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公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的运用研究
摘要:为了确保交通安全,保证公路桥梁隧道的整体质量,需要定期采取加固养护措施,提升工程整体结构安全性。当前灌浆法是常用的加固技术,相关工作人员应当明确灌浆加固法技术的优点和原则,合理应用施工技术,提高加固效果和水平。
关键词:公路桥梁;灌浆法;加固技术
引言
在隧道建设中,任何加固技术的使用以及加固产品数量的增加都是具有功效的。而灌浆法在这一点上可以起到一定的融合与凝固作用,利用液体和物体之间的凝合程度来增强隧道施工的坚固程度。
一、工程概况
某公路设计决定采用宽21.5m 的整体式路基和宽11.25m 的分离式路基,桥梁与路基的宽度相同;该公路设计速度为80km/h。鉴于该公路桥梁隧道贯通段以石英砂岩、砂岩为主要地质结构,外加其承担了较重的交通任务,所以该公路在使用中出现了开裂、砌石松动和砌浆脱落等质量缺陷。为了消除路桥隧道存在的质量缺陷,施工方采用了灌浆法加固技术,且取得了非常好的应用效果。
二、灌浆法加固技术
在路桥隧道工程维护中,灌浆法加固技术的应用非常普遍,且相较于预应力加固、钢板加固、复合材料加固和延长路宽等方法,灌浆法加固技术更具应用优势。通常来讲,灌浆法加固的技术原理可归纳为:先按比例掺入水泥、砂子、黏土、高分子化学溶液等材料,并搅拌均匀,然后再采用电气化、液压或气压等手段将混合浆液注入裂缝或断裂中,从而发挥堵漏、防渗、加固和纠偏等功能。图1 所示为灌浆柱示意图。
从作用机理来看,灌浆法加固主要通过灌注浆液,使其在裂缝中形成浆柱,并与工程结构复合,从而提高工程结构的承载力和控制器沉降量。
三、灌浆法加固施工工艺
在公路桥隧工程中,主要按以下流程进行灌浆法加固:施工准备→定位孔→钻机与注浆设备就位→钻孔→压水试验→插管、封填和提升套管→安装注浆管→注浆→提管和回填。
3.1施工准备
假如施工前的准备工作充分,那么工程施工将得到事半功倍的效果。鉴于此,笔者提出以下建议:首先,组建一支专业的施工队伍,并实验确定搅拌车、电机设备的工作状态;其次,先确定裂缝或断裂的位置,再分析裂缝或断裂的成因,然后选择灌浆材料,最后制定灌浆方案;第三,组织从正规的渠道采购原材料,并试验检查浆材的技术指标,即通过开展灌浆试验,确定灌浆的孔距、扩散半径;最后,组织设计科学、合理的施工方案和施工组织方案,并保证执行到位。
3.2钻孔
在案例工程的钻孔施工中,钻头的截面直径是85-90mm,即:先用红漆标定孔位,再进行钻机角度调整,使钻头与地面对准,然后按“加压轻、速度慢”的原则直接钻进,以保证孔位的方向、角度与设计要求相符。钻孔期间,如果遇到粉性土层,则先在钻孔中置入导管,并按要求保护孔壁,而后再继续用捞砂筒钻孔到黏性土层,同时记录好钻孔数据及向有关部分反映。
3.3安装孔口管
在安装孔口管时,先按要求钻引导孔,再在其中按外露20-30cm的要求置入φ50的孔口管,并用麻丝填塞孔口与管壁的间隙,然后将浆液注入孔中。安装期间,要求控制好孔口管的角度,并安装牢固。通常来讲,无水地段与涌水地段的施工方案存在差异,即:在无水地段,填入干硬性早强砂浆;在涌水地段,用水泥固结混合料和增强型防水剂定位、固定孔口管,具体做法是:先均匀搅拌固管混合料,再分别装进若干个塑料袋中,然后塞进出水孔中,以使固管混合物在遇水成浆后固定孔口管。另外,为了防止灌浆管在灌浆中浆液外溢,要求在灌浆管的外侧裹上软橡皮材料。
3.4压水试验
在连接好灌浆管后,按要求开展压水试验。压水试验的目的是为了检查灌浆管是否密封严实、冲洗岩石裂隙,从而使浆液的通路更宽阔和实现密实填充。
3.5搅拌浆液
在搅拌浆液一环,先按比例将水、水泥和煤灰倒入搅拌桶中,再用搅拌机均匀搅拌制成均匀的浆液。对于制备好的浆液,要求在规定的时间内用完,切忌放置太久,以免影响浆液的使用性能。
3.6灌浆施工
在路桥隧道工程灌浆施工中,按照从上到下的顺序缓慢将浆液从灌浆口倒入钻孔中,并在浆液饱和后填满灌浆口。之后,等待30min以上,以保证浆液完全凝固。另外,为了防止钻孔串浆,通常要求分批灌浆,并按“先疏后密”的原则钻一孔、灌一孔。鉴于浆液灌注表现出“向下扩散难、向上扩散易”的规律,则要求先灌注隧道顶处布设的灌浆孔,再灌注隧道侧边的灌浆孔,最后再灌注底板孔。关于灌浆的速度,试验确定为30-80L/min。
3.7封堵灌浆口
当灌浆压力升至设计终压标准后,至少再灌浆10min,并当进浆量<20L/min时,结束灌浆作业,而后马上封堵灌浆口,并在封孔一天后进行密切观察。为了保证路桥隧道工程灌浆法加固施工质量,笔者提出如下建议:首先,根据浆液的固结面,检查钻孔中是否存在灌浆空白区;其次,通过查阅灌浆量、灌浆压力等施工记录,综合判断灌浆效果;最后,先按灌浆孔数的5%取孔,再开展压水试验,期间要求对地质条件差、严重冒浆和耗灰量多的孔进行重点检查。倘若实际吸水率持续30min都比最小吸水率规定值小,则判定其与设计要求相符;反之,按要求进行补压。
四、灌浆法加固施工注意事项
无可否认,灌浆法加固技术在路桥隧道工程中的运用有助于解决裂缝、松动问题,且提高了整个工程的质量,即其具有以下应用优势:一是堵漏,即通过填充孔洞,堵截流水;二是防渗,即有助于降低渗透量和增强抗渗能力;三是加固,其对增强岩土力学强度、加固混凝土结构意义重大;四是纠偏,使建筑设施恢复至不均匀沉降前的状态。
在该公路桥隧工程施工中,通过应用灌浆法加固技术,预防并解决了一系列质量缺陷。通过工程实践,笔者归纳总结出了灌浆法加固施工的几点注意事项:一旦钻孔施工遇到涌水,立即停钻,并依照固定灌浆;一旦灌浆压力骤升,改灌清水、水泥浆至灌浆压力恢复,再注浆,但当灌浆压力未恢复时,立即停止灌浆,并对灌浆管的畅通度进行检查;如果灌浆压力在进浆时非常高,且长时间保持基本不变,则立即更改浆液的配比、浓度和缩短其凝胶时长,亦可间歇式灌浆,注意按浆液凝胶时间要求来控制灌浆停留的时长。在灌浆法加固施工中,做好施工安全与环保管理工作非常重要,即:在开工前,组织开展安全技术交底,并组织学习安全规章制度和安全操作规程;安排专人负责管理电气设备和维护机具设施,以排除安全隐患和保证其正常工作状态;在灌浆前,全面检查机具、管路和封口等的实时状态,并及时停业处理发现的异常,同时切忌直接灌浆,而应先按要求开展注水试验;任何参与建设的工作人员都应事先配戴好防护装备,并远离灌浆口,以防在灌浆时爆裂伤人;在灌浆结束后,马上清洗干净机具设备,以防管路被堵,同时清理干净施工现场,以防残留物影响工程施工质量和污染环境。
五、结束语
综合本文论述可知,随着社会的不断发展进步,桥梁隧道工程的施工数量和施工规模都在不断增加,为了更好地保证工程的整体质量,在桥梁隧道工程的施工中也越来越多的用到了灌浆法加固技术,但使用这一技术开展工作时,必须对其工作原理有一个正确的认识,并深入的分析工作过程中各种问题的成因,这样才能够制订高效的解决方案,不断提升施工的规范性,为我国交通行业的更好更快发展打下良好的基础。
参考文献
[1]刘军.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].四川水泥,2020(04):35.
[2]单世广.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的运用研究[J].价值工程,2020,39(07):190-192.

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