公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用
2015-05-29
引言
在我国经济高速发展的今天，公路桥梁隧道作为重要的交通运输承载体，为我国经济发展提供了便利的交通运输条件。伴随公路桥梁工程的数量的不断增加，工程质量问题也是不断发生。为了保证道路桥梁畅通和人们的出行安全，对那些出现问题的交通路段及时进行维护加固是非常有必要的。所说的灌浆法就是科学合理的利用气压、电气化学或者液压的原理，天然的裂缝或者因人为因素产生的孔隙把一些能够固化的浆液注入其中当中，以达到纠正建筑物偏斜、防渗堵漏以及加固强度的目的。从灌浆法的加固目的而言，它可以使得地基土的不透水性增加，防止边坡护岸和桥墩的冲刷，能对整治坍方滑坡更加有效，使得地基土的承载能力得到提高，起到地基加固的作用。从这一点上来说，在桥梁隧道施工中灌浆法有着非常高的利用价值，其在桥梁隧道中的施工与设计有哪些主要问题需要引起桥梁隧道施工人员的重视，下面做一简单分析。
一、工程灌浆方法定义及其目的
灌浆法指的是通过利用液压和气压或者电化学原理，然后在比较高的灌浆压力的作用下，将一些可以固化的浆液注入至不同介质的裂缝中，以达到改善地基的物理和化学性能。通过灌浆加固可以让水泥以及其他的浆液通过渗透、充填以及压密扩展来形成浆脉，进而达到形成浆柱体的目的。浆柱体形成后，便可以通过与压密的地基进行进一步的合成以此形成复合地基，它们之间会进行相互的作用，进而达到控制沉降和提高地基承载力的目的。具体说来，灌浆的目的为（1）防止渗透，保证桥梁和隧道的渗流量，提高桥梁隧道的抗渗透力，降低道路桥梁的孔隙压力，进而提高道路桥梁的质量。（2）能够起到堵漏的目的，可以有效地封堵住孔洞，进而起到堵截流水的目的。（3）加固的目的。灌浆法可以有效提高岩土的力学强度以及变形模量，此外，还可以有效地恢复混凝土的结构并能够有效保证建筑物的整体性，以达到保证施工质量的目的。（4）可以有效治理建筑物的偏斜。通过灌浆法可以使已经产生了不均匀的沉降建筑物得以恢复至原来的位置，从而减少建筑物的倾斜度。
二、公路桥梁隧道施工中所出现的问题分析
（一）裂缝
裂缝是混凝土结构最常见的病害，公路工程也是如此。产生裂缝的原因大多就是混凝土浇筑过程中产生的温度裂缝、收缩裂缝:桥墩不均匀沉降产生的裂缝:预应力混凝土桥梁的裂缝多由于骨料不符合规范要求，含泥量过大或碱集料反应引起的裂缝:混凝土强度不足，振捣不密引起的混凝土碳化裂缝。这些都有可能产生裂缝，严重的会危及工程的使用。
（二）砂浆锚杆锚固力弱
桥梁隧道大量使用普通砂浆锚杆，这类锚杆在实际使用中存在着锚固力难以达到要求的抗拔力。对围岩的锚固效果自然不是很理想。究其原因有以下几点：第一，围岩在钻凿锚杆孔时，孔壁经扰动后，有一定厚度的松散层，虽经钻头冲击挤压后密实度有所提高，但旋转扰动不可避免地会使孔壁土体松动；第二，孔内注入砂浆时，向上倾斜孔无法填注密实，原因之一是无止浆装置。原因之二是注浆工艺的问题，即注浆结束后卸管时存在短暂的浆液泄露，使得锚杆体全长范围难以用砂浆填实；第三，砂浆与土体的粘结力比较差。这是由于土体颗粒间的胶结力差的原因所致，还有孔壁已扰动松散是另一工艺原因。
（三）砌浆脱落
砌浆在工程建设中具有很重要的影响。在公路桥梁隧道施工中，砌浆能够加固墙体的作用，提高墙面的稳定性，还能够起到墙体的美化。如果砌浆脱落的话，就会造成墙体失去了加固的作用，降低了稳定性，安全系数同时也会降低。
这些问题的产生，都是在公路桥梁隧道施工中常常遇到的问题，如果不及时解决和预防，有可能会造成工程的损坏，造成重大的安全事故。所以寻找解决方法至关重要。灌浆法作为一种成熟可靠的加固方法，可以很好的针对这些问题，进行解决。提高工程的质量。
三、公路桥梁隧道病害的治理措施
（一）隧道水害的治理
加强隧道内的水害治理,应首先查明水流形式和水的来源,以及查明地下水是还是裂缝水。当处于围易坍塌、岩破碎地段时,可采取直接向围岩内压浆的办法,当出现较大的涌水量时,可加强化学浆液固结采用的办法,然后再采用隔离措施。当围岩条件很好且水量不大时可以直接对隔离防渗技术采取。不能使得隧道排水沟的排水能力对地下水流量要求满足的时候,路面翻浆冒水,边墙渗漏严重,地下水位比底板、有可能引起土砂流失或仰拱的基面高时,可采取加大、加深排水沟的措施,地下水位降低,基底地下水得到排除,满足排水要求。做好隧道的防水层,目前主要有两种类型防水层,一种是采用套拱加固衬砌新增完善的排、防水方案,一种是在衬砌表面直接增加防水涂层。当原衬砌外有一定的净空空间,且有结构补强需要,可增加套拱,在原衬砌层外与套拱之间新作防水卷材与纵向排水、环向系统,这样可取得良好的整治效果。
（二）隧道冻害的治理
隧道施工时采用弹性防水材料。并使能在本地区最低气温时保持良好弹性,当冻融结束后,弹性性能不变,从而起到抗冻防水的作用。在混凝土拌合物中加入适量引气剂,在混凝土内部产生大量密闭、稳定和均匀的微小气泡,分散了毛细管渗水通道,从而提高了混凝土的抗渗能力,减少内部水分并降低冻害发生几率;微小气泡还可提高混凝土抵抗变形的能力。在隧道地下水丰富区段采用局部注浆的方法,使浆液材料凝固后充满围岩的节理,防止水在裂隙中的流通。
（三）一些特殊情况的处理
桥梁隧道灌浆施工往往并不是一帆风顺，很多施工过程中都可能遇到非常规的操作情况，也就是说特殊情况，这就需要我们采取特殊的措施以解决，保证最终的施工质量。例如，在回填灌浆进行时，在下方灌浆孔，若灌浆回填时因为出现意外中断，就会造成灌浆孔堵塞，为了防止这种情况发生，首先须操作工人做好准备工作，尽量防止其施工过程中中断，若无法避免地发生了中断，一定要尽快恢复灌浆，中断时间不要超过分钟。在灌浆的过程中，要防止大量吸浆的现象发生，这种情况可能导致桥梁隧道的衬砌部位发生渗漏或变形，此时，要及时停止灌浆操作，查明原因，待浆液凝固后再对灌浆恢复，要保证恢复时灌浆速率小，并防止发生其他意外，注意观察。
四、灌浆法加固技术在路桥隧道中的应用
（一）灌浆方案的设计及准备
灌浆操作之前需要做的前期勘测和计算准备很多，详细的准备操作是后期灌浆是否成功的关键，也是灌浆质量的决定因素。其中，具体前期操作包括当地的地质考察，灌浆法的合理选择，前期灌浆实验，灌浆法相关参数的设计与计算，修改确定灌浆整体过程。需要计算和提前确定的参数包括：灌浆法相关标准，根据不同工程选择相应灌浆材料，同时确定相应的灌浆范围，灌浆范围受灌浆半径，钻孔面积以及灌浆材料的流动性影响。另外，灌浆法在公路，桥梁，隧道中有不同的应用方式，比如，若底层强度较低，则可以采用压密灌浆法；若需要处理的是硬质土层，则可以采用劈裂灌浆法；若处理的是砂砾层，则可以采用渗透灌浆法。以上灌浆法可以针对不同施工环境，灵活选择处理，也可以组合使用不同的灌浆方式以达到最优效果。总结来说，影响灌浆效果的有灌浆材料的配比设计，灌浆的操作顺序，灌浆的方式方法。
（二）灌浆施工工艺
灌浆法加固公路桥梁基础有着固定的工艺流程，包括钻孔、安放浆管并立即堵住孔口，搅拌浆，过滤备用，灌浆，等待凝结并在凝结之后进行封孔。
选取直径为89mm的钻头钻孔，当钻头进人勃性土中后用导管保护壁孔，使用捞沙筒取沙成孔，钻入豁性土中。花管外壁包裹软橡皮防止泥沙进人花管。灌浆量要符合设计深度，采用纯压力灌浆的方式，自下而上直至灌满基础，施工结束之后立即进行封孔，24h之后检查，若浆液凝结不够饱满需要采取补浆措施。
现象，较天然未开挖状态增加了65%;隧道山墙处的位移为4.31mm，方向向右，位移特征明显，较天然工况下增加了390%。说明隧道围岩偏压增加，隧道变形裂缝将进一步发展。进一步验证了:随着滑坡稳定性系数的降低，隧道衬砌结构受偏压作用和应力集中现象越来越明显，从而造成隧道变形破坏。
结束语
当下，桥梁隧道施工灌浆法有了比较广泛的应用，而且同时有了较快的发展。这种方法较过去传统的加固方法要先进的多，一是省去了人工挖洞的时间与费用，二是二次换填减少了的施工工程，施工质量坚固得到确保。可以说，这种方法，即具有更好的可操作性，也节约了费用。随着运输建筑业也有了快速发展，建筑行业的不断发展，也得到了提升灌浆法技术，研究人员要坚持不懈地研究，努力创新，拓宽思路，以满足施工要求。
