*通訊作者:李首衛(wèi),1984年3月,男,漢,陜西榆林人,就職于陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司,中級(jí)工程師,本科。研究方向:公路、橋梁。
摘 要:隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的加快,越來越多的建筑工程項(xiàng)目開始涌現(xiàn),隧道工程便是其中之一。由于人們對隧道工程的質(zhì)量要求越來越高,因此大量的新興科學(xué)技術(shù)被應(yīng)用到隧道工程的建設(shè)中。現(xiàn)階段隧道施工過程中極易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象,難以確保隧道工程的穩(wěn)定性及安全性,故施工技術(shù)人員為降低隧道工程出現(xiàn)裂縫的概率,在施工過程中將灌漿法加固技術(shù)應(yīng)用其中?;诖耍恼聦酀{法加固技術(shù)在隧道工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行了深入分析,以促進(jìn)隧道工程質(zhì)量的提高。
關(guān)鍵詞:隧道工程;灌漿法;加固技術(shù)
一、引言
在隧道工程項(xiàng)目的施工過程中,所涉及的參建單位、人員、工作內(nèi)容等都比較多,在不同的施工環(huán)節(jié)中,需了解相關(guān)施工技術(shù)的應(yīng)用,依次來提升工程項(xiàng)目的工程質(zhì)量。合理選擇施工方法與施工技術(shù),能滿足工程項(xiàng)目實(shí)施需求。比如隧道工程項(xiàng)目的施工過程中,最常用的就是灌漿法加固技術(shù),施工方法簡單,施工效果明顯,目前已廣泛應(yīng)用于對已開裂的結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行加固處理中[1]。在各項(xiàng)工程項(xiàng)目的施工環(huán)節(jié)中,都需要嚴(yán)格按工程項(xiàng)目的施工方案規(guī)范性實(shí)施,從而確保隧道工程項(xiàng)目整體質(zhì)量。
二、灌漿法概述
在隧道的施工中,影響施工質(zhì)量的因素是多種多樣的,主要分為外界因素和人為因素。外界因素和人為因素對隧道施工質(zhì)量造成的影響是不同的,不論是人為因素還是外界因素都有可能導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫,而灌漿法技術(shù)簡單來說就是針對這種裂縫采取的一種加固措施[2]。其主要方法就是采用電化學(xué)原理或者是液壓和氣壓的方式來將能固化的漿液倒入裂縫之中,使介質(zhì)的各種物理性質(zhì)得到有效的改善。
灌漿法可以使施工中沉降不均勻而產(chǎn)生的裂縫得以修復(fù),故具有防止歪斜的特點(diǎn);灌漿法可以將流水的裂縫或者是空洞進(jìn)行有效的封鎖,故具有能堵漏的特點(diǎn);灌漿法可以有效地對材料的性質(zhì)進(jìn)行提升并且還能有效地恢復(fù)混凝土受損處的結(jié)構(gòu),故具有加固的作用。
灌漿法防止?jié)B漏的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在能夠有效地對結(jié)構(gòu)物的滲水情況進(jìn)行改善。同時(shí),灌漿法的適用范圍也較為廣泛;灌漿的方式也會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)情況的不同而采用不同的灌漿方式,在實(shí)際的工程施工中,常用到的灌漿方法有滲透灌漿法、壓密灌漿法、電動(dòng)化學(xué)灌漿法和填充灌漿法等[3]。
三、灌漿法加固技術(shù)相關(guān)闡述
(一)灌漿加固法的原理
灌漿加固法能夠利用水泥、黏土、骨料、化學(xué)溶劑及砂礫等多種物質(zhì)按照一定的比例進(jìn)行混合,形成灌漿水泥,然后利用現(xiàn)代化科技設(shè)備將灌漿水泥灌入工程地基中,填補(bǔ)地基中出現(xiàn)的裂縫,從而起到加固的作用。利用灌漿加固法可以有效提高隧道工程的荷載能力,進(jìn)而提高工程的安全性和穩(wěn)定性[4]。
在隧道工程施工時(shí),可以采取高壓灌漿及低壓灌漿兩種方式,漿液順利進(jìn)入地基之后能夠快速填充裂縫,并且在裂縫處形成漿柱,可以快速冷卻凝結(jié),從而加固地基,有效清除病害。
(二)技術(shù)優(yōu)勢
灌漿加固技術(shù)的主要優(yōu)勢有以下幾項(xiàng)。
1. 利用水泥砂漿填充縫隙可以避免隧道工程跑漏問題,這些填充物在凝固之后可以提高整體結(jié)構(gòu)的物理特性。
2. 可以避免工程滲漏,灌漿之后可以填充縫隙從而降低工程主體的滲透性,提高隧道工程的抗?jié)B性。
3. 灌漿法所使用的水泥砂漿要比工程本體強(qiáng)度更高,可以提高隧道工程強(qiáng)度,起到結(jié)構(gòu)整體加固作用,有效消除了隧道裂縫帶來的傷害。
4. 灌漿法可以在一定程度上恢復(fù)因不均勻沉降造成隧洞偏移的問題。
由此可見,在多年發(fā)展中灌漿加固技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟,在隧道工程施工中有著重要意義,可以有效提升隧道的強(qiáng)度和使用安全。
四、隧道施工中裂縫產(chǎn)生的原因及其形態(tài)
(一)產(chǎn)生原因
隧道襯砌在實(shí)際施工的過程中,極易在外部環(huán)境影響下出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)變化,若無法得到及時(shí)有效的防治,還會(huì)造成結(jié)構(gòu)物開裂等不利后果,進(jìn)一步降低隧道工程的質(zhì)量與安全性。究其原因,首先,施工技術(shù)水平不高或某環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)格,使施工與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不符,就會(huì)降低隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,進(jìn)一步出現(xiàn)裂縫;其次,如果在混凝土澆筑時(shí)未能合理控制溫度,就會(huì)引發(fā)收縮問題,從而產(chǎn)生外部裂縫;最后,混凝土骨料質(zhì)量較差,致使含泥沙量較多,就會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降,并出現(xiàn)裂縫[5]。
(二)裂縫形態(tài)
通常情況下,隧道工程的裂縫主要表現(xiàn)為以下幾種形態(tài)。
1. 砌漿脫落
使用砌漿技術(shù)能有效加固隧道墻體,使墻面穩(wěn)定性提升,所以一旦出現(xiàn)砌漿脫落的現(xiàn)象,不僅墻體美觀性會(huì)遭到破壞,也無法起到應(yīng)有的加固作用。
2. 砌石松動(dòng)
這種問題在隧道的砌石部位最為常見,由于其會(huì)大幅降低公路與隧道的承重能力,所以公路隧道坍塌事故出現(xiàn)的概率也會(huì)隨之提升。
五、灌漿法加固技術(shù)在隧道工程施工中的應(yīng)用
灌漿法由于和工程質(zhì)量及行車安全直接掛鉤,因此對操作技藝要求很高,工藝較復(fù)雜,操作步驟十分嚴(yán)謹(jǐn),且在步驟順序上有嚴(yán)格地要求。如果在操作步驟中出現(xiàn)了疏忽,比如出現(xiàn)地面抬動(dòng)、冒漿等現(xiàn)象,那么灌漿技術(shù)就無法在工程中發(fā)揮應(yīng)有的作用,甚至還會(huì)給工程帶來額外的成本消耗和二次返工等等,因此必須要對灌漿過程進(jìn)行嚴(yán)格把控[6]。
(一)準(zhǔn)備工作
灌漿法加固技術(shù)中的灌漿操作,為確保整體的工作質(zhì)量,其較重要的就是前期的準(zhǔn)備工作。
首先,需要專業(yè)人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際勘察,并且把相關(guān)信息數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄,通過對信息數(shù)據(jù)的分析,可對施工現(xiàn)場實(shí)際情況全面的了解與掌握。然后以此為基礎(chǔ),制訂完善的可實(shí)施性施工方案,為后續(xù)工作的實(shí)施提供重要基礎(chǔ)。其次是對施工隊(duì)伍和人員的選擇,需要施工隊(duì)伍中的人員具有專業(yè)技能與綜合能力,在實(shí)施過程中要明確劃分各項(xiàng)工作內(nèi)容與工作職責(zé),使每位施工人員都明確自己的工作內(nèi)容,為工程項(xiàng)目的順利開展與實(shí)施奠定良好基礎(chǔ)。最后,需把相關(guān)設(shè)備提前運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場中,并且要對設(shè)備逐一測試,確保設(shè)備都正常運(yùn)行。在灌漿加固技術(shù)施工過程中,還需要把水泥漿液運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場中。除此之外,還需對施工材料的性能、配合比及相關(guān)參數(shù)要求,結(jié)合工程項(xiàng)目的施工要求,對施工材料提前準(zhǔn)備。只有前期準(zhǔn)備工作足夠充分,才能進(jìn)行后續(xù)其他工作。
(二)選擇合適的施工技術(shù)手段
在灌漿加固技術(shù)應(yīng)用于隧道施工前,施工人員應(yīng)保證各區(qū)段長度處于50 m之內(nèi),且灌漿結(jié)束后的封堵效果須達(dá)標(biāo);與此同時(shí),現(xiàn)場管理人員也要注重對襯砌結(jié)構(gòu)與施工縫的全面檢查,并結(jié)合實(shí)際情況制定漏漿處理措施,二次檢查合格后方可注漿。
首先,施工人員可采取分次注漿法,過程中應(yīng)控制首次水灰比為1∶0.5,可從孔底向上持續(xù)注漿,注漿壓力保持正常即可,上孔溢出漿液后首次注漿結(jié)束;其次,首次注漿結(jié)束后12 h且質(zhì)量合格后,就可以開始二次注漿,此時(shí)應(yīng)使用劈裂注漿法,且注重泥漿水灰比應(yīng)為1∶0.6。通常情況下,注漿壓力以≤1.2 MPa為宜,如果發(fā)生冒漿或串漿的現(xiàn)象,則應(yīng)該立即采取防護(hù)措施[7]。
(三)制定合理的技術(shù)應(yīng)用流程
對于隧道施工中灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用而言,必須制定合理的技術(shù)應(yīng)用流程,這也是施工質(zhì)量和加固效果顯著提升的必要保證。施工人員可按照以下5個(gè)步驟進(jìn)行加固施工。
1. 最好能選擇相應(yīng)的鉆頭來鉆孔,且鉆頭必須與鉆孔正對,才能使偏離問題得到有效規(guī)避,等到鉆頭鉆入粉性土層之后,施工人員即可結(jié)合實(shí)際情況插入導(dǎo)管,但此時(shí)必須時(shí)刻注重對鉆孔孔壁的保護(hù),充分發(fā)揮黏性土的重要作用。
2. 對于漿管安裝和孔口封堵環(huán)節(jié)來講,若想使?jié){液外流問題得到預(yù)防,使用軟橡皮質(zhì)地來包裹是很必要的。
3. 在灌漿攪拌的過程中,粉煤灰、水以及水泥都必須攪拌充分,否則加固質(zhì)量也會(huì)隨之下降。
4. 灌漿時(shí)施工人員必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范,隨時(shí)觀測漿液注入過程中的情況,直至灌漿口處的飽滿度與密實(shí)性達(dá)標(biāo)后,灌漿注入才能停止;漿液在約0.5 h后即可完全凝固,此時(shí)再由施工人員密封處理灌漿口。
5. 需盡可能提高灌漿口的密實(shí)性,從而有效避免漏風(fēng)問題,施工人員還應(yīng)在封口1 h后,觀察是否存在漿液下沉的問題,如果有,則必須及時(shí)進(jìn)行再次的灌漿處理[8]。
六、結(jié)語
現(xiàn)代快遞運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展得益于高速公路全面而廣泛的鋪設(shè),也因此提供了很好的工作機(jī)會(huì)以及極大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。總的來說,灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用對于提升隧道工程整體質(zhì)量來說有著非常大的幫助,而如何去設(shè)計(jì)灌漿加固技術(shù),需要根據(jù)每一個(gè)工程的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)。嚴(yán)格控制灌漿加固法的每一個(gè)施工流程,需要施工人員掌握施工要點(diǎn),關(guān)注施工過程當(dāng)中的一些注意事項(xiàng),保證工程安全,讓灌漿加固法真正地發(fā)揮效益。
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