公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用分析

趙秀文

（山西諾信交通建設工程有限公司，山西太原 030000）

0 引言

當前，我國為達成“建設交通強國”的目標，公路建設事業正在如火如荼地開展，其中公路橋梁隧道工程的施工難度較一般的路面工程施工難度大，對基礎和施工環境周邊土體強度的要求較高，若施工過程中未能充分考慮施工現場周邊的土質環境特點，會嚴重影響公路橋梁隧道工程的施工質量。為保證公路橋梁隧道工程的順利施工，施工單位應積極分析施工現場土質環境特點，掌握灌漿法加固技術的應用方式，為當前公路橋梁隧道工程的施工提供保障。

1 灌漿法加固技術概述

灌漿法加固技術是當前常用于公路橋梁隧道工程施工中的一種加固技術。公路橋梁隧道工程施工需要在各種土質條件下進行，其中大部分工程的基礎施工對基礎的防滲性能以及周邊土體強度都有一定標準的要求，因此，必須使用加固技術對工程基礎或基礎周邊土質條件進行適當處理，以有效保證工程基礎施工的質量，進而保證工程項目的整體施工質量[1]。

灌漿法加固技術通過向工程基礎或基礎周邊土體灌注漿液，以漿液凝結后的物理效果提升工程基礎穩定性或周邊土體功能性。灌漿法加固技術不同于以往的加固技術，其能夠使工程基礎或基礎周邊土質條件獲得半永久性的改善，有助于工程基礎的堵漏、防滲、加固等性能的提升。

2 公路橋梁隧道工程施工難點

2.1 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是公路橋梁隧道工程施工中的常見問題。鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土性能或混凝土施工質量不達標。在公路橋梁隧道施工完畢后，鋼筋會被包裹在混凝土內部，提升公路橋梁隧道工程的整體抗拉性能和強度。在隔絕外部環境的情況下，鋼筋的銹蝕主要受混凝土影響。

其一，若混凝土的pH 值小于5，將滿足金屬析氧腐蝕的條件，加速鋼筋的銹蝕問題；若混凝土的pH 值介于10～15 之間，則可以有效避免銹蝕問題的出現。

其二，若工程基礎施工中出現混凝土裂縫，會導致鋼筋透過裂縫與外界形成連通，受外界因素的影響而產生銹蝕問題。

鋼筋銹蝕會導致鋼筋體積膨脹，使保護鋼筋的混凝土層脫落，進而破壞混凝土結構，使混凝土性能大幅度下降，最終影響公路橋梁隧道工程的整體施工質量[2]。

2.2 防排水效果較差

與其他工程項目施工不同，公路橋梁隧道工程的施工一般在山體、地下、水源地周邊進行，因此，公路橋梁隧道工程的施工地質條件包含巖土、軟弱土質等多種復雜的地質情況，雖然在施工過程中進行了防排水設施的設置，仍無法完全避免地下水或地表水的侵擾，影響工程施工效果。

在公路橋梁隧道工程的施工中，防排水一直是困擾施工的難點，當前，公路橋梁隧道工程施工過程中常用的防排水方式多為使用高分子防水材料隔絕地下水系的侵擾，同時在排水材料外圍的隧道壁鋪設多個方向的排水管道，這一方法既能夠防止地下水進入隧道內部，也能夠有效將水排至隧道工程外。但在實際施工中，該技術的應用較為繁瑣，對防水材料的要求較高，若防水材料存在孔洞或鋪設過程中產生損壞，都會導致防排水設施不合格，進而造成隧道滲水問題，影響工程施工質量，甚至威脅施工現場安全[3]。

2.3 混凝土裂縫

混凝土裂縫是鋼筋混凝土結構中的常見施工質量問題，產生混凝土裂縫的原因主要包括以下三種：

第一，溫度裂縫。在混凝土凝固水化的過程中，會產生大量的水化熱，而混凝土外表的散熱效率較混凝土內部更快，導致外表混凝土散熱完畢逐漸恢復形態時，內部混凝土仍受“熱脹冷縮”影響而處于膨脹狀態，當內部混凝土因膨脹而對表面混凝土產生的應力大于當前表面混凝土的強度時，便會產生混凝土裂縫。

第二，塑性收縮裂縫。在混凝土進入初凝階段、開始水化作用時，若因大風、高溫等問題而使混凝土表面水分快速蒸發，便會導致表面混凝土失去形變能力，而此時內部混凝土正處于水化作用中，其形態會隨著溫度而變化，當混凝土內部因膨脹、收縮而對混凝土表面產生拉力時，混凝土表面便會產生裂縫。

第三，應力裂縫。在公路橋梁隧道工程建設完畢投入使用后，過往的行人、車輛會對橋梁主體施加不規則的應力，若瞬間施加應力超過橋梁荷載標準或長期施加應力造成公路橋梁隧道工程結構疲勞，會導致應力裂縫的出現[4]。橋梁混凝土裂縫如圖1 所示。

圖1 橋梁混凝土裂縫

2.4 地質問題

公路橋梁隧道工程在特殊環境下進行建設工作，其中具有代表性的地質情況是江河周邊的軟弱土質以及巖石環境，因此，在特殊土質區域的基礎施工通常會導致基礎防滲性能或周邊土體強度不足，導致公路橋梁隧道工程的整體功能性受到影響。

3 公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用

3.1 施工前準備工作

為保證灌漿法加固技術順利施工，在正式施工前需要進行準備工作，包括以下三個方面：

第一，施工器械準備。灌漿法加固技術需要使用打孔設備、注漿設備，在正式施工前，施工單位應根據打孔、注漿的需要，調配設備至施工現場，并對設備進行檢查，防止設備存在故障。

第二，施工材料準備。灌漿法加固技術的主要施工材料是灌漿料，根據公路橋梁隧道工程的基礎施工質量以及周邊土體情況，需要從H-40、H-60、CGM灌漿料、特種灌漿料等灌漿材料中進行選擇，以符合施工需要。

第三，制訂施工計劃。施工計劃是正式施工的依據，施工單位技術人員需要針對施工過程中可能出現的打孔位置錯誤、開裂、打孔深度不足等問題，制定針對性預防措施，在保證灌漿法加固技術順利實施的同時，及時處理突發性問題[5]。

3.2 測量放樣

測量放樣工作能夠將工程施工效果最大化。在灌漿法加固技術的施工中，需要對基礎或周邊土體進行鉆孔，若施工人員操作不當或施工位置不明確，易出現鉆孔位置偏移或鉆孔深度不足的問題。測量放樣能夠將設計圖紙中灌漿法加固技術的施工標準落實到施工現場中，明確標記施工點位，并在鉆頭上標記鉆孔目標位置，如此，施工人員在進行鉆孔操作時，便能夠明確鉆孔位置和鉆孔深度，保證鉆孔工作的順利開展，避免鉆孔施工出現質量問題影響后續灌漿效果[6]。

3.3 鉆機就位

鉆孔是灌漿法加固技術的施工前提條件，鉆機是完成鉆孔工作的必要設備，為保證鉆機在鉆孔工作中的應用效果，鉆機在現場必須由專業人員檢查，并保證鉆機的工作狀態，具體標準包括以下兩點：

第一，鉆機的平穩。為保證灌漿效果，灌漿法加固技術的鉆孔工作必須保證按照設計要求完成，若鉆機平穩性不足，會導致操作人員對鉆孔效果的誤判，引發鉆孔偏移問題。當鉆機到達施工現場并在施工位置就位后，操作人員應以水平儀器調整鉆機姿態，直至鉆機平穩性滿足施工要求后方可進行施工[7]。

第二，鉆機的固定。鉆機在進行鉆孔工作時，對基礎及周邊土體的沖擊會形成極強的反作用力，若鉆機固定效果不佳，會導致鉆機在反作用力下發生大幅度晃動，從而影響鉆孔效果。對此，除鉆機自身的鎖固裝置外，施工單位應以鋼索、粗麻繩等進一步加強鉆機的固定效果。

3.4 鉆進成孔

鉆進成孔是灌漿法加固技術中鉆孔工序的正式施工，為保證鉆孔效果滿足后續的灌漿工作需要，具體操作如下：

首先，應注意鉆進速度，若對土壤地質進行鉆孔，則無須考慮鉆進速度的影響；若在巖石或基礎上進行鉆孔，必須將鉆孔速度控制在0.2mm/s，且嚴禁鉆進速度的突然改變。

其次，在鉆孔完畢后為防止孔壁存在雜物，鉆機操作人員應進行二次掃孔，保證孔壁光滑無雜物，為后續的注漿工作提供條件。

最后，鉆孔的直徑標準為6～8cm。若施工現場灌漿管有其他直徑標準，則應按照灌漿管標準對孔徑進行適當調整，避免后續施工中出現無法鋪設注漿管的問題[8]。

3.5 鋪設注漿管

注漿管是灌注漿液的主要工具，若沒有考慮注漿過程中可能出現的問題，則會導致堵管、注漿效率低等問題，影響灌漿法加固技術的施工質量和施工效率。在鋪設注漿管時應重點關注以下兩個方面：

第一，避免注漿管彎折。公路橋梁隧道工程的施工現場情況復雜，若注漿管過長，會導致鋪設注漿管時大部分注漿管無法被有效展開，從而造成注漿管彎曲、折疊。在注漿過程中，注漿管的彎折問題會導致堵管，影響施工，因此，在鋪設注漿管時應截取適當長度的注漿管進行鋪設，避免注漿管的彎曲、折疊問題。

第二，注漿管鋪設角度。在鋪設注漿管時需要考慮泵注設備與注漿位置的高低差，若注漿設備位置與注漿位置高低差過大，會導致注漿管道呈接近直角的角度彎折，影響泵注效率。為避免該問題的發生，若泵注設備與注漿位置高低差過大，則應調整注漿放置位置，再鋪設注漿管[9]。

3.6 漿液制備

漿液性能是影響灌漿法加固技術效果的主要因素，因此，漿液的制備是灌漿法加固技術的重點工作之一。

首先，為保證漿液的整體性能，應考慮漿液的配比，一般水料比為0.12∶1，施工單位可以根據施工現場地質情況及施工目標對配比進行適當調整，但配比標準必須滿足工程對漿料的坍落度需求，避免注漿過程中發生離析。

其次，漿料的攪拌時間也是影響漿料性能的關鍵因素，若攪拌時間過長，會導致漿料離析；若攪拌時間不足，會導致漿料結塊，灌漿法加固技術的漿料攪拌時間一般為3min。施工單位必須合理控制漿料的攪拌時間，為后續的注漿工序提供條件。

最后，為保證漿料的功能性滿足公路橋梁隧道工程的施工需要，施工單位應在施工前進行試拌，將樣品送至檢測單位進行性能檢測，檢測結果滿足工程施工需要后，才能將漿液用于注漿。

3.7 注漿

根據灌注漿料的模式不同，注漿工序分為孔口灌漿、一次性灌漿、分段灌漿以及綜合灌漿等注漿方式，為保證注漿工序的施工效果，施工單位應根據施工現場的目標需求，確定注漿方式、注漿壓力，保證注漿的順利進行[10]。當注漿量達到設計標準或漿液已經從孔口溢出時，應立即停止注漿，并封口，避免漿料逆流。

4 結語

綜上所述，當前公路橋梁隧道工程的施工中存在多種施工難點，影響公路橋梁隧道工程的施工質量和施工效率，灌漿加固法的應用能夠有效避免施工問題的出現，并保證公路橋梁隧道施工質量。灌漿法加固技術的施工成本低、施工效果顯著，相關人員應積極掌握灌漿法加固技術的實際應用方法，為公路事業的未來發展提供保障。