陳峰

Application of Grouting Method in the Construction of Highway Bridge Tunnels

摘要：文章以高速公路工程實(shí)例為依托，對(duì)灌漿法在該公路工程路基加固施工中的應(yīng)用及相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?yàn)橥惞こ烫峁┙梃b參考。

Abstract： Based on the example of expressway engineering， this article discusses the application of grouting method in the construction of roadbed reinforcement in highway engineering and the related points of construction technology. It is expected that the research in this paper can provide reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：灌漿法；公路；路基加固；施工技術(shù)

Key words： grouting method；highway；subgrade reinforcement；construction technology

中圖分類號(hào)：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）15-0190-03

1 工程概況

安徽省沿江高速高速公路工程中的S-07標(biāo)段，該標(biāo)段中有橋梁三座，隧道一條，路基長(zhǎng)度約為8.25km，在對(duì)該標(biāo)段進(jìn)行施工的過程中發(fā)現(xiàn)，因路基強(qiáng)度較差，局部出現(xiàn)不均勻沉降問題，導(dǎo)致承載力大幅度下降。經(jīng)過研究之后，決定采用灌漿法對(duì)出現(xiàn)不均勻沉降的路基進(jìn)行加固處理。下面重點(diǎn)對(duì)灌漿法在該工程中的應(yīng)用及相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行論述。

2 灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應(yīng)用

2.1 施工方案

針對(duì)路基不均勻沉降問題，項(xiàng)目部經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘查和研究分析之后，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對(duì)各種施工方法進(jìn)行比選，最終決定采用雙液化學(xué)灌漿法，對(duì)沉降路段進(jìn)行加固處理，借此來提升路基的承載能力。雙液化學(xué)灌漿法的主要原材料包括水泥、水及玻璃膨脹劑，灌漿孔的孔徑設(shè)計(jì)為50mm，孔深6.0m，縱向孔間距為2.0m，橫向行車道內(nèi)的孔間距為1.9m，相鄰行車道內(nèi)的孔間距為1.6m，以梅花形進(jìn)行孔位布設(shè)，漿液灌注完畢后，使其均勻分散在路基土體當(dāng)中，單孔的漿液灌注量為1.6-2.0m3，最終的漿液灌注量以實(shí)際為準(zhǔn)。灌漿過程中應(yīng)當(dāng)隨時(shí)檢查看有無漿液滲漏的情況，若是出現(xiàn)漿液滲漏，必須及時(shí)進(jìn)行堵漏，并對(duì)施工工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)貎?yōu)化調(diào)整。

2.2 施工準(zhǔn)備

2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 在灌漿施工正式開始前，為確保施工有序進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，接通施工用水和用電，然后對(duì)鉆機(jī)和灌漿設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好。

2.2.2 材料準(zhǔn)備 對(duì)于灌漿法而言，材料的質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到灌漿加固效果，為此，在材料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中，必須確保所有原材料的質(zhì)量均符合相關(guān)要求。

①水泥。本工程中使用的水泥為42.5普硅水泥，初凝時(shí)間在3h以上，且終凝時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，選用的水泥必須質(zhì)量合格，受潮變質(zhì)的水泥不得在施工中使用。因單孔漿液的灌注量為1.6-2.0m3，根據(jù)漿液的配合比進(jìn)行計(jì)算，單孔的水泥用量約為1.5t左右，水泥用量較大。為此，開工前，進(jìn)場(chǎng)的水泥應(yīng)當(dāng)能夠保證2-3d的用量，同時(shí)應(yīng)當(dāng)做好材料組織，避免待料停工導(dǎo)致工期延誤的情況發(fā)生。水泥到場(chǎng)后，應(yīng)當(dāng)由質(zhì)檢人員進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后，方可進(jìn)行使用，不合格的水泥應(yīng)當(dāng)聯(lián)系供應(yīng)商，要求退換貨處理。

②拌和水。拌制漿液的水，應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，如果使用的是飲用水，則不需要進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，若是其它水，則應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，確認(rèn)合格后方可使用。

③水玻璃。選用的水玻璃產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家質(zhì)量要求的模數(shù)，即2.4-3.2，密度應(yīng)當(dāng)控制在1.4-1.46g/m2。

2.2.3 技術(shù)準(zhǔn)備 依據(jù)本工程的特點(diǎn)，對(duì)各種資料進(jìn)行收集整理，并編制合理可行的施工方案，制定技術(shù)管理措施，為施工順利進(jìn)行提供保障；開工前，應(yīng)當(dāng)組織相關(guān)人員對(duì)國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)程等進(jìn)行學(xué)習(xí)，確保施工嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的固定要求進(jìn)行；對(duì)參與施工作業(yè)的人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。

2.3 確定漿液灌注參數(shù)

2.3.1 灌漿壓力 在灌漿施工的過程中，漿液的灌注壓力是確保灌漿施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，過大或是過小的壓力都會(huì)對(duì)灌漿質(zhì)量造成影響。若是壓力過大，會(huì)對(duì)原有的路基結(jié)構(gòu)造成一定程度的損壞，導(dǎo)致路面被頂起，漿液會(huì)沿著路基中的薄弱部位沖出路基，這樣無法達(dá)到灌漿加固的目的。而壓力過小，會(huì)造成漿液無法流向預(yù)計(jì)的范圍，由于達(dá)不到擴(kuò)散范圍的要求，會(huì)形成空白區(qū)，這個(gè)區(qū)域因沒有漿液，所以達(dá)不到加固的效果，這樣會(huì)對(duì)整體的灌漿質(zhì)量帶來影響。故此，在灌漿過程中，必須對(duì)灌漿壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制，本工程通過試灌漿，確定出最佳的灌漿壓力為1.0-1.2MPa，現(xiàn)場(chǎng)灌注時(shí)，可按照實(shí)際情況，在這一區(qū)間范圍進(jìn)行調(diào)整，緩慢灌注漿液，控制好灌漿壓力，從而使灌漿質(zhì)量得到有效保障。

2.3.2 漿液配比 本次施工中使用的水泥為強(qiáng)度等級(jí)42.5的普硅水泥，試驗(yàn)室給出的配比為水泥：水：水玻璃=1：1：0.025，拌制漿液時(shí)，必須嚴(yán)格按照該配比進(jìn)行。

2.3.3 灌漿孔的直徑與深度 本工程中，灌漿孔的直徑設(shè)計(jì)為50mm，灌漿孔的深度設(shè)計(jì)為6.0m，通過對(duì)鉆桿的鉆進(jìn)深度對(duì)灌漿孔的深度進(jìn)行控制。

2.3.4 輸漿速度 輸送漿液的管道流速應(yīng)當(dāng)控制在1.4-2.0m/s。

2.3.5 膠凝時(shí)間 漿液的膠凝時(shí)間應(yīng)當(dāng)不超過1min。

2.4 施工工藝流程

在對(duì)路基沉陷進(jìn)行灌漿加固的過程中，為確保施工有序進(jìn)行，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)了解具體的工藝流程，這是加快施工進(jìn)度的重要前提。灌漿法的施工工藝流程如圖1所示。

2.5 灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)

2.5.1 孔位鉆進(jìn) 為確保成孔質(zhì)量，本次鉆孔施工采用的是隔排跳孔的鉆設(shè)方法，具體的施工技術(shù)要點(diǎn)如下：鉆機(jī)就位，并對(duì)鉆頭進(jìn)行調(diào)整，使其對(duì)準(zhǔn)孔位，鉆頭與孔位之間的最大允許偏差不得超過50mm，一旦超出容易造成孔位偏離，鉆桿的垂直度偏差最大不得超過1%，開始鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆孔的垂直度進(jìn)行經(jīng)常校核，確保鉆孔垂直，防止孔位偏斜；為避免鉆孔施工過程中對(duì)原路基造成破壞，成孔孔徑應(yīng)當(dāng)盡可能小，并且不宜采用濕法鉆進(jìn)，而是應(yīng)當(dāng)選擇干鉆法進(jìn)行施工，如果用濕法鉆進(jìn)，則會(huì)使路堤受到浸泡，由此會(huì)使路基結(jié)構(gòu)受損，從而帶來不必要的麻煩；采用潛孔錘進(jìn)行引孔，隨后將內(nèi)徑40mm的鍍鋅管打入到土體當(dāng)中，作為灌漿口。

2.5.2 灌注漿液

①漿液制備。按照試驗(yàn)室給出的設(shè)計(jì)配合比，使用專用的漿液攪拌機(jī)進(jìn)行漿液拌和。為確保拌漿材料的用量準(zhǔn)確，應(yīng)在拌制前，對(duì)稱量容器進(jìn)行標(biāo)定，計(jì)量的允許偏差不得超過5%，添加劑計(jì)量的允許偏差不得超過1%。將配制好的水玻璃漿液與水泥漿液放入攪拌式貯漿桶內(nèi)備用，需要灌注漿液時(shí)，開啟灌漿泵，在兩條管路上同時(shí)接好Y型接頭，從孔口將漿液灌入孔底。

②灌注。開始灌注前，先將灌注區(qū)圍起來，隨后在中間進(jìn)行灌漿擠密，先灌注路肩，再灌注行車道，按照這樣的順序進(jìn)行灌注，可以提升灌漿質(zhì)量。在同一個(gè)加固范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)下對(duì)外圈的孔位進(jìn)行灌注，然后再對(duì)內(nèi)圈的孔位進(jìn)行灌注，應(yīng)當(dāng)先加固，后抬升，以孔位間隔交替的方法對(duì)漿液進(jìn)行灌注，由此能夠避免漿液從附近的孔中流出；灌注時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)下沉最嚴(yán)重的孔位先進(jìn)行灌注，然后再灌注下沉量較小的孔位，要確保灌漿過程中供漿連續(xù)，從而保證漿液的灌注量達(dá)到要求；當(dāng)漿液的灌注壓力達(dá)到最大壓力的2倍后，且無法再灌入漿液時(shí)，便可停止灌漿，同時(shí)壓入清水，拆除灌漿管，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行沖洗。

③封孔。灌漿完畢后，應(yīng)使用水泥混凝土對(duì)灌漿孔進(jìn)行封堵，避免漿液流失，封孔后的孔口高度應(yīng)當(dāng)與路表面平齊。

2.5.3 檢測(cè)驗(yàn)收 孔位灌漿后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行物探檢驗(yàn)，通過對(duì)漿液關(guān)注前后物探成果資料進(jìn)行對(duì)比，并結(jié)合鉆孔取芯的情況，對(duì)灌漿加固效果進(jìn)行判斷。灌漿面波速度曲線應(yīng)當(dāng)符合表1的規(guī)定要求。

2.6 灌漿注意事項(xiàng)

①本次施工中，鉆孔方式采用的是沖擊鉆與回轉(zhuǎn)鉆相結(jié)合的方法，孔位鉆進(jìn)過程中不得加水，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中給出的鉆孔深度鉆至設(shè)計(jì)位置，機(jī)械鉆進(jìn)的角度及灌漿深度均應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)要求相符。

②鉆孔的方向及深度均應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)要求相符，孔位偏差不得超過50mm，開始鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保鉆機(jī)平穩(wěn)，鉆孔的偏斜不得超過1%，孔徑的允許偏差為±5.0mm，為確保成孔質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)始終保持中速鉆進(jìn)，若是遇到質(zhì)地比較堅(jiān)硬的巖土層，則應(yīng)放慢鉆進(jìn)速度，以免造成卡鉆的情況。

③孔位應(yīng)跳孔施鉆，跟孔灌漿，不得全部鉆孔完畢后，再進(jìn)行灌漿，這樣可以有效防止孔位串漿的情況發(fā)生，同時(shí)還能減輕清孔工作量。灌漿時(shí)，必須先將兩種漿液混合，然后再進(jìn)行泵送，要控制好漿液的制備質(zhì)量。若是漿液灌注的過程中出現(xiàn)壓力驟然升高的情況，或是漿液量突然增大，應(yīng)立即停止灌注，并及時(shí)查明原因，采取有效的措施解決處理后，方可繼續(xù)灌注；當(dāng)灌漿時(shí)出現(xiàn)串漿現(xiàn)象時(shí)，若具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌注，必須一臺(tái)泵灌注一個(gè)孔位，如果無法同時(shí)進(jìn)行灌注，則應(yīng)將一個(gè)灌漿孔堵住，待另一個(gè)孔位灌漿完畢，對(duì)串漿孔進(jìn)行沖洗后繼續(xù)灌注。漿液灌注過程中，應(yīng)當(dāng)保持連續(xù)，盡可能不要中斷，若是因?yàn)橐恍┨厥馇闆r導(dǎo)致灌漿中斷，應(yīng)當(dāng)盡快恢復(fù)，間隔時(shí)間不得超過漿液的初凝時(shí)間。

④各個(gè)孔位漿液灌注量應(yīng)當(dāng)按照具體的地質(zhì)情況進(jìn)行確定，當(dāng)單孔連續(xù)灌注的漿液量過大時(shí)，應(yīng)當(dāng)予以注意，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，找出問題的原因，進(jìn)行處理。

⑤當(dāng)灌漿孔鉆設(shè)完畢后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將灌漿管埋設(shè)好，止?jié){塞應(yīng)當(dāng)設(shè)置在路面結(jié)構(gòu)層以下，這樣可以避免漿液滲入到路面結(jié)構(gòu)層當(dāng)中，對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成破壞，具體的埋設(shè)深度可以按照銑刨方案進(jìn)行確定。

⑥當(dāng)灌漿完畢后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將灌漿孔封堵好，并確保封孔口的高度與路表面平齊。

3 結(jié)論

綜上所述，公路橋梁隧道施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，受到一些因素的影響，導(dǎo)致公路路基常常會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，由此使得公路的使用性能大幅度降低。為解決這一問題，必須采取合理可行的技術(shù)措施。本文依托工程實(shí)例，對(duì)灌漿法在公路橋梁隧道工程路基沉降加固處理中的應(yīng)用進(jìn)行論述，結(jié)果表明，通過灌漿加固，可以使路基不均勻沉降問題得到解決，路基承載力大幅度提升，延長(zhǎng)了公路的使用壽命，由此可見，灌漿法具有一定的應(yīng)用價(jià)值，可以在公路工程中推廣使用。

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