隧道施工中灌浆法加固技术的应用分析

潘冬

（中交一公局厦门工程有限公司）

新形势下，为了能够更好地适应社会经济发展的要求，我国的交通运输系统变得越发完善，其中，隧道工程建设规模持续增大，为了满足对隧道施工质量的高要求，隧道施工中的加固技术得到更多的重视。在隧道灌浆加固技术应用的保障下，隧道整体的稳定性和安全性得到显著提升，为保障隧道工程质量作出了贡献。

1 灌浆法加固技术概述

1.1 原理

灌浆法加固技术是一种应用在工程建设领域的加固工艺，基本原理是依照工程的具体情况，配置好浆液，利用气压、液压或者电化学的方式，确保浆液能够被有效地灌注到缝隙中，借助浆液的固化来提升结构稳定性。灌浆法加固技术本身的施工操作简单，但是在实践中也需要做好施工控制，避免盲目施工的行为。需要技术人员确定好裂缝的位置和宽度、深度等，合理确定施工顺序和灌浆压力[1]。

1.2 分类

1.2.1 渗透灌浆加固

工程施工中，经常会遇到复杂的地基情况，此时可以采用渗透灌浆的方法进行加固处理，这种方法适用于隧道裂缝、岩土裂缝等龚琳娜概况。如果基础加固的施工环境恶劣，同样可以选择渗透灌浆加固法。实际操作中，需要先配置好浆液，确保其沿着隧道裂缝渗透，浆液凝固后结构类似于岩土层，强度和抗剪切力均较大。

1.2.2 压密灌浆加固

压密灌浆加固是利用钻孔设备，在区域内钻孔，将预先配置好的浆液经由钻孔，灌注到岩土层以提升其强度和密实度。施工人员必须提高浆液密度，才能发挥出优化结构的作用，满足加固要求[2]。

1.2.3 填充灌浆加固

隧道工程使用环节，可能会因为地基沉降不均匀引发孔洞、裂隙等，针对这些问题，可以利用填充灌浆加固的方式进行处理，切实提高隧道基础的污泥定性。隧道在运营期间，受各方面因素的影响，同样可能出现空洞、破碎等问题，需要借助填充灌浆的方式进行加固处理。

2 隧道施工中灌浆法加固技术的应用

2.1 工程概况

某隧道工程采用了双洞单向结构，左右线距离为15m～40m，长度均为3738m，设计围岩等级Ⅴ级，属于长隧道。隧道内部设置单向纵坡，左右线分别为-2.168%和-2.185%，出口位置使用了端墙式洞门。隧道本身所处区域为山区，地势整体中间高两边低，整个线路经过的高程在1390m～1710m 之间，起伏相对较大。同时，依照地质调绘信息和地质资料，隧道跨越区域主要是砂质泥岩、砂砾岩构造，节理裂隙不发育。

2.2 存在问题

隧道施工中存在的主要问题是裂缝发育，裂缝产生的原因有很多，如外部环境因素影响、施工技术水平不高等，举例说明，在对混凝土进行浇筑时，因为收缩问题，可能引发外部裂缝。裂缝对于隧道工程整体有着不容忽视的影响，会降低隧道的承载力，该工程中使用了浆砌技术来对隧道内部墙面进行处理，但是部分区域出现了浆砌脱落的情况，无法发挥出应有的加固效果。另外，在隧道边缘位置，砌石容易松动，导致公路和隧道承重能力的下降。在隧道主体支撑部分，还出现了结构裂缝，如果工程技术人员不能及时对其进行处理，则隧道在投入使用后，会出现安全性和稳定性下降的情况。

2.3 技术要点

2.3.1 施工准备

⑴应该依照相关标准的要求，做好浆液质量控制，在该工程中，水泥材料采用的是42.5 硅酸盐水泥，粉煤灰与水泥的配比为1:4。

⑵应该确定具体的施工参数，包括灌浆压力、浆液储备、灌浆承载力、灌浆深度等，具体如表1所示。

表1 工程施工参数

⑶确定灌浆位置，如果裂缝或者空隙比较严重，应该适当增加浆液用量。施工单位在灌浆施工前，需要对电机设备和搅拌车实施相关试验，对施工半径进行合理控制，以此来保障灌浆作业的效果。

⑷做好钻孔与注浆管安装的准备工作，钻头直径约为40mm 左右，钻孔垂直度需要满足实际需求，同时加强安全管理。

2.3.2 钻孔施工

在开展钻孔施工的过程中，施工人员必须检查和确认设备的运行情况，从实际情况出发对钻孔的位置做出适当调整。如果钻机在钻孔环节发出异响，应该停止施工并查明原因，做好处理，以确保施工作业的安全性。钻孔环节，需要切实做好钻孔深度、钻孔孔径和钻孔速度等参数的控制，同时做好监测工作，确保钻孔垂直度偏差不超过1%，在垂直度偏差超标的情况下，作业人员必须及时做好纠偏工作。隧道工程钻孔施工的难度相对较大，要求施工人员熟悉作业区域的地质水文条件，结合自身的施工经验来选择钻机，如在该工程中，可以选择液压钻机，也可以选择风动潜孔钻机，借助合理的钻机选择来避免出现卡钻的情况[3]。在钻孔施工的过程中，工作人员需要将诶合租测斜仪做好检测工作，对孔斜进行控制。钻孔参数如表2所示。

表2 钻孔参数

2.3.3 灌浆管放置

考虑到工程地质条件相对复杂，在进行施工的过程中，需要选择壁厚为3.5mm的注浆管，管道直径为48mm，这样可以很好的保障灌浆加固的效果。在完成钻孔施工后，需要对其进行编号，依照编号进行灌浆操作。为了避免杂物进入到灌浆管内，应该做好相应的封堵工作，等到灌浆作业开始后，再将封堵物去除。灌浆管底端和底部应该保持30～50cm 左右的距离，如果高度过大，可能会出现混凝土离析的情况。

2.3.4 施工参数控制

完成灌浆管的放置并且做好浆液准备工作后，就可以开始进行灌浆作业，为了能够最大限度地保障灌浆作业的效果，规避可能存在的问题和隐患，在施工环节需要对施工参数进行严格控制。

对照该工程的具体情况分析，在灌浆加固环节，首先，采用了二次灌浆的方式，第一次采用常压灌浆作业，第二次采用加压灌浆作业，在作业过程中，为了避免出现冒浆问题，工作人员必须做好灌浆情况的跟踪检查，确保操作的规范性。工程中使用的是标号42.5 的普通硅酸盐水泥，配置浆液的水温度在20℃～28℃之间，避免了浆液凝固过快的情况，同时在浆液中加入了膨胀剂和抗裂剂，以此来提升其稳定性。

灌浆作业结束后，需要做好施工面的清理工作，对灌浆孔进行封孔处理，封孔深度不低于10cm，如果无法达到这一深度，应该将孔内的残留物清除。孔壁必须具备较高的清洁度，在灌浆前适当灌水湿润，这样可以进一步提升灌浆材料与孔壁的黏结强度。

2.3.5 浆砌片石施工

隧道本身存在有部分软土区域，单纯的灌浆并不能达到预期加固效果，需要使用浆砌片石作为辅助措施，施工环节，作业人员需要准确把握区域地质参数，确定好浆砌片石的施工流程，切实做好安全管理。浆砌片石施工结合素后，为了保障施工参数准确，实施了挂线校准，要求坡度不超过1:1.75。

在对浆砌片石进行施工时，作业人员需要将环境影响考虑在内，严格依照规范流程进行操作，以切实保证施工质量，提升地基的稳定性和承载能力。

2.3.6 养护施工

养护工作的质量会在很大程度上影响加固作业的整体效果，必须得到足够的重视。从养护作业人员的角度，必须结合隧道工程的实际情况，对养护的方法进行合理选择，以保障施工质量，避免出现返工的情况。养护过程中，应该安排专人做好日常巡检，对于发现的问题进行及时上报和处理，保障养护效果。

2.4 注意事项

2.4.1 控制材料质量

材料的质量对于隧道灌浆加固的最终效果影响巨大，如果材料本身的质量不达标，灌浆加固自然也就成为了空中楼阁。从施工单位的角度，应该对照隧道工程灌浆加固的特点，对施工材料的质量进行严格管控，将气候环境、水文地质等因素考虑在内，确定好具体的工艺技术，然后从技术的角度来选择材料，确定好材料采购方案。材料采购人员在进行采购的过程中，不当一味关注价格，而是必须对材料的强度、级配、含泥量、细度模数等进行全面检查，严格依照计划进行采购。同时，在材料入场环节，需要进行检查验收，对于一些用量少的材料，应该全部检查，用量大的材料则应该依照批次进行抽样检查，如果抽样检查结果不合格，对应批次的材料都应该暂停使用。

2.4.2 做好异常处理

隧道灌浆加固施工中，可能会遭遇一些异常情况，为了能够保障施工作业的安全，需要现场施工及管理人员做好异常处理工作。具体来讲，一是在钻孔施工环节，如果出现了涌水问题，需要暂停施工，通过加压注浆的方式来对涌水口进行封堵，将积水排空，确认安全后才能继续施工。二是在灌浆施工环节，如果出现了压力突然增大的情况，可以适当加入清水，静待压力恢复，确认无误后可以再次施工，处理不当的情况下，容易导致灌浆孔破损。若经过上述处理后，灌浆压力依然居高不下，应该暂停灌浆，检查灌浆设备和灌浆管道，若出现了堵塞的情况，必须及时做好疏通。如果灌浆压力一直维持在相对较高的数值，技术人员应该调整砂浆配比，或者运用间歇性灌浆的方式进行施工，对浆液凝结的时间进行有效控制，保障灌浆加固的效果。技术人员应该做好灌浆压力的计算工作，结合该工程的实际情况，最大容许注浆压力为：

Pmax=γ·g·h+σ1

公式中：

Pmax为最大容许注浆压力，单位N；

h表示注浆位置岩土柱高度，单位m；

γ表示地基天然重度，单位kN/m³；

σ1表示岩土体抗拉强度，单位kPa。

2.4.3 落实技术指导

有效的技术指导同时是确保灌浆加固施工质量的关键所在，在开展灌浆施工的过程中，作业人员需要对照基础资料，选择相应的施工技术，以保障施工效果。另外，应该编织出完善的技术方案，对各方面的影响因素进行明确，配合信息技术手段，做好施工前的技术指导，要求施工人员能够熟练掌握施工内容和工艺要求。施工技术人员应该全程参与施工活动，给出具体的施工建议，为灌浆加固施工提供相应的技术支撑，最大限度地保障施工质量。

3 结语

总而言之，公路交通事业的快速发展，使得隧道工程的数量不断增加，对于隧道的质量和稳定性、安全性提出了更加严格的要求。施工单位在针对隧道工程进行施工的过程中，需要对照隧道所处区域的地质水文环境，做好全面规划，针对隧道中存在的异常状况，如破损、裂缝等，需要做好相应的加固处理。大量的工程实践表明，灌浆法加固技术在隧道工程中的合理应用，可以取得良好的加固效果。而在实践中，相关人员必须依照规范化的流程和要求施工，这样才能真正保障施工质量和效率，促进隧道工程安全性和稳定性的提高。