灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用

李毓梁

（中铁二十二局集团第一工程有限公司，云南 昆明 652108）

桥梁隧道工程属于一种特殊的交通运输工程，由于其特殊性，在施工过程中存在着许多不可预知的因素，如人为失误、天气问题、地质问题等。桥梁隧道施工过程中，容易产生裂缝，影响工程质量和安全，因此，应选择合理的施工技术，确保工程质量。灌浆法是一项比较成熟的加固技术，应用这种技术可有效解决裂缝现象。

1 灌浆技术概述

1.1 灌浆技术概念

灌浆技术是指通过强大的压力（气压、液压）向建筑物（桥梁隧道）裂缝推入灌浆材料，填补裂缝，从而提高建筑物的稳定性。将这种灌浆材料填入建筑物中，可以形成浆柱体，巩固地基，保证建筑工程质量。

1.2 灌浆技术特点

（1）在桥梁隧道施工中，采用灌浆技术，将灌浆材料填充建筑物内，可提高地基的稳定性，防止地下水渗漏。（2）采用灌浆技术，可提高建筑材料的抗渗性能，减少渗透量。（3）在灌浆材料的灌注过程中，可对建筑材料进行加固，进一步巩固桥梁隧道。（4）当建筑物发生沉降时，也可采用该技术及时补正沉降部位，促进沉降部位恢复，为保证桥梁隧道施工质量提供了保障。

1.3 灌浆技术加固原理

灌浆技术的加固原理主要体现在建筑物一旦出现裂缝，可通过压力向裂缝中推入灌浆材料，从而有效地填补建筑物裂缝。填充时，应严格执行相关的规定和标准，避免因填充、注入不规范而引起建筑物渗漏的现象。如果没有按照规范进行操作，该技术的应用价值就不能充分体现。当灌浆材料被灌注到裂缝中后，材料会自动地与建筑物的裂缝脉络相结合，实现有规则的流动，从而形成浆柱体。灌浆材料的注入可显著提高桥梁隧道等地基的稳定性能。

2 灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用

2.1 灌浆技术

灌浆技术可分为多种，桥梁隧道施工可根据实际需要选择合适的灌浆技术。在桥梁隧道施工中，应充分考虑施工队伍的实际能力和施工地理环境等因素，从多种灌浆技术中进行选择。

2.2 灌浆材料

应根据有关标准严格控制灌浆材料的选择，选用符合要求的灌浆材料，施工现场应避免引进不符合要求的灌浆材料。灌浆材料如不符合质量标准，不仅不能体现该项技术的价值，而且会影响桥梁隧道施工的效率和质量。

2.3 灌浆压力

采用该技术时，要严格控制技术形成的压力、形式，避免因压力问题而导致灌浆速度不合理。实践表明，灌浆速度过快或过慢都会影响灌浆及桥梁隧道的施工质量。所以，在桥梁隧道应用灌浆技术时，必须合理控制灌浆压力。但在实际施工中，由于客观存在种种意想不到的因素，灌浆压力受到影响。灌浆压力与选用的灌浆材料、技术、地理条件等有关。因此，在控制灌浆压力的过程中，应考虑实际工程的特点和工程项目的地理环境。若桥梁隧道的地基较浅，则相应的灌浆压力稍小。

2.4 控制灌浆材料扩散和覆盖面积

实际应用中发现，灌浆技术中存在大量的扩散现象，必须控制扩散半径。当灌浆材料进入裂缝后，便能自由流动，此时一定范围内的区域都将被覆盖，覆盖面积的大小关系到施工的效率和质量，同时，也直接影响施工的经济效益。通常认为，灌浆时间、压力共同决定了灌浆材料的扩散范围和覆盖面积，因此，严格控制灌浆时间、压力至关重要。当灌浆压力、时间均不符合规范时，应及时采取有效的补救措施，以保证灌浆质量及桥梁隧道的施工。

2.5 合理控制凝固时间

施工完毕后，需要等待灌浆材料凝固。要合理控制凝固时间，既要有稳定的凝固点，又要根据桥梁隧道的施工需要和条件添加适当的催化剂，应准确计算合理的凝固时间，最大限度地减少灌浆材料的凝固时间，保证灌浆材料在合理的时间内凝固。

2.6 二次灌浆

灌浆作业结束后，还要进行二次灌浆。桥洞灌浆作业中需留出适当的预留孔，以满足后续地脚螺栓操作的需要，通过预留孔进行二次灌浆，水泥浆与其他灌浆材料配合，充分填满表面空隙，安装底座。另外，稳定地脚螺栓也有利于设备的安装。与一次灌浆相比，二次灌浆的牢固性较差。二次灌浆时，连续灌浆时可从相邻两面或预留孔的其中一面进行，不可四面同时进行。第二次灌浆时，需控制灌浆时间在合理范围内。

2.7 灌浆量

一般选择灌浆量按灌浆对象土量的20%计算，也可根据现场的实际情况进行相应计量，不论如何计算，最终的目的都是灌浆必须饱满，填实地基。

2.8 灌浆结束标准

在规定的灌浆压力标准下，要求孔段吸浆量小于0.6L/min时，继续灌浆30min即可结束灌浆；当孔段单位吸浆量大于理论估计值时，也可结束灌浆。

2.9 浆液扩散半径的确定

鉴于墩台基础地质具有均一性差、孔隙率、渗透系数变化较大等特点，在进行具体灌浆施工时，理论公式计算的浆液扩散半径不合适，根据大量经验数据暂且将浆液扩散半径定为1.5m，具体数值由现场灌浆试验后进一步确定。

3 灌浆技术在桥梁施工中的应用

灌浆施工的关键在于前期准备工作的落实。筹备工作主要包括反复检查灌浆设备，确保设备运行状态良好；检查灌浆材料，并根据灌浆施工的实际需要检查灌浆压力，确保压力符合要求，合理确定灌浆压力值，控制灌浆的覆盖面与扩散面。

在施工中，应严格按照有关计划和规定落实灌浆操作。支护不牢固、隧道存在石块松动等问题都是实际施工中容易出现的问题，一般可通过灌浆技术来处理。但在整个灌浆施工过程中，必须严格按照规范要求进行，使灌浆技术能充分发挥其应有的作用，解决桥梁隧道工程施工中存在的问题。首先，在成孔作业环节，如成孔中有粉状土，则需选用吸管吸出。其次，成孔作业结束后，将灌浆管插入孔内，同时封闭孔口，防止灌浆管内进入杂物。灌浆管插好后，注浆机就位。该环节的施工重点是综合考虑桥梁施工的地理条件，一般情况下应将注浆机放置在平坦的地方，以保证注浆机能平稳地工作。正式灌浆时，需合理配比灌浆材料，将其搅拌均匀。灌浆作业应严格按照规范进行，当灌浆材料注满时，应立即停止。最后，通过以上工作，在完成灌浆作业后，必须密封灌浆口。

在实际操作中还有许多问题需要注意，如对隧道存在支柱不稳定或石块松动等情况进行精准定位，具体分析隧道施工地形条件及施工过程中存在的问题，选择合适的灌浆材料及灌浆方式，科学制定灌浆施工技术，合理确定灌浆材料配比，严格按要求进行搅拌，保证所使用灌浆材料的各项参数均符合要求。灌浆施工应按计划进行，保证整个灌浆施工的规范化发展。

4 案例分析

4.1 工程概况

某桥梁形成了49m+4×60m+50m主桥跨度,为预应力混凝土结构，连续箱梁、河道、主桥横跨河堤中共有4个桥墩。经实地考察和分析，决定采用压密灌浆法对河堤两岸桥墩上下游100m范围内进行防渗处理。

4.2 施工工序

4.2.1 布孔

配合外钻孔的位置放线设计，并逐一确定孔位，用钢筋标号，对孔位进行统一编号，将偏差控制在2cm以内。

4.2.2 地质钻机布置

根据图纸要求，钻机布置在桩孔的位置时，应合理确定桩孔中心和钻杆。

4.2.3 钻孔

经过综合各方面的考虑，决定采用XVL-50地质钻机钻孔，钻孔直径为100mm。精确定位孔位后，在已确定的孔位上移动钻孔机，对机架、机座进行校正，协调钻孔中心、钻杆轴线，确保偏差在50mm范围内。

4.2.4 安装注浆管

根据施工设计和施工图纸，对预设的地层进行注浆，为避免泥沙堵塞喷嘴，可采取喷淋水处理措施。

4.2.5 喷射灌浆

根据施工设计要求，选用高压摆喷，单排间距为1.5m，厚度为0.2m。根据桩底标高和钻孔实际情况，合理控制高压喷管深入钻孔深度。在此期间，还需要对管路进行相关的检查工作，检查的内容应包括喷射方向、流量、气压、浆压、水压等。喷射设备启动后，应结合浆液返浆情况，合理确定提升速度。当喷管达到钻孔孔深时，需要做好以下工作：一是灌入水泥浆液（水泥浆液是预先配制的）。二是对空气、水进行压缩。三是为了使喷浆达到底线，必须提升喷杆，根据规定值确定泵压，并与孔口回浆保持1.25的比例，以防止喷射。

4.2.6 浆液回填

高喷结束后，应做好回填工作，避免因浆液折水造成地层上部土体出现空缺。一旦发生这种情况，势必影响工程质量。

4.2.7 冲洗

到达标高后，停止喷射，此时需冲洗注浆管等设备，要对浆泵等设备进行清洗，以洗去水泥浆液，避免注浆管路出现堵塞现象。

4.2.8 设备移位

灌浆好一个桩孔后，向下一个孔位移动机具，具体可按上述步骤进行。

4.3 压密灌浆施工过程中的质量控制

4.3.1 控制钻孔距离

这一环节的工作重点是确保点号孔排、间距合理，应将孔位、终孔深度的误差控制在2cm以内。在钻孔前，如果发现与其他管线有不协调之处，应尽量避免使用其他管线。如果按照原计划施工，则不需要避开管线，而需与监理沟通，以确定是否移动孔位，并按要求做好实际位置的标记工作。另外，要严格按照要求确定钻孔的倾斜度。

4.3.2 控制施工现场

所需控制的参数主要有浆液材料、压密灌浆参数、故障处理方法等。

4.3.3 控制试喷

进行喷灌作业前，要做好检查、试验等工作，确保各项要求均达到。另外，在实际施工中一定要做好以下工作，确保施工质量：（1）在终孔结束后，需要用新的浆液置换干净的岩粉，这是顺利将压密灌浆灌入管中的关键操作。（2）在中断或完成喷灌操作后，应在第一时间进行清理，避免因浆液凝固而造成不能拨管的现象。（3）确定喷射注浆的最佳时间是喷射注浆管喷嘴达到标高。（4）喷射管拆卸后，应保证搭接长度高出20cm，确保灌浆的整体性、密实度均符合要求。

5 结语

实际应用表明，灌浆技术具有很强的可操作性，该技术不仅能有效地解决建筑物裂缝问题，而且能提高施工效率，节约施工成本。灌浆加固墩台基础是一种简便易行且比较经济的处治措施,避免了传统加固方法因需中断交通后大规模开挖、再进行换填施工而造成的巨大经济浪费,同时，也避免了处理质量难以保证等问题。对沉降不均匀的墩台基础，应优先采用灌浆法进行加固处理。