隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)淺談

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［摘要］隨著我國社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也有了日新月異的變化。人們生活水平在提高，人們使用交通工具的數(shù)量和頻率也在增加，暴增的交通量，特別是車輛的重力作用，極大地增加了公路，橋梁和隧道的負(fù)荷，導(dǎo)致這些建筑出現(xiàn)了很多的問題，道路的通行質(zhì)量受到很大的負(fù)面影響，由此引發(fā)的交通問題很多，最常見的問題就是由于道路下層空洞導(dǎo)致道路表面斷裂。在當(dāng)前的公路，橋梁和隧道施工中，最常見的施工材料是水泥混凝土，在施工過程中有許多的加固技術(shù)，每種加固技術(shù)有自己的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，其中的灌漿加固技術(shù)有著比較優(yōu)秀的加固效果和施工簡易性，在公路橋梁隧道工程施工過程中被廣泛使用。

［關(guān)鍵詞］公路橋梁隧道;施工;灌漿加固技術(shù);研究

1灌漿加固技術(shù)的原理和分類

1．1灌漿加固技術(shù)的原理

在修筑公路，橋梁和隧道地基的時候，地下層的土壤，在這一層中，土質(zhì)應(yīng)力不集中，強(qiáng)度較差，土壤比較松軟或者具有較多的裂縫，這些結(jié)構(gòu)對建筑的強(qiáng)度有著直接影響。灌漿加固技術(shù)主要是將機(jī)器的鉆孔壓入地基中的地下層土壤中，然后將水凝混凝土泥漿或者其他種類的漿液泵入其中，在經(jīng)過一系列的加壓充填和滲透作用，漿液在地下會呈圓柱體狀向外擴(kuò)張，最后形成圓筒狀的漿液柱體。漿液柱體的形成可以擠壓地下層疏松的土壤，土層會變得緊密充實(shí)。要將緊靠漿體的土體鏟除和剪切掉，使之形成塑性變形區(qū)，靠近漿體的土壤會受到塑性力的作用，變成塑性變形區(qū)域，而離柱狀體距離較遠(yuǎn)的土體則會受到彈性力，在塑性變形和彈性變后整個鉆孔周圍的土體密度會得到大幅度的提高［2］。另一方面，在灌注漿液的過程中，漿體也會隨著土層中的裂縫蔓延，因?yàn)橥翆又械牧芽p數(shù)量較多且延伸的方向不規(guī)則，漿液會形成不同方向蔓延的呈現(xiàn)網(wǎng)狀的漿液網(wǎng)，所以，當(dāng)漿液冷卻凝固之后，會形成大范圍的漿液柱狀體，這些柱狀體大小不規(guī)則，分布范圍廣且空間排布比較均勻合理。這些漿液柱狀體和已經(jīng)被壓實(shí)壓緊的土壤地基形成復(fù)合地基，兩者之間相互作用，這種復(fù)合地基有著很高的強(qiáng)度和很高的承載能力，能夠提高地基的抗沉降作用［3］。

1．2灌漿加固技術(shù)的分類

灌漿加固法根據(jù)施工地基的地下層土壤的不同和灌漿漿液的不同分為不同的方法，各有特點(diǎn)。(1)滲透灌漿加固法滲透灌漿加固法主要適用于施工地基情況比較負(fù)責(zé)的情況，如巖土層的裂隙、橋梁的裂隙和隧道施工中遇到的比較陡峭的巖壁裂隙。滲透灌漿加固法適合在在這些條件不好的施工環(huán)境中進(jìn)行基礎(chǔ)加固結(jié)構(gòu)，雖然使用頻率少，適用范圍小，但該方法的加固效果很好。這種方法主要是通過滲透施工的方式，漿液順著公路，隧道和橋梁的裂縫延展，在漿液凝固之后，最后形成高強(qiáng)度，抗剪切力較大的類似巖土層結(jié)構(gòu)。(2)填充灌漿加固法填充灌漿加固法的使用頻率最高，適用范圍最廣，最常見的是橋梁建筑由于地質(zhì)塌陷下沉形成的空洞和裂縫。遇到這種情況，可以采用填充灌漿加固法直接進(jìn)行加固，因?yàn)榭斩戳严段恢帽容^集中，充填灌漿加固法可以比較完美的將缺陷充填加固。另外，充填灌漿加固法還可以用于長時間損耗下建筑物產(chǎn)生的裂隙和空洞。(3)電動化學(xué)灌漿加固法電動化學(xué)灌漿加固法最常見的應(yīng)用場景是在橋梁基礎(chǔ)加固施工領(lǐng)域，通過電動化學(xué)灌漿可有效地延長橋梁的使用壽命，顯著提高橋梁的承受外力能力，也可以顯著提升橋梁的施工質(zhì)量。電動化學(xué)灌漿加固法是將待灌漿的巖層兩端設(shè)成正負(fù)極，漿液輸入的管道作為正極，另一端設(shè)置成負(fù)極。這樣可以實(shí)現(xiàn)對橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的固結(jié)層，從根本上提高了橋梁的基礎(chǔ)強(qiáng)度。(4)壓密灌漿加固法壓密灌漿加固法通常應(yīng)用于隧道施工領(lǐng)域，壓密灌漿是指通過鉆孔在土壤中灌入十分濃稠的漿液，在注漿液的點(diǎn)使土體壓密，在注漿管端部附近形成“漿泡”，當(dāng)漿泡的直徑比較小時，灌漿產(chǎn)生的壓力基本沿著鉆孔的徑向擴(kuò)展。當(dāng)漿泡的直徑變大，到一定程度就可以產(chǎn)生較大的上抬力使地面上抬。這種方法的具體的操作方式為，用高壓裝置把漿液灌注到土壤裂縫，土壤中的漿液高壓作用下形成球形結(jié)構(gòu)，上抬地面，形成較為穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)［4］。

2灌漿加固技術(shù)的操作要點(diǎn)

因?yàn)楣酀{加固技術(shù)的種類比較多，因此，在施工過程中，要根據(jù)施工對象和施工條件的不同，參考現(xiàn)場施工人員的技術(shù)操作水平，選擇最合適的灌漿技術(shù)。但無論哪一種灌漿加固技術(shù)，都要在灌漿過程中嚴(yán)格把控灌漿的質(zhì)量，預(yù)防灌漿過程中可能會出現(xiàn)的問題，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

2．1要準(zhǔn)確把握灌漿過程中灌漿壓力

在實(shí)施灌漿加固技術(shù)時，要準(zhǔn)確把握好灌漿機(jī)器的壓力。工程中的漿液需要壓力才能到達(dá)需要加固的位置，因此灌漿期間的壓力掌控很大程度影響了灌漿結(jié)果的好壞。在灌漿加固的過程中，壓力也不是維持不變的，灌注的壓力要根據(jù)實(shí)際情況要發(fā)生相應(yīng)的變化。參考的因素有地質(zhì)條件、灌注漿液的材料還有采用的灌注加固技術(shù)［5］。比如，在地下淺層進(jìn)行操作時，需要比較小的灌漿壓力。在較深層的土壤操作時，一方面需要較大的灌注壓力，另一方面要注意灌注過程中的土層中的空氣和水的排出。

2．2要注意操作過程中擴(kuò)散滲透半徑

在灌注加固過程中會發(fā)生擴(kuò)散滲透現(xiàn)象，施工過程會對擴(kuò)散滲透半徑有相對的要求，必須要嚴(yán)格把控。在灌漿過程中，當(dāng)實(shí)際擴(kuò)散滲透半徑遠(yuǎn)大于預(yù)期半徑時，會導(dǎo)致漿液覆蓋范圍超出施工控制，導(dǎo)致漿液材料使用量大幅度增加，而且還會增加施工的工作量，影響灌漿加固過程的進(jìn)展，也會影響灌注的質(zhì)量。因此，必須要專業(yè)人員嚴(yán)格掌控灌注的壓力和灌注的時間，并及時地對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時測量，確保實(shí)際范圍在預(yù)期的范圍之內(nèi)。

2．3要注意灌注漿液的凝固時間

漿液在被灌注之前需要保持一定的流動性，漿液如果流動性太強(qiáng)的話，容易在灌注過程中發(fā)生泄漏，灌注效果很差;當(dāng)漿液調(diào)配好沒有及時被灌注，漿液發(fā)生凝固，會導(dǎo)致灌注通道被阻塞，發(fā)生事故。理想條件下，當(dāng)漿液被灌注到土層之后，需要一定的時間完成凝固［6］。所以在調(diào)配漿液的時候，加入特定的催化劑，緩凝劑或膨脹劑來合理地控制漿液的凝固時間和強(qiáng)度。通過控制這些因素加強(qiáng)灌注加固質(zhì)量。

2．4灌漿孔的設(shè)計(jì)和布孔

合理的灌漿孔的設(shè)計(jì)可以簡化灌漿流程，灌漿孔分為兩種，騎縫和斜孔。在實(shí)際過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇其中一種或者兩種混用。保證正確的鉆孔位置和選擇合適的孔徑大小可以保證灌漿工程的效果，鉆孔的數(shù)量要在保證效果的前提下盡量少，也要保證板底的縫隙填充密度。當(dāng)需要灌注的地方位置很表淺的時候，可以直接進(jìn)行灌注，不需要打孔;當(dāng)縫隙在淺層的時候，裂縫走向比較復(fù)雜，可以采用騎縫鉆孔和斜孔相結(jié)合的方法;當(dāng)裂縫處于比較深的深度時，可以全部采用騎縫設(shè)計(jì)，沿著裂縫表面將混凝土鑿成“V”形槽。設(shè)置在空腔內(nèi)各布置4～5個水泥混凝土接縫灌漿孔，0．8m～1．2m的距離。因此，具體的灌漿孔的設(shè)計(jì)要根據(jù)具體情況靈活設(shè)計(jì)［7］。

3結(jié)語

隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，出行交通工具數(shù)量的增加給現(xiàn)存的公路、橋梁和隧道帶來了很大的壓力，導(dǎo)致這些建筑出現(xiàn)了很多的問題和損害，極大地影響了通行質(zhì)量，甚至影響交通安全。使用灌漿加固技術(shù)可以明顯改善公路、橋梁和隧道的質(zhì)量，提高它們的抗負(fù)荷能力，因此需要更多地關(guān)注灌注加固技術(shù)?，F(xiàn)行的灌注加固技術(shù)有滲透灌漿加固法、填充灌漿加固法、電動化學(xué)灌漿加固法、壓密灌漿加固法等，每種加固方法都有自己的適用條件和適用范圍。在公路、橋梁和隧道建筑的施工建設(shè)過程中，要積極使用灌注加固技術(shù)，提升施工質(zhì)量。在施工過程中，各方面專業(yè)人員要嚴(yán)格遵守施工場地的施工標(biāo)準(zhǔn)，提高自身的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)，選擇最佳的施工方法，保證建筑工程的施工質(zhì)量［8］。

參考文獻(xiàn):

［1］王魯軍．淺談真空灌漿施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用［J］．科技傳播，2011，(07):54－55．

［2］趙連國．真空灌漿技術(shù)在路面施工中的應(yīng)用分析［J］．黑龍江科技信息，2007，(18)．

［3］康華．橋梁隧道施工中灌漿技術(shù)的應(yīng)用［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，(25):324．

作者：楊歡權(quán) 單位：上海金山公路建設(shè)有限公司