漿孔間距的設置。其次，做好漿液比例的科學制備，并結合現場情況與施工技術制訂施工計劃，確保施工的有序開展。最后，施工之前要做好施工隊伍的選擇和培訓，施工過程中加強對施工質量的管控。

2.2 施工流程

2.2.1 合理設置鉆機位置并開展鉆孔作業

開展橋梁、隧道工程施工時，常采用灌漿法進行加固處理工作。若是鉆機鉆桿和鉆孔的孔心不能保持在同一條直線上，會增加鉆孔誤差，影響鉆孔質量與灌漿質量，因此施工期間要根據施工圖紙，準確設置鉆孔位置，并設置好鉆機設備，保證鉆機的垂直度。施工時，還要確保鉆機安裝穩固，以免影響施工質量。

2.2.2 灌漿施工打孔

由于橋梁、隧道項目不同，打孔的半徑也存在差異，需要結合實際情況選擇合理的鉆頭。打孔時要保證鉆頭和結構面之間保持垂直。如果鉆孔過程中遇到軟黏土或粉狀黏土地層，需要下設導管，并進行導管管壁防護，防止灌漿孔堵塞，避免粉狀土體進入灌漿孔中，影響正常施工。

2.2.3 注漿管的安裝及灌漿噴射

其一，使用灌漿法開展橋梁、隧道工程加固，需要根據施工圖紙要求，進行注漿管的安裝，并將注漿管埋設到預先設置的地層深度。施工中要加強對注漿管安裝質量的控制，可采用射水方式進行施工，并防止泥砂堵住注漿管的端部位置。

其二，灌漿期間需要根據現場情況與設計要求，選用合理的灌注技術。橋梁、隧道工程一般采用高壓擺噴的方式開展灌漿噴射作業。

其三，施工時要控制好每一側的孔距與厚度，保證良好的灌漿效果。施工時要重點控制水壓、氣壓等參數，并定期進行注漿管路檢查，防止發生管路破裂等問題。

其四，施工時要做好漿液返漿狀況的研究，控制灌漿速度，注漿管達到設計深度后，可以將適量的漿體灌入，噴桿提升后，應將其放置在預定的位置，提高灌漿效果。

其五，開展地基灌漿作業時，應將制備好的水泥漿液全部灌入管道內部，且現場的管路應當完整排列，灌漿作業要使用專業設備。

其六，灌漿施工期間，要確保灌漿設備處于良好的工作狀態。此外，應結合施工進度，預先制備好漿液等材料，防止出現施工中斷問題[2]。

2.2.4 漿液回填、沖洗及設備移位

首先，利用灌漿法進行橋梁、隧道施工時，灌漿作業結束后，應及時開展回填作業，將底層的漿液分離出來，確保土體上方充分回填，保證橋梁、隧道工程施工質量。

其次，沖洗作業期間，施工人員應當結合現場情況采取適宜的沖洗方式，保證注漿管的應用效果。

最后，沖洗作業結束后，要進行設備移位。在這一過程中，應將注漿管快速移動到下一個孔洞上，并重復上述施工流程。

2.3 施工要點

2.3.1 做好灌漿材料選擇

灌漿材料對加固質量有重要影響。常見的灌漿材料有粒狀漿材、化學漿材及水泥漿材等。進行軟土路基處理時，可以選用粒狀漿材，這類漿材的價格較低、施工操作方便，但此類漿材不宜應用于防滲、堵水灌漿工程中?；瘜W漿材注入性強，在橋梁、隧道的防滲、堵漏、加固施工中有廣泛應用。水泥漿液的強度較高，且有良好的抗滲性能，制漿過程簡單、施工操作方便，在橋梁、隧道施工中有廣泛應用[3]。在實際施工中，應根據工程的實際情況選擇適宜的灌漿材料。

2.3.2 控制好灌漿壓力

灌漿法施工主要是借助液壓、氣壓或電化學原理，將預先制備好的漿液打入相應地層或結構中。因此，施工期間要控制好灌漿壓力。灌漿壓力主要受漿液材料、灌漿方法及地層狀況的影響。施工期間，需要結合現場的實際情況及所選擇的灌漿材料，設定好灌漿壓力參數。如果使用電化學灌漿法，灌漿壓力一般要比水泥灌漿法的壓力小，淺層灌漿的壓力要比深層灌漿的壓力小，如果地層的滲透系數較大，要適當減少灌漿壓力。

2.3.3 合理計算漿液擴散距離

準確計算漿液的有效擴散距離，不僅可以加速工程施工進度，也有助于施工成本控制。漿液擴散距離受灌漿時間、壓力及現場裂縫深度等因素的影響，與地層或結構的滲透系數也有密切的聯系。此外，漿液的擴散距離往往隨漿液注入時間的變化而變化，因此還需要結合注漿時間，對漿液的黏結度、濃度進行調節，確保注漿時間與漿液壓力相適應[4]。

2.3.4 控制好漿液凝固時間

受漿液材料性質的影響，漿液凝固時間存在一定的差異。為此，應當根據具體的工程條件與現場施工要求，對漿液凝固時間進行合理把控，必要時可使用添加劑調節漿液的凝固時間。例如，當前使用較多的添加劑有膨脹劑、分散劑以及早強劑等。

2.3.5 做好組織管理工作

進行灌漿法施工時，還要全面做好各項組織管理工作。例如，根據橋梁、隧道工程的實際情況及設計要求，預先做好各類工程資料的分析，在此基礎上制訂可行、合理的施工計劃；施工期間做好各類設備、材料質量的管理；現場建立完善的驗收制度，對各個施工環節加強監督與管理，并切實做好驗收工作等，確保施工質量滿足要求。

2.4 隧道施工注意事項

相比于橋梁工程，灌漿法在隧道工程中的應用受到現場作業環境、隧道自身結構等眾多因素的限制，施工難度較大。因此，施工人員要注意作業條件的變化，適時采取相應的措施，以保證施工順利推進、質量達標。

其一，在襯砌結構灌漿施工中，應做好施工工序的合理安排。灌漿過程中，如果灌漿位置出現帷幕，應及時開展回填灌漿，再開展帷幕灌漿施工（見圖4）。進行帷幕灌漿施工時，施工人員要先搭設防滲帷幕，并做好水平處理與垂直處理[5]。

圖4 帷幕注漿

其二，施工過程中要結合現場實際情況，合理使用鋼板等材料。例如，開展襯砌作業時，一般需要在混凝土澆筑完成后添加鋼板。

其三，進行隧道回填施工時，混凝土強度達到設計強度的70%以上才能開展后續施工。在混凝土強度的計算上，應將混凝土齡期作為重要參考依據。

其四，隧道工程中，襯砌結構施工結束2 周左右才能開展灌漿施工，施工時必要情況下可在混凝土中加入適量早強劑，進而使混凝土較早地達到強度要求。

其五，由于隧道內部空間狹小，施工時要合理組織現場的機械設備與人員，保證施工安全，平衡好施工進度與質量之間的關系，確保各項施工工作有序開展。

3 結語

橋梁、隧道工程施工建設期間，通常會用到灌漿法施工工藝。施工過程中要結合現場實際情況，選用合理、可行的灌漿施工方法，在此基礎上要重點加強對鉆機位置、打孔過程的質量控制，并合理安裝注漿管，做好灌漿噴射、漿液回填、沖洗及設備移位等工作，加強對關鍵施工環節的質量控制，確保加固施工質量滿足規范和設計要求。