摘要 為充分解決公路橋梁隧道施工中存在的問題，進一步提高施工質(zhì)量，該文以山西省太原市某公路橋梁隧道工程為案例，分析施工過程中所存在的問題，經(jīng)技術(shù)論證，提出灌漿法施工技術(shù)方案，詳細(xì)闡述施工技術(shù)要點、質(zhì)量控制措施。經(jīng)施工質(zhì)量檢驗，公路橋梁隧道結(jié)構(gòu)裂縫、砂漿脫落等問題得到有效解決，該文研究成果以期為相關(guān)從業(yè)人員提供借鑒與參考，全面提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 公路橋梁隧道工程；問題；灌漿法；技術(shù)措施

中圖分類號 U457.3 文獻標(biāo)識碼 B 文章編號 2096-8949（2024）19-0121-03

0 引言

公路橋梁隧道是現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，對于促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提升起著至關(guān)重要的作用。然而，在施工過程中，隨著工程規(guī)模和復(fù)雜性的增加，仍然存在著一系列問題和挑戰(zhàn)，如結(jié)構(gòu)裂縫、砂漿脫落、麻面蜂窩等質(zhì)量問題，上述施工問題的存在不僅直接影響著施工進度和質(zhì)量，還可能對施工現(xiàn)場的安全產(chǎn)生潛在風(fēng)險?；诖?，該文結(jié)合具體工程實例，提出施工中問題的具體解決措施，對于提高公路橋梁隧道施工的效率和質(zhì)量，推動交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 工程概況

位于山西省太原市的某公路橋梁隧道工程全線長度為1 325 m，采用單洞設(shè)計，為雙向兩車道；隧道單向坡率是?2.09%。在沿線范圍內(nèi)直線段約742 m，曲線段約583 m。分析工程地質(zhì)勘察報告發(fā)現(xiàn)，隧道范圍內(nèi)具有穩(wěn)定性一般的巖層結(jié)構(gòu)，經(jīng)成分分析多數(shù)為花崗巖與微風(fēng)化狀態(tài)的凝灰?guī)r，地下水資源以基巖裂隙水為主。由于該隧道具有不穩(wěn)定的圍巖結(jié)構(gòu)存在，為充分保證施工質(zhì)量與安全，對其現(xiàn)存問題進行分析，同時結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定最佳的處理方案，具體如下。

2 公路橋梁隧道施工中存在的問題

隧道是公路工程的重要構(gòu)成，但隧道工程在結(jié)構(gòu)方面，具有一定的特殊性，在施工環(huán)境方面，具有一定的復(fù)雜性，施工質(zhì)量安全要求高，需對施工中存在的問題作出深入分析，提出具體的解決方案，以保證施工質(zhì)量與安全。對該工程范圍的巖層性質(zhì)進行分析，在施工區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)出斷層結(jié)構(gòu)發(fā)育，圍巖結(jié)構(gòu)為Ⅳ級，具有較高的不穩(wěn)定性，對施工質(zhì)量安全形成一定的威脅[1]。同時，在外部環(huán)境的影響下，隧道混凝土有變形或者出現(xiàn)裂紋的可能，對整體結(jié)構(gòu)的施工安全性帶來一定負(fù)面影響。對該工程施工中所存在的問題、問題成因以及不良影響總結(jié)如下表1所示。

3 公路橋梁隧道施工存在問題的應(yīng)對策略

3.1 確定施工技術(shù)方案

通過對該工程施工存在的問題進行分析發(fā)現(xiàn)，主要問題表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)裂縫和砂漿脫落方面，為保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，對aM0rXxFPNkSGhrN8pBCDpmsk+HhS/16JNOYVctAjXcY=此經(jīng)多方研討決定對其進行加固處理；針對蜂窩麻面等表面質(zhì)量問題，在施工過程中全面落實技術(shù)交底工作，嚴(yán)格把控模板施工、混凝土施工等技術(shù)節(jié)點，減少對表面質(zhì)量的影響。

由此可見，結(jié)構(gòu)裂縫是該工程所面臨的主要問題，為有效解決這一問題，經(jīng)多方研究決定，提出灌漿法施工技術(shù)措施，具體施工技術(shù)要點總結(jié)如下。

3.2 落實施工準(zhǔn)備工作

為保證灌漿法加固處理的有效性，該工程在人員、材料、機械等方面充分做好施工準(zhǔn)備，具體如下：（1）在人員方面，結(jié)合施工設(shè)計方案所要求的技術(shù)工藝、質(zhì)量控制等內(nèi)容，對參與施工的全部人員技術(shù)與安全方面的施工交底，以參與施工人員全面了解灌漿法施工工藝、具體質(zhì)量要求、安全施工等內(nèi)容為交底目的，減少人為因素對施工質(zhì)量、安全的影響。（2）在材料方面，灌漿施工以水泥灰漿為主要材料，以水泥、煤灰、水作為主要原材料，施工時在材料質(zhì)量控制方面加強重視，其水泥材料的強度參數(shù)為32.5 MPa；煤灰和水泥以1∶4的比例進行配比；在水泥漿拌和完成的60 min內(nèi)投入使用，禁止長時間放置[2]。（3）在機械方面，所有操作機械設(shè)備的施工人員均獲得特種作業(yè)合格證；施工前由操作人員對機械的性能進行檢查，一切機械準(zhǔn)備就緒。

3.3 灌漿孔鉆取施工作業(yè)

如下圖1為灌漿孔鉆取施工現(xiàn)場，為確保施工質(zhì)量，落實具體施工技術(shù)要點如下：（1）對鉆孔機等設(shè)備進行性能檢驗，保證運行可靠性。（2）根據(jù)作業(yè)面的具體情況確定鉆孔的位置和鉆進時的角度，在鉆進過程中實施持續(xù)性垂直度監(jiān)測，一旦垂直度偏差>1%，則及時進行調(diào)整糾偏。（3）以能夠?qū)⒏嗟膸r層穿透作為確定鉆孔方向的主要依據(jù)。（4）如下表2所示為灌漿孔鉆取技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)設(shè)計方案確定灌漿孔的位置，控制其偏差在±10 cm；兩個相鄰的鉆孔底部偏差應(yīng)不超過1/2孔距；鉆孔傾斜度不超過5°[3]。（5）如果施工過程中因為不可抗力因素需要暫時性停止鉆進，則需對鉆好的孔眼進行標(biāo)記并臨時封堵，確保成孔質(zhì)量。（6）在開始灌漿之前，沖洗形成的鉆孔，將孔底高度控制在20 cm以內(nèi)。

3.4 注漿施工作業(yè)參數(shù)確定

科學(xué)確定注漿施工參數(shù)是保證灌漿加固質(zhì)量的重要前提，該工程注漿作業(yè)要點如下：（1）由于施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件并不理想，施工時注漿管的管壁厚度不超過3.5 mm，直徑不超過48 mm。（2）分次完成注漿施工作業(yè)，其中首次以常規(guī)壓力實施，二次以增加適當(dāng)壓力實施；在注漿銜接過程中，作業(yè)人員在首次注漿完成后，檢查滿足二次注漿條件后再進行二次注漿，最大限度規(guī)避冒漿問題。（3）為了避免在注漿前漿液出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，該工程選用普通硅酸鹽水泥作為主要原材料，同時在攪拌生產(chǎn)過程中將一定量的膨脹劑、抗裂劑加入其中，具體灌漿施工作業(yè)參數(shù)如下表3。

3.5 裂隙沖洗及水壓試驗作業(yè)

在裂隙沖洗環(huán)節(jié)：（1）結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況分析、鉆孔孔道情況、圍巖特性等參數(shù)，該工程以高壓風(fēng)水聯(lián)合沖洗的方式完成對裂隙的沖洗，確保孔洞成孔質(zhì)量，滿足施工作業(yè)要求；選擇配備高壓風(fēng)嘴的設(shè)備，向孔洞內(nèi)噴射高壓狀態(tài)的風(fēng)和水，全面清除孔道雜質(zhì)。（2）在孔隙沖洗前，先向孔內(nèi)將一定量的水注入其中，再向其中打入壓縮狀態(tài)的空氣，持續(xù)操作10 min左右，直至鉆孔內(nèi)的雜物被全部清除[4]。（3）在沖洗過程中，持續(xù)監(jiān)測孔內(nèi)回水的情況，若處于澄清狀態(tài)則提示沖洗達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。（4）在沖洗時，控制壓力不超過注漿壓力的1/2。

在水壓測試環(huán)節(jié)：（1）該項目選用五點水壓試驗方法，全面評估巖體的透水性能；總結(jié)選擇5%占比的孔洞，從上到下進行分段試壓。在試驗時，先調(diào)整到0.3 MPa，逐步升高到0.6 MPa、1.0 MPa，再調(diào)整至0.6 MPa、0.3 MPa，壓力穩(wěn)定后，每隔3 min記錄一次數(shù)據(jù)，如果連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)差值不超過10%，則結(jié)束加壓。

3.6 灌漿法施工作業(yè)要點

3.6.1 結(jié)合現(xiàn)場情況確定灌漿方法

為保證灌漿方法對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性，該工程結(jié)合實際情況，確定灌漿工藝。（1）若孔洞的滲透性偏小且孔隙發(fā)育不良，則使用沖壓式灌漿方法，避免漿液在注入孔隙后出現(xiàn)反孔的問題。（2）若孔洞在鉆取過程中難度大，局部位置有松散且孔壁的裂隙發(fā)育良好，則使用循環(huán)式灌漿方法，如果灌漿量比巖石結(jié)構(gòu)的吸收量大，則會從孔洞位置溢出。

3.6.2 科學(xué)確定灌漿施工順序

結(jié)合現(xiàn)場具體情況，該項目綜合選用跳孔間隔灌漿法，以規(guī)避串漿情況出現(xiàn)，如下圖2所示為灌漿作業(yè)施工現(xiàn)場。在施工現(xiàn)場，如果存在地下流動水，則灌漿作業(yè)將水頭高位置作為起點，以應(yīng)對流動泥漿的遷移效應(yīng)。在表面加固和灌漿環(huán)節(jié)，以順序灌漿方式為主，先灌漿外周區(qū)域，再灌漿內(nèi)周區(qū)域，避免不同材料在不同區(qū)域的灌漿不充實，進一步提高結(jié)構(gòu)強度與穩(wěn)定性。對于灌漿范圍以外的邊界約束情況，在施工時由外側(cè)到內(nèi)側(cè)進行灌漿，保證在邊界約束的位置也能夠良好地覆蓋灌漿材料，使邊界問題得到解決，提高加固效果。

3.6.3 合理確定注漿段長度與注漿壓力

該項目以5～6 m作為注漿段的長度，在個別位置視情況進行調(diào)整，但最長應(yīng)<10 m。在施工過程中，灌漿壓力是很重要的一項技術(shù)指標(biāo)，該工程在首次注漿時，將壓力控制在0.3～0.5 MPa之間，并根據(jù)具體情況作出適時調(diào)整，具體情況如下：（1）施工初期，若灌漿量大則調(diào)整至最低的壓力值。（2）如果灌漿速度<20 L/min，則調(diào)整至一級壓力；若灌漿速度<10 L/min，則增加一級壓力。（3）若注漿量較大，為有效控制灌漿材料的水灰比，避免過高的含水量，則采取低壓或者無壓灌漿，保證灌漿質(zhì)量[5]。（4）若處于易抬動地層時，灌漿量大，則分段提高壓力并對升壓速度進行控制，減少對地層的擾動，使灌漿過程更加平穩(wěn)。（5）達(dá)到灌漿標(biāo)準(zhǔn)后，結(jié)束施工。

3.6.4 視情況調(diào)整灌漿液的配合比

在現(xiàn)場施工時，始終保持一定的灌漿壓力，隨著施工的進行，灌漿量將逐漸下降，此時逐漸提高灌漿壓力，會使灌漿量保持穩(wěn)定狀態(tài)，這種情況下不需要調(diào)整水灰比。但施工時，如果灌漿時間超過30 min且灌漿量超過300 L，此時漿液在孔內(nèi)的流動性將變差，影響灌漿質(zhì)量，導(dǎo)致個別孔隙內(nèi)部無法有效填充，對此該工程向其中加入適量的水，調(diào)整漿液的配比，保證良好的灌漿效果。如果灌漿速度超過30 L/min，則調(diào)整配合比以增加漿液的濃度，使?jié){液具有良好的流動性。

3.6.5 結(jié)束灌漿及封孔施工

該工程停止灌漿的標(biāo)準(zhǔn)為：最后的灌漿壓力達(dá)到設(shè)計值；灌漿總量和設(shè)計值之間存在較小的偏差；灌漿到最后一階段時，灌漿速度<1 L/min，則繼續(xù)灌漿，達(dá)到既定灌漿量后，持續(xù)30 s，結(jié)束灌漿。

完成灌漿作業(yè)后，及時進行封孔操作，完全封閉灌漿孔，促進灌漿料的固結(jié)。該工程實施全孔封堵程序完成封孔，全部注漿結(jié)束后，向孔中注入水灰比為0.5∶1的濃漿液，向孔內(nèi)置換剩余的漿料。以相同濃度的砂漿對孔洞口進行封堵，封孔時間不得短于1 h。

4 公路橋梁隧道施工質(zhì)量控制措施

為保證公路橋梁隧道灌漿施工質(zhì)量，該工程落實如下施工質(zhì)量控制措施：（1）鉆孔涌水處理：根據(jù)實際情況選擇適合的材料，結(jié)合涌水口的情況以及地下水位等參數(shù)，通過注漿試驗來獲取最佳注漿壓力。將注漿泵與注漿管道連接起來，以便確保注漿材料能夠順利注入涌水口。將預(yù)先準(zhǔn)備好的注漿材料通過注漿泵加壓注入注漿管道，然后通過管道進入涌水口，以對涌水口進行封堵處理[6]。注漿處理完成后，進行涌水流量監(jiān)測以評估處理效果，確保注漿處理的效果滿足要求。（2）灌漿壓力異常處理：嘗試注入清水，使用適當(dāng)?shù)牧髁繉⒐酀{管內(nèi)原有的漿料沖洗掉，從而降低壓力，如果壓力恢復(fù)到正常水平，則重新進行注漿施工。（3）注漿施工時，需要將單液轉(zhuǎn)變?yōu)殡p液，間隔時間應(yīng)在10 min以內(nèi)，在初凝前完成轉(zhuǎn)變，使堵管問題得到預(yù)防。

5 公路橋梁隧道施工問題的處理效果

該工程結(jié)合現(xiàn)場結(jié)構(gòu)裂隙、砂漿脫落等施工問題，采取灌漿施工進行處理，施工后裂縫問題得到良好的封閉，有效保證公路橋梁隧道結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，在通車運行至今，未出現(xiàn)明顯的質(zhì)量病害，處理質(zhì)量可靠。

6 結(jié)束語

針對公路橋梁隧道施工中存在的問題，灌漿法是處理結(jié)構(gòu)裂縫、圍巖不穩(wěn)定等問題的有效技術(shù)措施，可進一步提高結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。在實際施工中，應(yīng)具體問題具體分析，論證科學(xué)有效的施工技術(shù)方案，提高施工質(zhì)量。隨著科技的發(fā)展以及施工技術(shù)的進步，公路橋梁隧道施工問題的處理將向著自動化、智能化方向發(fā)展，實現(xiàn)公路橋梁隧道施工項目的可持續(xù)。

參考文獻

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收稿日期：2024-07-30

作者簡介：張博（1986—），男，本科，工程師，研究方向：土木工程。