灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用分析

陈峰

Application of Grouting Method in the Construction of Highway Bridge Tunnels

摘要：文章以高速公路工程实例为依托，对灌浆法在该公路工程路基加固施工中的应用及相关的施工技术要点进行论述。期望通过本文的研究能够为同类工程提供借鉴参考。

Abstract： Based on the example of expressway engineering， this article discusses the application of grouting method in the construction of roadbed reinforcement in highway engineering and the related points of construction technology. It is expected that the research in this paper can provide reference for similar projects.

关键词：灌浆法；公路；路基加固；施工技术

Key words： grouting method；highway；subgrade reinforcement；construction technology

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0190-03

1 工程概况

安徽省沿江高速高速公路工程中的S-07标段，该标段中有桥梁三座，隧道一条，路基长度约为8.25km，在对该标段进行施工的过程中发现，因路基强度较差，局部出现不均匀沉降问题，导致承载力大幅度下降。经过研究之后，决定采用灌浆法对出现不均匀沉降的路基进行加固处理。下面重点对灌浆法在该工程中的应用及相关的施工技术要点进行论述。

2 灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用

2.1 施工方案

针对路基不均匀沉降问题，项目部经过现场勘查和研究分析之后，从技术经济性对各种施工方法进行比选，最终决定采用双液化学灌浆法，对沉降路段进行加固处理，借此来提升路基的承载能力。双液化学灌浆法的主要原材料包括水泥、水及玻璃膨胀剂，灌浆孔的孔径设计为50mm，孔深6.0m，纵向孔间距为2.0m，横向行车道内的孔间距为1.9m，相邻行车道内的孔间距为1.6m，以梅花形进行孔位布设，浆液灌注完毕后，使其均匀分散在路基土体当中，单孔的浆液灌注量为1.6-2.0m3，最终的浆液灌注量以实际为准。灌浆过程中应当随时检查看有无浆液渗漏的情况，若是出现浆液渗漏，必须及时进行堵漏，并对施工工艺进行适当地优化调整。

2.2 施工准备

2.2.1 现场准备 在灌浆施工正式开始前，为确保施工有序进行，应当按照现场的实际情况，做好相关的准备工作，接通施工用水和用电，然后对钻机和灌浆设备进行试运行，保证设备运转状态良好。

2.2.2 材料准备 对于灌浆法而言，材料的质量优劣直接关系到灌浆加固效果，为此，在材料准备环节中，必须确保所有原材料的质量均符合相关要求。

①水泥。本工程中使用的水泥为42.5普硅水泥，初凝时间在3h以上，且终凝时间相对较长，选用的水泥必须质量合格，受潮变质的水泥不得在施工中使用。因单孔浆液的灌注量为1.6-2.0m3，根据浆液的配合比进行计算，单孔的水泥用量约为1.5t左右，水泥用量较大。为此，开工前，進场的水泥应当能够保证2-3d的用量，同时应当做好材料组织，避免待料停工导致工期延误的情况发生。水泥到场后，应当由质检人员进行质量检验，确认合格后，方可进行使用，不合格的水泥应当联系供应商，要求退换货处理。

②拌和水。拌制浆液的水，应当符合相关规范标准的要求，如果使用的是饮用水，则不需要进行水质检测，若是其它水，则应进行水质监测，确认合格后方可使用。

③水玻璃。选用的水玻璃产品应当符合国家质量要求的模数，即2.4-3.2，密度应当控制在1.4-1.46g/m2。

2.2.3 技术准备 依据本工程的特点，对各种资料进行收集整理，并编制合理可行的施工方案，制定技术管理措施，为施工顺利进行提供保障；开工前，应当组织相关人员对国家现行的规范标准、操作规程等进行学习，确保施工严格按照规范标准的固定要求进行；对参与施工作业的人员进行安全技术交底。

2.3 确定浆液灌注参数

2.3.1 灌浆压力 在灌浆施工的过程中，浆液的灌注压力是确保灌浆施工质量的关键因素，过大或是过小的压力都会对灌浆质量造成影响。若是压力过大，会对原有的路基结构造成一定程度的损坏，导致路面被顶起，浆液会沿着路基中的薄弱部位冲出路基，这样无法达到灌浆加固的目的。而压力过小，会造成浆液无法流向预计的范围，由于达不到扩散范围的要求，会形成空白区，这个区域因没有浆液，所以达不到加固的效果，这样会对整体的灌浆质量带来影响。故此，在灌浆过程中，必须对灌浆压力进行严格控制，本工程通过试灌浆，确定出最佳的灌浆压力为1.0-1.2MPa，现场灌注时，可按照实际情况，在这一区间范围进行调整，缓慢灌注浆液，控制好灌浆压力，从而使灌浆质量得到有效保障。

2.3.2 浆液配比 本次施工中使用的水泥为强度等级42.5的普硅水泥，试验室给出的配比为水泥：水：水玻璃=1：1：0.025，拌制浆液时，必须严格按照该配比进行。

2.3.3 灌浆孔的直径与深度 本工程中，灌浆孔的直径设计为50mm，灌浆孔的深度设计为6.0m，通过对钻杆的钻进深度对灌浆孔的深度进行控制。

2.3.4 输浆速度 输送浆液的管道流速应当控制在1.4-2.0m/s。

2.3.5 胶凝时间 浆液的胶凝时间应当不超过1min。

2.4 施工工艺流程

在对路基沉陷进行灌浆加固的过程中，为确保施工有序进行，作业人员应当了解具体的工艺流程，这是加快施工进度的重要前提。灌浆法的施工工艺流程如图1所示。

2.5 灌浆施工技术要点

2.5.1 孔位钻进 为确保成孔质量，本次钻孔施工采用的是隔排跳孔的钻设方法，具体的施工技术要点如下：钻机就位，并对钻头进行调整，使其对准孔位，钻头与孔位之间的最大允许偏差不得超过50mm，一旦超出容易造成孔位偏离，钻杆的垂直度偏差最大不得超过1%，开始钻进时，应当对钻孔的垂直度进行经常校核，确保钻孔垂直，防止孔位偏斜；为避免钻孔施工过程中对原路基造成破坏，成孔孔径应当尽可能小，并且不宜采用湿法钻进，而是应当选择干钻法进行施工，如果用湿法钻进，则会使路堤受到浸泡，由此会使路基结构受损，从而带来不必要的麻烦；采用潜孔锤进行引孔，随后将内径40mm的镀锌管打入到土体当中，作为灌浆口。

2.5.2 灌注浆液

①浆液制备。按照试验室给出的设计配合比，使用专用的浆液搅拌机进行浆液拌和。为确保拌浆材料的用量准确，应在拌制前，对称量容器进行标定，计量的允许偏差不得超过5%，添加剂计量的允许偏差不得超过1%。将配制好的水玻璃浆液与水泥浆液放入搅拌式贮浆桶内备用，需要灌注浆液时，开启灌浆泵，在两条管路上同时接好Y型接头，从孔口将浆液灌入孔底。

②灌注。开始灌注前，先将灌注区围起来，随后在中间进行灌浆挤密，先灌注路肩，再灌注行车道，按照这样的顺序进行灌注，可以提升灌浆质量。在同一个加固范围内，应当下对外圈的孔位进行灌注，然后再对内圈的孔位进行灌注，应当先加固，后抬升，以孔位间隔交替的方法对浆液进行灌注，由此能够避免浆液从附近的孔中流出；灌注时，应当对下沉最严重的孔位先进行灌注，然后再灌注下沉量较小的孔位，要确保灌浆过程中供浆连续，从而保证浆液的灌注量达到要求；当浆液的灌注压力达到最大压力的2倍后，且无法再灌入浆液时，便可停止灌浆，同时压入清水，拆除灌浆管，并对设备进行冲洗。

③封孔。灌浆完毕后，应使用水泥混凝土对灌浆孔进行封堵，避免浆液流失，封孔后的孔口高度应当与路表面平齐。

2.5.3 检测验收 孔位灌浆后，应当进行物探检验，通过对浆液关注前后物探成果资料进行对比，并结合钻孔取芯的情况，对灌浆加固效果进行判断。灌浆面波速度曲线应当符合表1的规定要求。

2.6 灌浆注意事项

①本次施工中，钻孔方式采用的是冲击钻与回转钻相结合的方法，孔位钻进过程中不得加水，严格按照设计方案中给出的钻孔深度钻至设计位置，机械钻进的角度及灌浆深度均应当与设计要求相符。

②钻孔的方向及深度均应当与设计要求相符，孔位偏差不得超过50mm，开始钻进时，应当确保钻机平稳，钻孔的偏斜不得超过1%，孔径的允许偏差为±5.0mm，为确保成孔质量，应当始终保持中速钻进，若是遇到质地比较坚硬的岩土层，则应放慢钻进速度，以免造成卡钻的情况。

③孔位应跳孔施钻，跟孔灌浆，不得全部钻孔完毕后，再进行灌浆，这样可以有效防止孔位串浆的情况发生，同时还能减轻清孔工作量。灌浆时，必须先将两种浆液混合，然后再进行泵送，要控制好浆液的制备質量。若是浆液灌注的过程中出现压力骤然升高的情况，或是浆液量突然增大，应立即停止灌注，并及时查明原因，采取有效的措施解决处理后，方可继续灌注；当灌浆时出现串浆现象时，若具备灌浆条件，可以同时进行灌注，必须一台泵灌注一个孔位，如果无法同时进行灌注，则应将一个灌浆孔堵住，待另一个孔位灌浆完毕，对串浆孔进行冲洗后继续灌注。浆液灌注过程中，应当保持连续，尽可能不要中断，若是因为一些特殊情况导致灌浆中断，应当尽快恢复，间隔时间不得超过浆液的初凝时间。

④各个孔位浆液灌注量应当按照具体的地质情况进行确定，当单孔连续灌注的浆液量过大时，应当予以注意，并进行现场勘查，找出问题的原因，进行处理。

⑤当灌浆孔钻设完毕后，应当及时将灌浆管埋设好，止浆塞应当设置在路面结构层以下，这样可以避免浆液渗入到路面结构层当中，对路面结构造成破坏，具体的埋设深度可以按照铣刨方案进行确定。

⑥当灌浆完毕后，应当及时将灌浆孔封堵好，并确保封孔口的高度与路表面平齐。

3 结论

综上所述，公路桥梁隧道施工是一项较为复杂且系统的工作，受到一些因素的影响，导致公路路基常常会出现不均匀沉降的现象，由此使得公路的使用性能大幅度降低。为解决这一问题，必须采取合理可行的技术措施。本文依托工程实例，对灌浆法在公路桥梁隧道工程路基沉降加固处理中的应用进行论述，结果表明，通过灌浆加固，可以使路基不均匀沉降问题得到解决，路基承载力大幅度提升，延长了公路的使用寿命，由此可见，灌浆法具有一定的应用价值，可以在公路工程中推广使用。

参考文献：

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