公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用
2015-05-29
引言
在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，公路橋梁隧道作為重要的交通運輸承載體，為我國經(jīng)濟發(fā)展提供了便利的交通運輸條件。伴隨公路橋梁工程的數(shù)量的不斷增加，工程質(zhì)量問題也是不斷發(fā)生。為了保證道路橋梁暢通和人們的出行安全，對那些出現(xiàn)問題的交通路段及時進行維護加固是非常有必要的。所說的灌漿法就是科學(xué)合理的利用氣壓、電氣化學(xué)或者液壓的原理，天然的裂縫或者因人為因素產(chǎn)生的孔隙把一些能夠固化的漿液注入其中當(dāng)中，以達到糾正建筑物偏斜、防滲堵漏以及加固強度的目的。從灌漿法的加固目的而言，它可以使得地基土的不透水性增加，防止邊坡護岸和橋墩的沖刷，能對整治坍方滑坡更加有效，使得地基土的承載能力得到提高，起到地基加固的作用。從這一點上來說，在橋梁隧道施工中灌漿法有著非常高的利用價值，其在橋梁隧道中的施工與設(shè)計有哪些主要問題需要引起橋梁隧道施工人員的重視，下面做一簡單分析。
一、工程灌漿方法定義及其目的
灌漿法指的是通過利用液壓和氣壓或者電化學(xué)原理，然后在比較高的灌漿壓力的作用下，將一些可以固化的漿液注入至不同介質(zhì)的裂縫中，以達到改善地基的物理和化學(xué)性能。通過灌漿加固可以讓水泥以及其他的漿液通過滲透、充填以及壓密擴展來形成漿脈，進而達到形成漿柱體的目的。漿柱體形成后，便可以通過與壓密的地基進行進一步的合成以此形成復(fù)合地基，它們之間會進行相互的作用，進而達到控制沉降和提高地基承載力的目的。具體說來，灌漿的目的為（1）防止?jié)B透，保證橋梁和隧道的滲流量，提高橋梁隧道的抗?jié)B透力，降低道路橋梁的孔隙壓力，進而提高道路橋梁的質(zhì)量。（2）能夠起到堵漏的目的，可以有效地封堵住孔洞，進而起到堵截流水的目的。（3）加固的目的。灌漿法可以有效提高巖土的力學(xué)強度以及變形模量，此外，還可以有效地恢復(fù)混凝土的結(jié)構(gòu)并能夠有效保證建筑物的整體性，以達到保證施工質(zhì)量的目的。（4）可以有效治理建筑物的偏斜。通過灌漿法可以使已經(jīng)產(chǎn)生了不均勻的沉降建筑物得以恢復(fù)至原來的位置，從而減少建筑物的傾斜度。
二、公路橋梁隧道施工中所出現(xiàn)的問題分析
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裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)最常見的病害，公路工程也是如此。產(chǎn)生裂縫的原因大多就是混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的溫度裂縫、收縮裂縫:橋墩不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫:預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的裂縫多由于骨料不符合規(guī)范要求，含泥量過大或堿集料反應(yīng)引起的裂縫:混凝土強度不足，振搗不密引起的混凝土碳化裂縫。這些都有可能產(chǎn)生裂縫，嚴重的會危及工程的使用。
?。ǘ┥皾{錨桿錨固力弱
橋梁隧道大量使用普通砂漿錨桿，這類錨桿在實際使用中存在著錨固力難以達到要求的抗拔力。對圍巖的錨固效果自然不是很理想。究其原因有以下幾點：第一，圍巖在鉆鑿錨桿孔時，孔壁經(jīng)擾動后，有一定厚度的松散層，雖經(jīng)鉆頭沖擊擠壓后密實度有所提高，但旋轉(zhuǎn)擾動不可避免地會使孔壁土體松動；第二，孔內(nèi)注入砂漿時，向上傾斜孔無法填注密實，原因之一是無止?jié){裝置。原因之二是注漿工藝的問題，即注漿結(jié)束后卸管時存在短暫的漿液泄露，使得錨桿體全長范圍難以用砂漿填實；第三，砂漿與土體的粘結(jié)力比較差。這是由于土體顆粒間的膠結(jié)力差的原因所致，還有孔壁已擾動松散是另一工藝原因。
（三）砌漿脫落
砌漿在工程建設(shè)中具有很重要的影響。在公路橋梁隧道施工中，砌漿能夠加固墻體的作用，提高墻面的穩(wěn)定性，還能夠起到墻體的美化。如果砌漿脫落的話，就會造成墻體失去了加固的作用，降低了穩(wěn)定性，安全系數(shù)同時也會降低。
這些問題的產(chǎn)生，都是在公路橋梁隧道施工中常常遇到的問題，如果不及時解決和預(yù)防，有可能會造成工程的損壞，造成重大的安全事故。所以尋找解決方法至關(guān)重要。灌漿法作為一種成熟可靠的加固方法，可以很好的針對這些問題，進行解決。提高工程的質(zhì)量。
三、公路橋梁隧道病害的治理措施
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加強隧道內(nèi)的水害治理,應(yīng)首先查明水流形式和水的來源,以及查明地下水是還是裂縫水。當(dāng)處于圍易坍塌、巖破碎地段時,可采取直接向圍巖內(nèi)壓漿的辦法,當(dāng)出現(xiàn)較大的涌水量時,可加強化學(xué)漿液固結(jié)采用的辦法,然后再采用隔離措施。當(dāng)圍巖條件很好且水量不大時可以直接對隔離防滲技術(shù)采取。不能使得隧道排水溝的排水能力對地下水流量要求滿足的時候,路面翻漿冒水,邊墻滲漏嚴重,地下水位比底板、有可能引起土砂流失或仰拱的基面高時,可采取加大、加深排水溝的措施,地下水位降低,基底地下水得到排除,滿足排水要求。做好隧道的防水層,目前主要有兩種類型防水層,一種是采用套拱加固襯砌新增完善的排、防水方案,一種是在襯砌表面直接增加防水涂層。當(dāng)原襯砌外有一定的凈空空間,且有結(jié)構(gòu)補強需要,可增加套拱,在原襯砌層外與套拱之間新作防水卷材與縱向排水、環(huán)向系統(tǒng),這樣可取得良好的整治效果。
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隧道施工時采用彈性防水材料。并使能在本地區(qū)最低氣溫時保持良好彈性,當(dāng)凍融結(jié)束后,彈性性能不變,從而起到抗凍防水的作用。在混凝土拌合物中加入適量引氣劑,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量密閉、穩(wěn)定和均勻的微小氣泡,分散了毛細管滲水通道,從而提高了混凝土的抗?jié)B能力,減少內(nèi)部水分并降低凍害發(fā)生幾率;微小氣泡還可提高混凝土抵抗變形的能力。在隧道地下水豐富區(qū)段采用局部注漿的方法,使?jié){液材料凝固后充滿圍巖的節(jié)理,防止水在裂隙中的流通。
（三）一些特殊情況的處理
橋梁隧道灌漿施工往往并不是一帆風(fēng)順，很多施工過程中都可能遇到非常規(guī)的操作情況，也就是說特殊情況，這就需要我們采取特殊的措施以解決，保證最終的施工質(zhì)量。例如，在回填灌漿進行時，在下方灌漿孔，若灌漿回填時因為出現(xiàn)意外中斷，就會造成灌漿孔堵塞，為了防止這種情況發(fā)生，首先須操作工人做好準備工作，盡量防止其施工過程中中斷，若無法避免地發(fā)生了中斷，一定要盡快恢復(fù)灌漿，中斷時間不要超過分鐘。在灌漿的過程中，要防止大量吸漿的現(xiàn)象發(fā)生，這種情況可能導(dǎo)致橋梁隧道的襯砌部位發(fā)生滲漏或變形，此時，要及時停止灌漿操作，查明原因，待漿液凝固后再對灌漿恢復(fù)，要保證恢復(fù)時灌漿速率小，并防止發(fā)生其他意外，注意觀察。
四、灌漿法加固技術(shù)在路橋隧道中的應(yīng)用
?。ㄒ唬┕酀{方案的設(shè)計及準備
灌漿操作之前需要做的前期勘測和計算準備很多，詳細的準備操作是后期灌漿是否成功的關(guān)鍵，也是灌漿質(zhì)量的決定因素。其中，具體前期操作包括當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)考察，灌漿法的合理選擇，前期灌漿實驗，灌漿法相關(guān)參數(shù)的設(shè)計與計算，修改確定灌漿整體過程。需要計算和提前確定的參數(shù)包括：灌漿法相關(guān)標準，根據(jù)不同工程選擇相應(yīng)灌漿材料，同時確定相應(yīng)的灌漿范圍，灌漿范圍受灌漿半徑，鉆孔面積以及灌漿材料的流動性影響。另外，灌漿法在公路，橋梁，隧道中有不同的應(yīng)用方式，比如，若底層強度較低，則可以采用壓密灌漿法；若需要處理的是硬質(zhì)土層，則可以采用劈裂灌漿法；若處理的是砂礫層，則可以采用滲透灌漿法。以上灌漿法可以針對不同施工環(huán)境，靈活選擇處理，也可以組合使用不同的灌漿方式以達到最優(yōu)效果。總結(jié)來說，影響灌漿效果的有灌漿材料的配比設(shè)計，灌漿的操作順序，灌漿的方式方法。
?。ǘ┕酀{施工工藝
灌漿法加固公路橋梁基礎(chǔ)有著固定的工藝流程，包括鉆孔、安放漿管并立即堵住孔口，攪拌漿，過濾備用，灌漿，等待凝結(jié)并在凝結(jié)之后進行封孔。
選取直徑為89mm的鉆頭鉆孔，當(dāng)鉆頭進人勃性土中后用導(dǎo)管保護壁孔，使用撈沙筒取沙成孔，鉆入豁性土中?；ü芡獗诎浵鹌し乐鼓嗌尺M人花管。灌漿量要符合設(shè)計深度，采用純壓力灌漿的方式，自下而上直至灌滿基礎(chǔ)，施工結(jié)束之后立即進行封孔，24h之后檢查，若漿液凝結(jié)不夠飽滿需要采取補漿措施。
現(xiàn)象，較天然未開挖狀態(tài)增加了65%;隧道山墻處的位移為4.31mm，方向向右，位移特征明顯，較天然工況下增加了390%。說明隧道圍巖偏壓增加，隧道變形裂縫將進一步發(fā)展。進一步驗證了:隨著滑坡穩(wěn)定性系數(shù)的降低，隧道襯砌結(jié)構(gòu)受偏壓作用和應(yīng)力集中現(xiàn)象越來越明顯，從而造成隧道變形破壞。
結(jié)束語
當(dāng)下，橋梁隧道施工灌漿法有了比較廣泛的應(yīng)用，而且同時有了較快的發(fā)展。這種方法較過去傳統(tǒng)的加固方法要先進的多，一是省去了人工挖洞的時間與費用，二是二次換填減少了的施工工程，施工質(zhì)量堅固得到確保?？梢哉f，這種方法，即具有更好的可操作性，也節(jié)約了費用。隨著運輸建筑業(yè)也有了快速發(fā)展，建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，也得到了提升灌漿法技術(shù)，研究人員要堅持不懈地研究，努力創(chuàng)新，拓寬思路，以滿足施工要求。
