隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用探析

2020-03-06练远平

工程建设与设计 2020年12期

练远平

（中交路桥华北工程有限公司，北京101100）

1 引言

随着社会经济的迅猛发展，人们对隧道工程质量的要求也越来越高。虽然我国隧道工程施工技术水平提升飞速，但其与新时期对隧道施工的要求依然存在着较大的差距，所以仍需展开更加深入的探究。本文围绕灌浆法加固技术在隧道施工中的应用进行研究，主要目的是提高施工质量，确保隧道畅通使用以及保证人们的安全出行。

2 工程概况

河池至都安高速公路是联系广西桂西北与桂南经济区重要的干线公路，线路全长93.834km，河都高速3 合同段起讫里程桩号为K52+000.134～K71+315，主线全长19.315km。工程主要内容包括路基土石方、桥梁、涵洞通道、隧道以及防护、排水、环保绿化等。其中路基挖方总量8.46×105m3，填方总量2.939×106m3；大中桥共1128.194m/6 座，主线上跨分离式立交桥582.619m/3 座，天桥56 m/1 座。涵洞15 道，通道17 道，圆管涵9 道。分离式隧道9317.5m/6 座，连拱隧道150m/1 座，排水隧道523m/2 座。

3 公路隧道施工中裂缝产生的原因及其形态

隧道在实际施工的过程中，极易在外部环境影响下出现混凝土结构变化，若无法得到及时有效的防治，还会造成混凝土变形与裂缝等后果，进一步降低隧道工程的质量与安全性。首先，施工技术水平不高或某环节控制不严格，使施工与相关标准不符，就会降低隧道内部结构的稳定性，进一步出现裂缝；其次，如果在混凝土浇筑时未能合理控制温度，就会引发收缩问题，从而产生外部裂缝；最后，在隧道施工收尾阶段若出现不均匀沉降的情况，或者是混凝土骨料质量较差，致使含泥沙量较多，就会导致混凝土强度下降，并出现裂缝。

通常情况下，隧道工程的裂缝主要表现为以下几种形态：（1）砌浆脱落。使用砌浆技术能有效加固隧道墙体，使墙面稳定性提升，所以一旦出现砌浆脱落的现象，不仅墙体美观性会遭到破坏，也无法起到应有的加固作用。（2）砌石松动。这种问题在隧道的砌石部位最为常见，由于其会大幅降低公路与隧道的承重能力，所以公路隧道坍塌事故出现的概率也会随之提升。（3）结构裂缝。主要有温度、施工缝、沉降裂缝等形式，通常发生在隧道主体支撑部分，对公路隧道使用性能的影响是决定性的，若不能确保此方面的施工质量，隧道投入使用后的安全性与稳定性也无法得到保证。

4 隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用关键点

4.1 确保前期准备的完善性

使用灌浆法来加固隧道时，施工人员首先需按照标准调配好浆液。一般情况下，浆液以砂子、水泥、黏土以及高分子化学溶液为主要构成，但也可以结合施工的具体要求，选择水泥灰来调配浆液。这是因为水泥灰可塑性较强，成本相对来讲也比较低，对加固质量与成本控制都非常有利，其中的水泥成分可以选择C32.5 的硅酸盐水泥，但应注重煤灰和水泥的配置比例，必须严格控制在1∶4。

与此同时，施工人员还需确保灌注位置选择的合理性。可针对不同的沉降情况，选择最合适的灌浆位置；如果裂缝或空隙的程度较严重，则应适当加大浆液使用量。隧道施工单位还应抽调几个最专业的技术人员，临时组建成灌浆加固施工队，以便灌注施工实际开始前，科学、高效地对电机设备与搅拌车展开实验，同时施工半径测量的准确性也应得到保证。经实践证明，只有掌握准确的灌注半径，才能合理确定灌注深度，进而为隧道工程中灌浆加固技术的应用效果提供更保障。

4.2 选择合适的施工技术手段

在灌浆加固技术应用于隧道施工前，施工人员应保证各区段长度处于50m 之内，且灌浆结束后的封堵效果须达标，与此同时，现场管理人员也要注重对衬砌结构与施工缝的全面检查，并结合实际情况制定漏浆处理措施，二次检查合格后方可注浆。首先，施工人员可采取分次注浆法，过程中应控制首次水灰比为1∶0.5，可从孔底向上持续注浆，注浆压力保持正常即可，上孔溢出浆液后首次注浆结束；其次，首次注浆结束后12h 且质量合格后，就可以开始二次注浆，此时应使用劈裂注浆法，且注重泥浆水灰比应为1∶0.6。通常情况下，注浆压力以≤1.2MPa 为宜，如果发生冒浆或串浆的现象，则应该立即采取防护措施[1]。

4.3 制定合理的技术应用流程

对于隧道施工中灌浆加固技术的应用而言，必须制定合理的技术应用流程，这也是施工质量与加固效果能显著提升的必要保证。施工人员可按照以下5 个步骤进行加固施工：

1）最好能选择90mm 的钻头来钻孔，且钻头必须与钻孔正对，才能使偏离问题得到有效规避，等到钻头钻入粉性土层之后，施工人员即可结合实际情况插入导管，但此时必须时刻注重对钻孔孔壁的保护，充分发挥黏性土的重要作用。

2）对于浆管安装和孔口封堵环节来讲，若想使浆液外流问题得到预防，使用软橡皮质地来包裹是很必要的。

3）在灌浆搅拌的过程中，煤灰、水以及泥沙都必须搅拌充分，否则加固质量也会随之下降。

4）灌浆时施工人员必须严格执行相关规范，随时观测浆液注入过程中的情况，直至灌浆口处的饱满度与密实性达标后，灌浆注入才能停止；浆液在约0.5h 后即可完全凝固，此时再由施工人员密封处理灌浆口。

5）需尽可能提高灌浆口的密实性，从而有效避免漏风问题，施工人员还应在封口1h 后，观察是否存在浆液下沉的问题，如果有，则必须及时进行再次的灌浆处理。

4.4 综合考虑灌浆加固中的其他技术问题

在使用灌浆法加固隧道时，虽然在缺陷处理方面的效果十分显著，但若想使施工质量进一步提升，也要提高对以下几点技术问题的重视程度：（1）如果在钻孔施工中出现突涌情况，则必须暂停施工，采取加压注浆法封堵涌口后再继续；（2）若灌浆压力忽然异常升高，则应用改灌清水或水泥砂浆的方法，使灌浆压力后恢复再进行注浆，但若灌浆压力并未恢复到正常标准，施工人员就需要暂停灌浆来检查是否堵塞；（3）灌浆过程中进浆压力长期过高，砂浆配置比例与浓度就必须立即更改，同时也可采用间歇式灌浆法，将浆液凝胶时间标准作为根据对灌浆停留时长严格控制。

除此之外，在灌浆加固施工中，安全问题也是需要关注的重点。安全技术交底在开工前必须完成，同时应组织施工人员接受关于安全防护技术与安全操作规程的培训；施工设备维护应交由专人负责，确保设备与部件中存在的安全隐患能有效排除，从而在灌浆加固中顺利运行；设备、管路、器具、缝口状态需仔细检查，一旦发现异常或不合格必须立刻修复，另外，注水试验的有效性也应得到保证；施工人员在灌浆加固施工中，需注重相应防护设备的合理佩带，观察到注浆压力异常后，需及时远离灌浆口，使灌浆爆裂伤人事故得到极大的规避。