灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用研究

2023-01-13张尧

建筑与装饰 2022年5期

张尧

山东同舟工程咨询有限公司山东烟台 264000

引言

桥梁隧道是各城市相互连接的交通枢纽，时刻关系着人民日常出行的安全，因此，桥梁隧道的加固防渗问题也一直都广受重视，而合理应用灌浆技术则可以加强桥梁隧道的安全性与稳定性，虽然灌浆技术已经得到了完善，提高了桥梁隧道的承载能力，但相关部门还是应不断督促施工人员加强灌浆技术。

1 公路桥梁隧道施工中常见的问题

1.1 浆液脱落问题

在公路桥梁隧道施工中，浆液是必不可少的施工原材料，且浆液施工的质量将会直接影响整个建设工程的施工质量，因此，浆液施工环节是十分重要的。浆液在公路桥梁隧道施工中的作用主要体现在两个方面，一方面为提高工程建设物整体的牢固性，浆液能够覆盖在建筑物表面，帮助建筑物承担一部分自重力及应力，保证建筑物整体的安全性。另一方面，浆液具有美化建筑物的功能，将原本粗糙的建筑物便面覆盖住，促使建筑物更加美观。总体而言，浆液在公路桥梁隧道施工中是尤为重要的，但就目前情况而言，在公路桥梁隧道施工过程中常存在浆液脱落的问题，致使整体施工质量大幅度降低。

1.2 裂缝问题

据笔者调查研究显示，裂缝问题是公路桥梁隧道施工中最常见的问题，同时也是危害性最大的问题之一，一旦裂缝问题未能够及时处理，则会导致裂缝越来越大，建筑物整体结构受到破坏，建筑物刚性、稳定性、荷载力均会受到严重的影响，这大幅度降低了建筑物使用的安全性。公路桥梁隧道施工中常出现裂缝的部位在于桥墩、桥台等位置，起初，裂缝以裂纹的形式产生，并伴随着时间的推移，裂纹加深、加宽形成裂缝，从而影响到公路桥梁隧道的稳定性与安全性。

2 桥梁隧道施工中应用灌浆技术的重要作用

通过上文分析可知，浆液施工在桥梁隧道施工中是尤为重要的施工环节，但由于建筑长期暴露在外界环境中，自身既要承受车辆与山体的碾压，也要承受环境因素的侵蚀，因此无论是桥面结构还是隧道内部结构，都会出现不同程度的开裂与脱浆情况，影响着桥梁的使用安全。细小的裂缝在一开始出现时并不会引起注意，但随着时间的推移，裂缝就会慢慢变大，必须立刻对其进行修补处理，否则就会直接导致桥梁与隧道的坍塌，而脱浆则是会影响桥梁隧道的美观与承重部位的厚度，因此应对其进行科学合理的灌浆，进行修补工作，及时避免开裂与脱浆对桥梁与隧道的日常安全造成进一步的影响。

灌浆技术合理应用于桥梁隧道的施工中，可以充分发挥其堵漏的作用，填补一些因各种因素出现的孔洞，增强建筑内部的密闭性，让渗水性大大降低，避免过量渗透对建筑内部结构造成损害，还可以起到非常明显的加固作用，增强建筑的承载能力，恢复建筑随着时间慢慢破坏的结构，同时灌浆技术还可以修复建筑在使用中因车辆、山体等因素而出现的结构偏离状况，恢复地基的不均匀沉降出现的建筑下沉、地基偏移，全方面增强建筑的安全稳定性，为人民出行的生命财产安全提供保障。

3 灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用措施

3.1 设计灌浆方案

在进行灌浆施工前，施工人员应对施工区域进行详细的实地勘测，并收集施工场地周围的环境、温度、水文等数据信息，重点对建筑的具体情况进行考量，如桥墩的位置、宽度，与河岸的距离及深度，计算桥墩的承重能力与工程预期效果，依此确定灌浆施工的整体设计思路，同时预估灌浆施工中会出现的各项问题，认真分析比对计算数据，确定施工的整体范围以及对周围环境与道路的影响。

在公路桥梁隧道的灌浆施工中，施工人员应按照设计人员的方案进行针对性的施工处理，在充分勘察地质条件与建筑情况后，施工人员对于有较低强度的地方应使用压密灌浆法，对于较硬的土层可以使用劈裂灌浆的方法，合理挑选方法进行施工才可以确保工程的有效性[1]。

3.2 施工准备工作

在制定好完善的施工方案后，就应该开始进行施工的准备工作，首先应对建筑缝隙间的灰尘进行清除，确保缝隙的干净无杂质，为灌浆施工铺设前期基础。在设备方面应准备高喷台车、钻孔机、地质钻机、空压机、高压水泵以及喷枪等，各种设备的型号应按照具体的施工实际情况以及图纸的要求来选择，不可盲目配置设备，以免对后续工作带来影响。

一般的灌浆液为普通水泥，不过需要注意的是应保证水泥存放有序，并严加管理，一旦水泥材料过期或受潮，都应进行报废处理，不可在灌浆施工中使用，也不可能堆叠。选购时应按施工要求来严格选购，不可贪图便宜缩减成本，杜绝使用不合格的水泥，另外在材料加工时，也需要进行科学操作，严格按照施工方案设计的要求进行物料添加，严格落实各项工序，确保工程质量。之后开始落实施工的调试工作，确定施工孔位，测量孔位的数据，并确定灌浆施工的范围与扩散距离，并反复验算测试结构，提升施工效果，保证施工各项流程的有力开展。

3.3 喷射灌浆与浆液回填

在施工过程中应严格按照各项工序的要求进行施工，注意孔位的误差，并将钻机对准孔的中心，保证钻机与钻孔在一条直线上。在进行高压喷灌时，应具体按照实际情况与桩底高度进行喷灌，并严格控制喷管与钻孔的深度，确保各管路的封闭情况，检查设备的压力与流量情况，对照标准位置进行施工。

启动设备后应等待返浆情况，再提升喷灌速度，此时应进行连续喷灌，保证机械设备的运作稳定，同时及时制备好水泥浆液，详细核查喷灌的各项成分，在泵压升到规定值以上时才可以停止喷射，期间要保证喷灌压力在一定的范围内。

喷灌完毕后应及时进行回填，减少地层中浆液产生的析水现象，以免引发土体内部结构空缺，对周围环境造成更大的损害。在灌浆工作结束后，应仔细检查浆液的凝固性，确保浆液不会回流，此时可进行设备的冲洗工作，避免管路被浆液堵塞，再利用水泥来将灌浆孔位进行封堵密闭

4 灌浆技术在桥梁隧道施工中应用中的安全管理

4.1 合理安排施工环节

桥梁隧道施工中的灌浆技术普遍都存在工序多、工程复杂、难度较高等特点，因此在施工中应进行合理的安全管理，确保工程效果。首先应安排合理的施工环节，做好对施工机械、设备、材料与环境的有效勘察，并确保各环节的安全性，其次应结合施工实际情况与方案设计进行工序上的管理，合理按照测量、孔位布置、安装设备、试验、送浆、返浆、回填、封闭的顺序，并在各项工序中落实安全管理制度以及人员考核制度，分别设立负责人，对每项环节进行监督，监督设备的日常维护以及施工人员的安全操作，更加确保施工的安全性。

4.2 制定完善的安全管理措施

在施工中，应合理制定各项管理制度，按照国家统一规定标准与相关部门的要求，结合施工实际情况与操作技术规范，制定出一套完善的健全的管理制度，并进行上报，只有在审批落实并有力执行后才可以开展各项施工操作。

施工单位应加强对管理制度的宣传，让施工人员以及管理人员都明确责任，对各项条例进行理解，督促相关人员遵照管理条例进行工作，确保施工总体环节符合操作要求。同时也应设立一定的奖惩制度，加强施工人员的印象，在材料选购时应监督选购人员严格挑选材料，不可使用未达标的材料进行施工，在施工中应严格要求施工人员认真遵守设备操作准则，不可凭借记忆来操作设备，提升操作的安全性，之后在日常管理时应督促相关人员进行设备维护，对各个设备进行全面检查，不可抽查，及时对老化设备进行修复。

4.3 特殊情况的应急处理

桥梁隧道的施工普遍都会存在一定的安全隐患，因此管理人员应在施工现场进行全面监督，并及时发现并排除潜在威胁，提升施工安全性。在平日中应积极开展对于施工人员以及管理人员的培训教育，加强施工人员的安全操作意识、施工技术水平，也要加强管理人员的责任意识与安全意识，提升管理人员的专业技术水平，确保管理人员可以面对任何突发情况，并用合理手段进行解除，同时也应制定一套完善的应急处理措施，保证施工在任何环境、任何情况下都有应急处理的预制方案[2]。

5 灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用研究

5.1 工程概况

为了更好地分析灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用，本文以某道路桥梁建设工程为例，该工程桥梁主跨度为49m+460m+60m。该工程选择的施工工艺为现代应用效果较好的预应力混凝土施工工艺，桥梁为预应力混凝土结构，桥梁中累积有4个桥墩。该工程为例保证桥梁的安全性与实用性，选择使用压密灌浆法，对河堤两岸桥墩上下游100m内进行防渗处理，以进一步提升桥梁整体的牢固性与稳定性[3]。

5.2 施工工序

为了保证灌浆施工的效果，综合考察本工程的实际施工情况及桥梁预计的使用情况，该工程选择使用化学浆料为主要的灌浆材料，这是由于化学浆料具有良好的防渗、防漏效果。本工程的施工工序为布孔、地质钻机布置、钻孔、安装注浆管、灌浆、冲洗和设备位移。在进行布孔工作时，首先需要进行放线工作，根据钻孔的位置逐一确定孔位，孔位确定之后，需要记录孔位的位置信息，并对孔位进行编号，在孔位附近放置钢筋用以标记；在进行地质钻机的布置时，需要根据工程施工设计图纸的要求，将钻机布置在桩孔的位置，并保证钻杆与孔桩的中心在一条垂直线上，从而才能够保证钻机能够正常的进行工作；本工程选择的钻机为XVL-50地质钻机，在进行钻孔前，需要先提前布置好钻孔现场，根据孔位的布置情况合理的额调整机架、机座的位置，保证钻孔中心、钻孔轴线的偏差小于50mm，进而才能够保证钻孔施工质量，在钻孔工作时，需要钻机在机架上移动至各个孔位，在保证钻孔机使用安全性的同时也能够提升钻孔效率；钻孔完成后，实施安装注浆管的工作，在安装注浆管时，需要根据施工图纸要求进行注浆，采用喷淋水处理措施保证注浆质量，避免泥沙赌赛喷嘴致使喷嘴流通性降低的情况发生，从而保证注浆工作能够有序进行；本工程采取的灌浆方式为喷射灌浆法，利用高压摆喷进行灌浆，根据实际施工要求合理调控喷射方向、流量、气压、水压等，喷射速度需要逐渐递增，孔口回浆与泵值需要保持1.25比例；灌浆喷射结束后，需要进行浆液回填，进行浆液回填的目的是避免由于灌浆喷射施工质量不佳或其他干扰因素的影响导致土体出现空缺从而影响施工质量的局面出现，在进行浆液回填时，需要浆液匀速灌入，并保证回填浆液的原料与灌浆原料抑制；回填结束后，需要对注浆管、浆泵等设备进行清理，清理表面杂质及水泥浆液，避免出现堵塞情况影响后续工程的使用；冲洗结束后方可进行下一个孔桩的灌浆施工，将设备移动到下一个孔桩的部位按照上述流程继续进行施工。

5.3 压密灌浆施工中的质量控制

在进行压密灌浆施工是，首先需要合理控制钻孔距离，孔位、孔深度与施工设计图纸要求的偏差不得小于2cm。同时，在进行钻孔之前，需要对现场施工环境进行检查，若发现与其他管线出现不协调之处，需要与监理单位及设计人员进行沟通，确定是否需要移动孔位。在钻孔结束后，为了保证压密灌浆施工整体的施工质量，需要用新的灌浆也置换干净的盐分，同时，需要第一时间清理灌浆管、设备上的灌浆液，避免出现堵塞的情况。此外，在喷射管拆卸后，需要保证塔接长度高处20cm，以保证灌浆的整体性、密实度均符合要求。