试论公路工程注浆加固方法的应用
2015-05-27
引言
注浆加固方法是岩土工程在施工过程中非常常见的施工方法，主要用来进行建设工程的地基处理。注浆加固方法的操作相对比较简单，同时该技术具有很高的成熟度和可靠性，施工成本也令人比较满意，因此在包括公路工程在内的各个工程领域当中获得了大规模应用。公路工程的施工环境和施工条件类型多样、复杂多变，不均匀沉降的情况也比较常见，采用注浆加固方法具有显著的优势：能够实现公路工程中软弱基础的加固、基础承载能力的提升、基础沉降的降低、边坡滑塌的防治、混凝土板底脱空和混凝土砌体缝隙的填充、结构物偏斜的纠正等。笔者在本文中主要分析和探讨了注浆机械设备在公路工程当中应用的相关情况。
1 公路工程中注浆设备性能分析
1.1 钻机设备性能分析
第一，钻机的外形和重量不宜过大；并且移动要方便，容易对准孔位、方便调整钻孔角度。第二，根据隧道施工地质硬度不均匀的情况，要求钻机动力储备要大，适应范围广，钻进速度尽可能的大，以缩短钻孔工序占用的时间，留给注浆工序使用，满足工期要求[1]。第三，钻机是注浆开孔、钻进、扫孔的机械，但也要能够完成长距离超前地质钻探预报、取芯的任务，以减少更换机具的时间，提高施工效率，具有多功能兼容性[2]。第四，由于隧道内作业环境的特殊要求，通风条件差，因此要求钻机工作的污染尽可能的小，以电动动力为宜，以减少污染源，创造好的施工条件[3]。
1.2 注浆泵性能分析
注浆泵是注浆施工环节中最重要的工具。它要有足够的排浆量，且排浆量的大小可根据需要连续可调，同时还必须产生足够的可调压力，以满足填充地层空隙或间隙的注浆要求，通过准确控制注浆速度和压力使凝胶浆液达到堵水效果的功能[4]。根据不同地质情况，针对不同的水文条件，需要进行具体配置。
1.3 制浆搅拌桶性能分析
采用高速搅拌机将水泥颗粒打碎，使制成的浆液搅拌均匀，其生产能力和注浆泵注浆量相匹配，保证不问断供浆，并配备二次搅拌桶，以满足注浆泵吸管放置位置，再次搅拌均匀，防止浆液沉淀[5]。
1.4 压力表性能分析
在公路工程的注浆施工过程中，需要掌握的众多技术参数。注浆压力是这些参数当中非常重要的参数之一。压力表则能够为注浆施工提供精确的压力参数，并对其进行记录。由于注浆材料是要求在一定时间内凝固的，因此，要求压力表要采用油压隔膜抗震的。除注浆泵本身安装有压力表外，在孔口管尾端也安装有压力表，以记录更准确的注浆压力。
2 公路工程注浆多功能钻孔台车
在整个公路工程注浆设备系统中，多功能钻孔台车是非常关键的大型辅助施工装置，发挥着龙头骨架的重要作用。多功能钻孔台车不仅仅是操作台和钻机机头的支撑平台，还是与注浆管道相连接的作业平台，更是钻孔施工操作人员的主要操作平台。多功能钻孔台车的多功能主要体现在以下几个方面：首先，该钻孔台车能够允许钻机在掌子面平面上以任意的角度、在任意一点进行钻孔作业；其次，多功能钻孔台车还需要作为风枪操作人员的作业平台，并为其提供数量足够的供水系统和供风系统；再次，具备一定的自行能力，为多功能钻孔台车提供必要的机动能力。
多功能钻孔台车主要由八个大部分构成，此八个部分构成了一个完整的钻孔台车，除了基本的钻孔之外，还实现了其他功能，使“多功能”名副其实。这八个部分分别是：门型骨架、固定平台、活动平台、加宽平台、侧平台、供水供风系统、行走设备、电气设备。
门型骨架是多功能钻孔台车非常关键和重要的构成部分。为了更好地解决垂直方向的钻孔作业问题，它上面设置了双层的活动平台，钻机可以在活动平台进行垂直方向的移动，有利于钻机的对位。同时，为了更加方便与简单地调整钻头的水平偏角和仰俯角，安装了能够对钻头起到固定作用的钻杆推进器小型支架，利用该小型支架调节钻头的角度问题，有效解决了钻机钻头角度定位问题；另外该支架还允许在活动平台上左右的水平移动，有利于钻机钻头的水平方向的钻机对位。
固定平台及侧平台，均固定在门架立柱上，主要是为了适应隧道抗水压衬砌的鸭卵形断面，扩大活动范围。行走系统由主动轮组及从动轮组组成，主动轮由电机减速机驱动。供风供水系统为无缝钢管，用法兰与风水管相连。电气系统主要为多功能钻机台车的行走电机提供电源[6]。
3 公路工程注浆设备在应用中的注意事项分析
第一，注浆孔的钻探。注浆加固方法的首要步骤就是要根据设计要求和工程实际情况进行注浆孔的钻探。钻孔的过程中，需要严格遵照预先的设计方案进行，钻孔的方向、直径、角度等均需要高度符合规范和设计要求。在钻孔过程中应该利用钻机进行平行作业。需要注意的是，为了方便注浆管道的埋置，在钻孔过程中需要保证钻孔孔径要适当大于注浆管道的管径。孔径不能够大于管径太多，否则不利于钻孔和管道之间的封阻。钻进结构层的时候需要注意，必须要利用清水钻进；等待结构层钻穿之后达到土层的时候，为了避免因为水的浸泡出现泥浆，导致坍孔，致使钻头抽取后产生闭孔问题，建议改用干钻，不会出现影响注浆管道埋置质量的问题。
第二，科学埋置注浆管道。注浆孔造孔成功之后，为了避免出现坍孔问题或者孔内落入杂质等影响注浆管道埋置质量的现象，应该在最短时间内将预先遵照设计要求制定好钢花管埋设在钻孔内。钢花管的埋设安装要求是，首先，利用地质钻机将钢花管吊起，等待钢花管完全垂直后之后，将其慢慢地放入到垂直的钻孔内部。下放的过程中为了防止搅动地基层，导致钢花管压浆嘴丝口与透明胶的损坏，必须要确保钢花管不出现锤击、偏斜等问题。在安装钢花管的过程中，一切操作均需要严格依照设计方案的标准和要求，如果钢花管的长度超过8米，则必须要分节安装；为了方便压降头的安装，钢花管应该露出地面至少要超过5厘米；为了压降过程中因为压力过大导致嵌缝处出现冒浆问题，应该利用水玻璃将注浆嘴与搭板的嵌缝部分进行封阻处理。
总之，注浆加固方法的操作相对比较简单，同时该技术具有很高的成熟度和可靠性，施工成本也令人比较满意，同时能够实现公路工程中软弱基础的加固、基础承载能力的提升、边坡滑塌的防治等效果。
