隧道施工中灌漿法加固技術的應用分析

潘冬

（中交一公局廈門工程有限公司）

新形勢下，為了能夠更好地適應社會經濟發展的要求，我國的交通運輸系統變得越發完善，其中，隧道工程建設規模持續增大，為了滿足對隧道施工質量的高要求，隧道施工中的加固技術得到更多的重視。在隧道灌漿加固技術應用的保障下，隧道整體的穩定性和安全性得到顯著提升，為保障隧道工程質量作出了貢獻。

1 灌漿法加固技術概述

1.1 原理

灌漿法加固技術是一種應用在工程建設領域的加固工藝，基本原理是依照工程的具體情況，配置好漿液，利用氣壓、液壓或者電化學的方式，確保漿液能夠被有效地灌注到縫隙中，借助漿液的固化來提升結構穩定性。灌漿法加固技術本身的施工操作簡單，但是在實踐中也需要做好施工控制，避免盲目施工的行為。需要技術人員確定好裂縫的位置和寬度、深度等，合理確定施工順序和灌漿壓力[1]。

1.2 分類

1.2.1 滲透灌漿加固

工程施工中，經常會遇到復雜的地基情況，此時可以采用滲透灌漿的方法進行加固處理，這種方法適用于隧道裂縫、巖土裂縫等龔琳娜概況。如果基礎加固的施工環境惡劣，同樣可以選擇滲透灌漿加固法。實際操作中，需要先配置好漿液，確保其沿著隧道裂縫滲透，漿液凝固后結構類似于巖土層，強度和抗剪切力均較大。

1.2.2 壓密灌漿加固

壓密灌漿加固是利用鉆孔設備，在區域內鉆孔，將預先配置好的漿液經由鉆孔，灌注到巖土層以提升其強度和密實度。施工人員必須提高漿液密度，才能發揮出優化結構的作用，滿足加固要求[2]。

1.2.3 填充灌漿加固

隧道工程使用環節，可能會因為地基沉降不均勻引發孔洞、裂隙等，針對這些問題，可以利用填充灌漿加固的方式進行處理，切實提高隧道基礎的污泥定性。隧道在運營期間，受各方面因素的影響，同樣可能出現空洞、破碎等問題，需要借助填充灌漿的方式進行加固處理。

2 隧道施工中灌漿法加固技術的應用

2.1 工程概況

某隧道工程采用了雙洞單向結構，左右線距離為15m～40m，長度均為3738m，設計圍巖等級Ⅴ級，屬于長隧道。隧道內部設置單向縱坡，左右線分別為-2.168%和-2.185%，出口位置使用了端墻式洞門。隧道本身所處區域為山區，地勢整體中間高兩邊低，整個線路經過的高程在1390m～1710m 之間，起伏相對較大。同時，依照地質調繪信息和地質資料，隧道跨越區域主要是砂質泥巖、砂礫巖構造，節理裂隙不發育。

2.2 存在問題

隧道施工中存在的主要問題是裂縫發育，裂縫產生的原因有很多，如外部環境因素影響、施工技術水平不高等，舉例說明，在對混凝土進行澆筑時，因為收縮問題，可能引發外部裂縫。裂縫對于隧道工程整體有著不容忽視的影響，會降低隧道的承載力，該工程中使用了漿砌技術來對隧道內部墻面進行處理，但是部分區域出現了漿砌脫落的情況，無法發揮出應有的加固效果。另外，在隧道邊緣位置，砌石容易松動，導致公路和隧道承重能力的下降。在隧道主體支撐部分，還出現了結構裂縫，如果工程技術人員不能及時對其進行處理，則隧道在投入使用后，會出現安全性和穩定性下降的情況。

2.3 技術要點

2.3.1 施工準備

⑴應該依照相關標準的要求，做好漿液質量控制，在該工程中，水泥材料采用的是42.5 硅酸鹽水泥，粉煤灰與水泥的配比為1:4。

⑵應該確定具體的施工參數，包括灌漿壓力、漿液儲備、灌漿承載力、灌漿深度等，具體如表1所示。

表1 工程施工參數

⑶確定灌漿位置，如果裂縫或者空隙比較嚴重，應該適當增加漿液用量。施工單位在灌漿施工前，需要對電機設備和攪拌車實施相關試驗，對施工半徑進行合理控制，以此來保障灌漿作業的效果。

⑷做好鉆孔與注漿管安裝的準備工作，鉆頭直徑約為40mm 左右，鉆孔垂直度需要滿足實際需求，同時加強安全管理。

2.3.2 鉆孔施工

在開展鉆孔施工的過程中，施工人員必須檢查和確認設備的運行情況，從實際情況出發對鉆孔的位置做出適當調整。如果鉆機在鉆孔環節發出異響，應該停止施工并查明原因，做好處理，以確保施工作業的安全性。鉆孔環節，需要切實做好鉆孔深度、鉆孔孔徑和鉆孔速度等參數的控制，同時做好監測工作，確保鉆孔垂直度偏差不超過1%，在垂直度偏差超標的情況下，作業人員必須及時做好糾偏工作。隧道工程鉆孔施工的難度相對較大，要求施工人員熟悉作業區域的地質水文條件，結合自身的施工經驗來選擇鉆機，如在該工程中，可以選擇液壓鉆機，也可以選擇風動潛孔鉆機，借助合理的鉆機選擇來避免出現卡鉆的情況[3]。在鉆孔施工的過程中，工作人員需要將誒合租測斜儀做好檢測工作，對孔斜進行控制。鉆孔參數如表2所示。

表2 鉆孔參數

2.3.3 灌漿管放置

考慮到工程地質條件相對復雜，在進行施工的過程中，需要選擇壁厚為3.5mm的注漿管，管道直徑為48mm，這樣可以很好的保障灌漿加固的效果。在完成鉆孔施工后，需要對其進行編號，依照編號進行灌漿操作。為了避免雜物進入到灌漿管內，應該做好相應的封堵工作，等到灌漿作業開始后，再將封堵物去除。灌漿管底端和底部應該保持30～50cm 左右的距離，如果高度過大，可能會出現混凝土離析的情況。

2.3.4 施工參數控制

完成灌漿管的放置并且做好漿液準備工作后，就可以開始進行灌漿作業，為了能夠最大限度地保障灌漿作業的效果，規避可能存在的問題和隱患，在施工環節需要對施工參數進行嚴格控制。

對照該工程的具體情況分析，在灌漿加固環節，首先，采用了二次灌漿的方式，第一次采用常壓灌漿作業，第二次采用加壓灌漿作業，在作業過程中，為了避免出現冒漿問題，工作人員必須做好灌漿情況的跟蹤檢查，確保操作的規范性。工程中使用的是標號42.5 的普通硅酸鹽水泥，配置漿液的水溫度在20℃～28℃之間，避免了漿液凝固過快的情況，同時在漿液中加入了膨脹劑和抗裂劑，以此來提升其穩定性。

灌漿作業結束后，需要做好施工面的清理工作，對灌漿孔進行封孔處理，封孔深度不低于10cm，如果無法達到這一深度，應該將孔內的殘留物清除。孔壁必須具備較高的清潔度，在灌漿前適當灌水濕潤，這樣可以進一步提升灌漿材料與孔壁的黏結強度。

2.3.5 漿砌片石施工

隧道本身存在有部分軟土區域，單純的灌漿并不能達到預期加固效果，需要使用漿砌片石作為輔助措施，施工環節，作業人員需要準確把握區域地質參數，確定好漿砌片石的施工流程，切實做好安全管理。漿砌片石施工結合素后，為了保障施工參數準確，實施了掛線校準，要求坡度不超過1:1.75。

在對漿砌片石進行施工時，作業人員需要將環境影響考慮在內，嚴格依照規范流程進行操作，以切實保證施工質量，提升地基的穩定性和承載能力。

2.3.6 養護施工

養護工作的質量會在很大程度上影響加固作業的整體效果，必須得到足夠的重視。從養護作業人員的角度，必須結合隧道工程的實際情況，對養護的方法進行合理選擇，以保障施工質量，避免出現返工的情況。養護過程中，應該安排專人做好日常巡檢，對于發現的問題進行及時上報和處理，保障養護效果。

2.4 注意事項

2.4.1 控制材料質量

材料的質量對于隧道灌漿加固的最終效果影響巨大，如果材料本身的質量不達標，灌漿加固自然也就成為了空中樓閣。從施工單位的角度，應該對照隧道工程灌漿加固的特點，對施工材料的質量進行嚴格管控，將氣候環境、水文地質等因素考慮在內，確定好具體的工藝技術，然后從技術的角度來選擇材料，確定好材料采購方案。材料采購人員在進行采購的過程中，不當一味關注價格，而是必須對材料的強度、級配、含泥量、細度模數等進行全面檢查，嚴格依照計劃進行采購。同時，在材料入場環節，需要進行檢查驗收，對于一些用量少的材料，應該全部檢查，用量大的材料則應該依照批次進行抽樣檢查，如果抽樣檢查結果不合格，對應批次的材料都應該暫停使用。

2.4.2 做好異常處理

隧道灌漿加固施工中，可能會遭遇一些異常情況，為了能夠保障施工作業的安全，需要現場施工及管理人員做好異常處理工作。具體來講，一是在鉆孔施工環節，如果出現了涌水問題，需要暫停施工，通過加壓注漿的方式來對涌水口進行封堵，將積水排空，確認安全后才能繼續施工。二是在灌漿施工環節，如果出現了壓力突然增大的情況，可以適當加入清水，靜待壓力恢復，確認無誤后可以再次施工，處理不當的情況下，容易導致灌漿孔破損。若經過上述處理后，灌漿壓力依然居高不下，應該暫停灌漿，檢查灌漿設備和灌漿管道，若出現了堵塞的情況，必須及時做好疏通。如果灌漿壓力一直維持在相對較高的數值，技術人員應該調整砂漿配比，或者運用間歇性灌漿的方式進行施工，對漿液凝結的時間進行有效控制，保障灌漿加固的效果。技術人員應該做好灌漿壓力的計算工作，結合該工程的實際情況，最大容許注漿壓力為：

Pmax=γ·g·h+σ1

公式中：

Pmax為最大容許注漿壓力，單位N；

h表示注漿位置巖土柱高度，單位m；

γ表示地基天然重度，單位kN/m3；

σ1表示巖土體抗拉強度，單位kPa。

2.4.3 落實技術指導

有效的技術指導同時是確保灌漿加固施工質量的關鍵所在，在開展灌漿施工的過程中，作業人員需要對照基礎資料，選擇相應的施工技術，以保障施工效果。另外，應該編織出完善的技術方案，對各方面的影響因素進行明確，配合信息技術手段，做好施工前的技術指導，要求施工人員能夠熟練掌握施工內容和工藝要求。施工技術人員應該全程參與施工活動，給出具體的施工建議，為灌漿加固施工提供相應的技術支撐，最大限度地保障施工質量。

3 結語

總而言之，公路交通事業的快速發展，使得隧道工程的數量不斷增加，對于隧道的質量和穩定性、安全性提出了更加嚴格的要求。施工單位在針對隧道工程進行施工的過程中，需要對照隧道所處區域的地質水文環境，做好全面規劃，針對隧道中存在的異常狀況，如破損、裂縫等，需要做好相應的加固處理。大量的工程實踐表明，灌漿法加固技術在隧道工程中的合理應用，可以取得良好的加固效果。而在實踐中，相關人員必須依照規范化的流程和要求施工，這樣才能真正保障施工質量和效率，促進隧道工程安全性和穩定性的提高。