公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用
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合理的利用氣壓、電氣化學或者液壓的原理，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的裂縫中，以達到改善地基的物理和化學性能。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強度以及變形模量，此外，還可以有效地恢復混凝土的結構并能夠有效保證建筑物的整體性，以達到保證施工質量的目的。（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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裂縫是混凝土結構最常見的病害，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:預應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，砂漿與土體的粘結力比較差。這是由于土體顆粒間的膠結力差的原因所致，還有孔壁已擾動松散是另一工藝原因。
?。ㄈ┢鰸{脫落
砌漿在工程建設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,當出現(xiàn)較大的涌水量時,可加強化學漿液固結采用的辦法,然后再采用隔離措施。當圍巖條件很好且水量不大時可以直接對隔離防滲技術采取。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。當原襯砌外有一定的凈空空間,且有結構補強需要,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,當凍融結束后,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。
?。ㄈ┮恍┨厥馇闆r的處理
橋梁隧道灌漿施工往往并不是一帆風順，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，要保證恢復時灌漿速率小，并防止發(fā)生其他意外，注意觀察。
四、灌漿法加固技術在路橋隧道中的應用
?。ㄒ唬┕酀{方案的設計及準備
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鍵，也是灌漿質量的決定因素。其中，具體前期操作包括當?shù)氐牡刭|考察，灌漿法的合理選擇，前期灌漿實驗，灌漿法相關參數(shù)的設計與計算，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：灌漿法相關標準，根據(jù)不同工程選擇相應灌漿材料，同時確定相應的灌漿范圍，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?？偨Y來說，影響灌漿效果的有灌漿材料的配比設計，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，等待凝結并在凝結之后進行封孔。
選取直徑為89mm的鉆頭鉆孔，當鉆頭進人勃性土中后用導管保護壁孔，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。灌漿量要符合設計深度，采用純壓力灌漿的方式，自下而上直至灌滿基礎，施工結束之后立即進行封孔，24h之后檢查，若漿液凝結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，隧道襯砌結構受偏壓作用和應力集中現(xiàn)象越來越明顯，從而造成隧道變形破壞。
結束語
當下，橋梁隧道施工灌漿法有了比較廣泛的應用，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，施工質量堅固得到確保。可以說，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，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。
