(甘肅省武威公路局,甘肅 武威 733000)
在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的大背景下,各項(xiàng)新技術(shù)紛紛誕生,其中,科研人員不斷研究與實(shí)踐得知,灌漿法能夠?qū)Ω鞣N荷載或非荷載作用造成的橋隧裂縫病害問題進(jìn)行有效解決,通過結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ),進(jìn)一步提升橋隧的安全、耐久性,是值得探究的技術(shù)之一。
在橋隧結(jié)構(gòu)病害處治過程中所采用的灌漿技術(shù)主要是指在電滲、高壓等作用下,在橋隧結(jié)構(gòu)裂縫內(nèi)注入相應(yīng)的灌漿材料,是目前較為常見的施工技術(shù)之一。從原理上分析,灌漿技術(shù)有效應(yīng)用的主要目的是解決混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題,所具有以下特點(diǎn),一是具有防滲性,在應(yīng)用灌漿技術(shù)之后能夠在一定程度上將材料本身的滲透性降到最低,且在無形中減少滲透量[1]。二是具有加固性,積極應(yīng)用灌漿技術(shù)可以從不同方面提高混凝土的強(qiáng)度及硬度,起到加固作用,對提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性具有明顯優(yōu)勢。三是防堵漏性,應(yīng)用切實(shí)有效的材料對裂縫或孔洞進(jìn)行填充,可以起到水流堵漏的作用[2]。四是對建筑物垂直度進(jìn)行糾正,建筑物發(fā)生傾斜,則可通過灌漿法對其垂直度進(jìn)行校正,簡單來說就是利用灌漿促使地基不均勻沉降恢復(fù),所以在道路橋梁隧道養(yǎng)護(hù)維修中灌漿技術(shù)的作用較為明顯,是處治各類病害的有效措施之一。
第一,水泥砂漿,施工要求比較高,極易發(fā)生沉淀,能夠處理滲漏病害或者面層修補(bǔ)。第二,水泥漿,施工較為簡單,凝結(jié)時間長,但可觀性較差,主要用于防震粗砂地基加固。第三,水玻璃液漿,液漿的粘度與水保持一致,雖可觀性強(qiáng),但是整體的造價比較高,主要適于防滲加固。第四是水泥--水玻璃液漿,施工要求比較高且容易調(diào)節(jié),主要應(yīng)用于動水狀態(tài)下防滲粗砂地基的加固。
從整體上看,可將灌漿技術(shù)劃分為四類,分別是電動化學(xué)灌漿法、滲透灌漿法、填充灌漿法、壓力灌漿法。其中,應(yīng)用較多的是填充灌漿法,在道路橋梁隧道運(yùn)營過程中,因荷載作用會出現(xiàn)不同程度的裂縫及孔洞,如果不加以處理,還會引發(fā)各類結(jié)構(gòu)性病害,對此可以采取填充灌漿方法,在保證施工質(zhì)量的同時也能延長使用年限。
毋庸置疑,裂縫是常見的工程病害問題之一,主要出現(xiàn)在橋梁、隧道結(jié)構(gòu)上,其特征表現(xiàn)為施工前期不明顯,日常檢查易忽視,易留下安全隱患。在后期使用過程中,縫寬和長度會逐漸增大,甚至?xí)炌ㄕ麄€截面,假如寬度超過2mm,則需及時采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù),否則會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)承載力下降[3],隧道襯砌開裂、錯臺變形。
砌漿是道路橋梁隧道施工中不容或缺的一部分,是提高加固性的關(guān)鍵所在,但是如果發(fā)生砌漿脫落的現(xiàn)象,墻面就會失去保護(hù)層,進(jìn)而對安全性產(chǎn)生影響。
本文以某高速公路病害路段為研究對象,該路段全長11.2km,雙向四車道,路基寬度28.2m,公路等級為一級,其中涉及2 座隧道,2 座橋梁,設(shè)計時速80km/h,且該路段車流量大,超重載車輛多。該橋梁隧道的地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于頁巖混合砂巖,屬于軟性巖土,經(jīng)過長期的負(fù)載使用,極易發(fā)生裂縫現(xiàn)象,在加固與堵漏中則需使用灌漿法,以此提高行車的安全性。
提前做好施工準(zhǔn)備工作是保證灌漿質(zhì)量的前提。一是嚴(yán)格按照橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際情況和設(shè)計施工圖,準(zhǔn)確標(biāo)記裂縫位置,對裂縫幾何尺寸進(jìn)行分類匯總,制定切實(shí)可行的施工方案。采用吹風(fēng)機(jī)械清除縫內(nèi)雜物,選取符合質(zhì)量要求的灌漿材料,合理確定漿液施工配合比,確保灌漿質(zhì)量滿足相關(guān)要求,本工程中,漿液配合比擬設(shè)定在0.8~1.2 之間[4]。同時嚴(yán)格控制施工各項(xiàng)措施,保證工序落實(shí)到位。二是對施工中所用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)校正,保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn),提前做好試驗(yàn)校正,調(diào)整各項(xiàng)工程參數(shù),保證灌漿施工順利進(jìn)行。三是對施工團(tuán)隊(duì)的選擇加以重視,尤其是要從細(xì)節(jié)入手,保證每個工作環(huán)節(jié)都能加以監(jiān)督,及時的測量隧道的施工半徑,對灌漿孔的距離加以設(shè)置,以此在符合施工要求的同時保證施工的有序開展。需注意到的一點(diǎn),在該工程當(dāng)中,隧道的地形具有復(fù)雜性,跨度比較大,所以整體難度比較大,所以在隧道灌漿施工當(dāng)中需要進(jìn)行裂縫處理,實(shí)施防滲施工、修補(bǔ)施工。所以無論從哪一點(diǎn)分析,需積極的做好前提準(zhǔn)備工作,這樣才能為后續(xù)的施工提供條件,保證其有效性。
在布孔時需要先明確孔洞的位置,嚴(yán)格按照設(shè)計方案以及施工現(xiàn)場的現(xiàn)狀明確鉆孔的位置,同時,還要做好測量放線,只有做好測量放線才能保證鉆機(jī)的正常運(yùn)行,才能有效提高施工質(zhì)量與效率。
通常情況下,在確定鉆孔位置之后,便需采取鉆孔設(shè)備進(jìn)行施工,在本工程中主要采取的鉆機(jī)型號是XVI-50,其應(yīng)用效果比較好,無論是鉆孔的效率還是鉆孔的質(zhì)量都比較。,除此之外,在鉆孔的時候,要按照工程的規(guī)定輔助相應(yīng)的鉆機(jī)設(shè)備,實(shí)施高噴灌漿孔施工,保證鉆孔位置的合理性與科學(xué)性,在鉆孔的時候還要保證鉆孔與鉆竿始終處于水平線之上,這樣可以避免發(fā)生傾斜,影響橋梁隧道施工的準(zhǔn)確性與精準(zhǔn)性。
灌漿技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中需要做好三點(diǎn):第一,明確橋梁裂縫的位置,一般而言,在橋墩以及橋臺發(fā)生裂縫的幾率比較大,所以需進(jìn)一步明確橋梁裂縫的位置,而且還要對其原因加以分析,針對性的選擇灌漿材料與方法。第二,對灌漿進(jìn)行攪拌,合理選擇攪拌機(jī),在工程當(dāng)中采取的攪拌機(jī)是JZ500,攪拌時需要再加入水,按順時針方向進(jìn)行攪拌,合理控制轉(zhuǎn)速。在攪拌過程當(dāng)中,如果沒有嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)定與要求,那么則會導(dǎo)致攪拌質(zhì)量不容樂觀,此外在攪拌過程當(dāng)中還要加入硅鹽酸水泥,并利用過濾網(wǎng)將漿液注入到儲漿桶之中,以此才能發(fā)生中和反應(yīng)。第三,合理且有效的選擇灌漿工藝,要嚴(yán)格按照實(shí)際的操作選擇施工工序,提高灌漿的質(zhì)量,其中如果鉆孔出現(xiàn)了粉狀土,那么要將導(dǎo)管埋入到鉆孔之內(nèi),并且在成形之后還要埋設(shè)灌漿管道,封閉所有的孔口,這樣可有效避免雜質(zhì)進(jìn)入,此外在灌漿的時候,需遵循自上而下的原則,緩慢的進(jìn)入到鉆孔之中,等到填滿要靜待30 分鐘,給予凝固的時間[5]。在該橋梁施工中采取了分批灌漿的方式,并且遵循了先疏后密的原則,從本質(zhì)上避免了串漿現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)然,為進(jìn)一步提高灌漿的有效性,灌漿的速度需加以確定,設(shè)置在30—80L/min,做好各項(xiàng)檢查工作,如果再發(fā)生沉降要重新進(jìn)行灌漿。
無論從哪一個角度分析,均可以清楚的了解到漿材配比對灌漿料的質(zhì)量造成影響,對公路橋梁隧道施工水平產(chǎn)生制約,所以需要嚴(yán)格把控漿材配比。其中灌漿料強(qiáng)度的主要決定因素包括水灰比、骨料、外加劑、密實(shí)度、養(yǎng)護(hù)等等,漿材配比要保證比例的科學(xué)與合理,并且還要從根本上滿足道路橋梁隧道穩(wěn)固性的基本要求。筆者認(rèn)為在漿材配比的時候,需要對漿材的密度以及養(yǎng)護(hù)也要加以分析,尤其是在養(yǎng)護(hù)當(dāng)中要定期進(jìn)行檢查,這樣也是提高道路橋梁隧道質(zhì)量的重中之重。
在道路橋梁隧道施工當(dāng)中,擴(kuò)散半徑是灌漿法應(yīng)用的主要環(huán)節(jié)之一,一般而言,公路地質(zhì)差異性比較大,所以孔隙率與滲透系數(shù)具有一定的區(qū)別,在施工當(dāng)中需要從不同的角度出發(fā)加以合理規(guī)劃,包括對裂縫、深度、寬度、灌漿壓力、滲透系數(shù)進(jìn)行分析,其中在本次研究當(dāng)中正處于山區(qū),氣候條件多變,會受到天氣、溫度、濕度等眾多因素的影響,巖土的松緊程度會發(fā)生改變,進(jìn)而無法準(zhǔn)確的利用公式對擴(kuò)散半徑進(jìn)行計算。在施工當(dāng)中可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)做好擴(kuò)散半徑的計算,然后按照實(shí)際的情況加以調(diào)整。在計算擴(kuò)散半徑的時候,還需要對周邊的地理位置以及環(huán)境進(jìn)行分析,只有將全部的因素加以考慮,它能避免發(fā)生其他變化。
在灌漿法流程方面主要包括以下幾點(diǎn),第一,要對灌漿量進(jìn)行控制,滿足工程開展的要求,在工程開展之前,要對灌漿量進(jìn)行計算。第二,做好灌漿壓力的控制,將其控制在相應(yīng)范圍之內(nèi),其中灌漿法在應(yīng)用時主要的核心是通過氣壓、液壓的方式處理所存在的裂縫,所以要保證壓力控制在合理范圍之內(nèi),如果壓力過高或者或過低均會對裂縫的處理產(chǎn)生影響。第三,灌漿孔的深度,在打孔的時候需要按照基本的要求選擇直徑80mm 的鉆孔進(jìn)行鉆進(jìn)。在鉆孔當(dāng)中,遇到其他物質(zhì)要及時的下導(dǎo)管,將粉塵進(jìn)行打撈。第四,灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn),什么時候灌漿結(jié)束是值得思考的問題之一,要結(jié)合灌漿的壓力,灌漿孔的深度,在實(shí)施半小時之后方可結(jié)束灌漿。
通常情況下,在橋梁隧道施工當(dāng)中為進(jìn)一步提高灌漿的質(zhì)量,需要做到五點(diǎn),第一,假如鉆孔發(fā)生了涌水,需要即刻停止鉆孔,并且按照相關(guān)的規(guī)定加以灌漿。第二,在短時間內(nèi)灌漿的壓力加快,那么需要及時的調(diào)整灌漿的液體,包括清水、泥漿,保證灌漿壓力能夠達(dá)到正常情況,否則會對灌漿的實(shí)際效果造成影響。第三,在灌漿的時候往往會出現(xiàn)灌漿壓力,對此需要合理調(diào)整漿液的配合比,減少凝結(jié)時間,并針對性的采取間歇灌漿,將灌漿的壓力控制在0.4--0.8MPa。第四,在應(yīng)用灌漿法的時候要做好各項(xiàng)安全管理工作,尤其是要提高施工人員的安全意識以及安全技能,并采取培訓(xùn)教育的方式,減少安全事故的發(fā)生,這樣才能從根本上提高施工的有效性,保證施工的有序開展。第五,在施工當(dāng)中會受到諸多因素所帶來的影響,道路橋梁隧道會產(chǎn)生裂縫,其中不僅包括溫度,還包括人工操作,對此在灌漿法應(yīng)用當(dāng)中要對溫度的變化以及人工操作的不確定性加以考慮分析,除此之外還要對灌漿料的質(zhì)量加以嚴(yán)格的要求,避免各類問題的發(fā)生。
在我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展下,道路橋梁隧道施工水平越來越高,各類新型技術(shù)的出現(xiàn),在一定程度上推動了施工的有效性,其中灌漿法該技術(shù)在不斷研究當(dāng)中趨于成熟化。作為一種輔助技術(shù),可以修補(bǔ)裂縫,起到加固作用,施工技術(shù)人員需要注重安全問題,提高操作技術(shù),避免因人為因素而對隧道施工產(chǎn)生的二次傷害,除此之外,還要嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場的實(shí)際情況,針對性的進(jìn)行灌漿方法,發(fā)揮出灌漿技術(shù)的作用與價值,當(dāng)然,當(dāng)前社會的發(fā)展下,尤其是環(huán)保理念的有效應(yīng)用下,還需對灌漿法進(jìn)行全面研究,實(shí)現(xiàn)功能性的多樣性以及操作的簡單性,這樣才能真正為道路橋梁隧道施工提供基礎(chǔ)保障。