高速公路桥梁施工中注浆技术的应用分析

2018-09-10杨章坤唐昌宁

企业科技与发展 2018年5期

关键词：高速公路桥梁注浆技术施工

杨章坤唐昌宁

【摘要】注浆技术因能加固土体结构的稳定性、施工设备简单、成本低、操作灵活等优势而被广泛应用于高速公路桥梁施工中；加之，注浆技术的不断创新也给高速公路桥梁的长期稳固、安全运行创造了条件。文章主要分析了高速公路桥梁施工中注浆技术的应用要点。

【关键词】高速公路桥梁；施工；注浆技术

【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）05-0147-02

0 前言

近几年来，我国交通事业的发展越来越迅速，高速公路桥梁工程建设规模也越来越大。但是，由于高速公路桥梁施工内容和过程比较复杂，并且对施工技术的要求比较高，所以选择何种施工工艺保证高速公路桥梁的施工质量和延长其使用寿命尤为关键。注浆技术的推广应用，在很大程度上提升了土体自身的稳定性，并且在降低地层渗透系数和含水量方面也同样发挥了积极作用，为提升高速公路桥梁施工质量提供了可能。

1 注浆技术的类别

注浆技术可根据注浆压力、地质条件、浆液等将土体的机理划分为4类：渗透注浆、裂隙注浆、压密注浆及劈裂注浆（如图1所示），具体机理介绍如下。

1.1 渗透注浆技术

渗透注浆主要是指在不改变土体结构压力的条件下，让浆液渗透到土体或岩石的缝隙中，进而将空气、水排挤出来。此种注浆技术对注浆的压力要求较小，通常不会对岩体或土体结构造成影响。此外，渗透浆液在介质中呈均匀扩散状态，主要是通过颗粒胶结来提升介质强度，发挥防渗作用。

1.2 裂隙注浆技术

在溶洞、大洞穴、井巷和采空区等地质环境下进行注浆，大多采用裂隙注浆技术，此种注浆技术主要是在岩土体裂隙或空穴中注入一定量的浆液来达到隔水、止水、填充加固等目的。

1.3 压密注浆技术

压密注浆技术主要是通过对土体钻孔后注入浆液，并用高强度压力将其挤入土体中来达到稳固土体的效果。此种注浆技术通常使用在具有良好排水系统的黏土土层或细砂中。压密注浆技术的应用具有2个优势：一是能够改良、加固地层的同时，将土体内的水分挤走，进而让浆液和土体有效结合，提升土体整体强度；二是能够有效补偿地层的损失，进而抬升地层。

1.4 劈裂注浆技术

劈裂注浆技术大多采用的施工工艺是高压注浆，此种技术主要通过注入稀水泥浆来改善介质的性质，并在注浆压力作用下增加四周土体的压力，使其发生剪切作用，最终形成劈裂裂缝；此时再注入浆液，让其通过裂缝向四周流动，最终形成条状或网状的浆脉结石体。此种注浆技术不会对土体自身物理力学的性能造成影响，能够有效提升土体的承载力及强度[1]。

2 高速公路桥梁施工中注浆技术的应用

某段高速公路桥梁工程的总长度为894 m，设计的时速为120 km/h，桥面的宽度为28 m，车辆的荷载为-20级，挂车的荷载为-120级。本次施工对桥梁工程的质量要求相对较高，加之施工的任务比较繁重，因此经施工单位、设计单位等的研究认证后，决定采用压密注浆技术，以保证施工的经济性及技术性。具体应用方法如下。

2.1 施工前的准备工作

开展压密注浆技术需要用到钻机、泥浆机及注浆机等设备，而这些设备在进入施工现场后应先进行调试，确保其能够正常运转，以保障施工进度。在施工前，施工单位还应携手设计单位对施工图纸进行会审，并结合实际施工环境，对现场进行放样、测量，再确定水准点和导线点，一旦发现设计存在偏差时，应及时修改。此外，为进一步保证施工的效果，在施工前还应确定施工工艺流程，并严格根据工艺流程进行施工，确保注浆的质量。

2.2 钻孔

钻孔前，施工人员应对注浆孔进行放样，控制实际孔位和设计孔位之间的误差；在钻孔前，施工人员应先编制号码，并根据号码依次钻孔。钻孔完成后，将直径为38 mm的注浆射管放入孔内，射管与套管之间可以用砂进行填塞，地表处的孔隙可以用黏土与麻丝进行填塞；填塞后将套管拔出，并通過压浆机注入水泥浆[2]。

2.3 注浆

在注浆前，施工单位和设计单位应根据桥梁工程的实际情况确定注浆的压力，具体可以通过以下公式进行估算：

PO=PW+Pγ=PW+ξγ∑γihi

上式中，PO表示注浆点浆液出口正常注浆的压力，PW代表注浆处的静水压力，Pγ代表被注土体抗注的阻力，γi代表注浆点以上i层土天然的容量；ξγ代表抗注阻力的经验系数。

在注入水泥浆的过程中，应保证其连贯性，不得中断注入，以免影响压浆的效果。此外，注浆时应合理选择注浆的速度。本次研究中的高速桥梁工程主要采用的是跳注的方式注浆，在注浆过程中，应保证相邻的2个孔之间的注浆时间在3 h以上，避免孔与孔之间出现窜浆的情况。

注浆过程中，施工人员应待浆液的表面稳定且无下沉的情况后方可停止注浆，或者是注浆的压力>0.6 MPa且在15 min以内无下沉情况后，再停止注浆；而对于注浆孔周围冒出的水泥浆可以用水泥袋进行填堵[3]。

2.4 封孔

注浆结束以后，施工人员应及时拔出注浆管并留好孔，再使用比例为1∶2的水泥浆进行封孔。拔管时，应遵循分段拔管的原则，且每次拔管的高度应控制在0.5 m以内，确保注浆的效果。

3 高速公路桥梁施工中应用注浆技术的要点

3.1 合理选择浆液的材料

注浆的材料主要有化学、普通材料2类，而材料性质有是由成分、存放的温度、制作的时间及渗透速度等决定的。因此，在选择浆液材料时，施工单位应结合施工现场的地质、工程实际、造价及施工技术因素等综合选择。由于本次研究主要针对的是高速桥梁注浆技术，所以选择浆液材料时，应选择配比高的减水剂、增塑剂及稠密性较高的浆液[4]。

3.2 严密监测注浆的每一道工序

（1）在钻孔放样施工阶段，施工人员应尽可能规避工程支撑结构，在确保通道、桥台之间距离合理的基础上，衡量地质条件、扩散半径的设计情况，并最终确定钻孔的数量和深度。

（2）成孔注浆过程中，施工人员应严格遵循注浆自上而下的原则，且不得使用冲洗液水钻；严格控制孔深，并将其误差范围控制在0.3%以内。

（3）为提升注浆工程的质量，施工人员应通过流量和压力的控制来实现对注浆质量的控制；流量、压力的数值会随时间发生改变；因此，施工单位还应积极引进自动化监控设备，进而全面提升注浆施工的质量[5]。

3.3 强化对施工的质量监理

施工单位应设置监理人员详细记录注浆的时间、水灰比及注浆压力等参数，以更好地把握注浆的效果；同时，为保证注浆的质量，施工人员应严格遵循施工规范的要求，采用间隔压浆方式，提升压浆的效果。

4 结语

整个建设工程中，高速公路桥梁施工的难度较大，注浆技术的应用能够有效保证高速公路桥梁结构的稳定性。但由于高速公路桥梁工程极易受自然环境、施工技术等的影响，所以在应用注浆技术时，应充分考虑施工现场实际情况选择适宜的注浆方式，确保注浆工作顺利开展，进而保证施工质量。

参考文献

[1]李腾.注浆技术在高速公路桥梁施工阶段的运用及技术要点[J].交通世界（中旬刊），2016（9）：84-85.

[2]石峰.高速公路桥梁施工中注浆技术的应用探讨[J].建筑·建材·装饰，2017（12）：80.

[3]张鸿燕.高速公路桥梁施工中注浆技术的应用与实施要点阐释[J].建设科技，2017（13）：127.