符合学术规范的学术服务

公路桥梁隧道工程施工中灌浆加固技术的应用研究

分类:工程师职称论文 时间:2022-06-06

  [ 摘要 ] 在社会不断发展、经济建设水平不断提高的过程中,公路桥梁工程作为重要的交通工程组成部分,对于促进区域的交流和沟通具有重要的推动作用。但是由于工程建设规模比较大,面临的外在影响因素多,施工建设的过程中可能会出现裂缝、砌石松动、砌浆脱落等问题。要想有效解决这些问题,可以应用灌浆加固技术,全面提升公路隧道的建设效果,为人们的日常出行提供安全保障。基于此,文章就公路桥梁隧道工程施工中灌浆加固技术的应用展开研究。

公路桥梁隧道工程施工中灌浆加固技术的应用研究

  [ 关键词 ] 公路桥梁;隧道;灌浆法;加固技术

  现阶段,在公路桥梁隧道的建设过程中经常应用到灌浆加固技术,其不仅有利于提高路桥项目的整体稳定性和建设质量,还具有较好的支撑效果。因此,要对灌浆加固技术进行积极研究,推动公路桥梁隧道工程质量的提高。

  1 公路桥梁隧道建设中存在的问题及成因

  1.1  问题

  (1)墩台裂缝问题。在公路桥梁隧道施工建设的过程中,通常开始时墩台位置的裂缝不明显,易被忽略,随着时间的推移,裂缝越来越大,一旦裂缝宽度超过 2mm,若不及时处理,裂缝就会变得越来越长,最终影响桥梁和隧道的使用性能。

  (2)砌石的松动问题。在公路桥梁隧道中,砌石的松动问题十分常见,一旦出现了砌石松动,混凝土的结合部位就会发生松动。砌石松动问题主要与隧道地质、地层的变化压力和松动压力有关。当桥梁隧道承受了过大的压力,就会对建设质量产生影响。

  (3)砌浆的脱落问题。浆液在公路桥梁隧道施工中有着重要作用。首先,浆液能够将建筑物粗糙的表面覆盖住,具有美化建筑物的作用。其次,浆液具有一定的加固作用。如果出现砌浆脱落问题,就会使建筑物失去相应的保护层,进而为施工建设埋下安全隐患。

  1.2  问题的成因

  (1)自然因素的影响。现阶段,在公路桥梁隧道工程建设的过程中,混凝土作为最主要的建设材料,对自然环境的要求比较高。在冬夏两季温差较高的情况下施工,很容易出现裂缝问题,会直接缩短公路桥梁隧道的使用年限。施工人员在进行混凝土结构浇筑的过程中,如果未对温差的影响进行全面的考虑,就会造成混凝土内外温差过大的情况,过大的温差会使混凝土表面出现细缝。因此,如果自然温度超过 30℃,施工人员就需要做好降温处理工作,降低裂缝问题出现的可能性 [1]。

  (2)荷载的影响。在公路桥梁隧道施工建设中,如果没有科学设计工程整体的荷载承受能力,没有考虑桥梁后期的使用情况,在项目运行的过程中一旦出现荷载量过大的问题,就会造成裂缝、缺陷出现。

  (3)路面沉降的影响。若在公路桥梁隧道施工之前,工作人员没有对项目的地质情况进行全面的了解,对地基基础信息掌握不透彻,可能会在地质松软的区域施工,进而出现沉降问题。地质沉降将直接导致混凝土结构变化,在结构稳定性变差的情况下,就出现了裂缝问题。

  (4)施工技术的影响。施工人员如果未从工程建设的实际情况出发,未合理选择施工技术,或没有严格按照施工流程开展施工,都会增加裂缝问题出现的可能性,进而对项目建设的整体质量产生影响。

  2 灌浆加固技术概述

  2.1  概念

  公路桥梁隧道经过长时间的运营,可能会出现裂缝等一系列质量问题,应用灌浆技术,主要是利用液压、电化学等原理解决裂缝问题,用较高的压强将浆液注入结构裂缝中,减轻裂缝损害。应用灌浆加固方法能够将特定的浆液填充到裂缝中,提高填充的密实性,对裂缝进行及时封堵,形成灌浆脉络,从而提升结构整体的稳定性,避免雨水渗漏腐蚀裂缝部位,为公路桥梁隧道结构的安全性和稳定性提供保障。

  2.2  技术优势

  首先,利用灌浆法填充裂缝能够有效解决工程跑漏的问题,利用填充物将裂缝充分密实,能提高公路桥梁隧道整体的稳定性和建设质量。其次,灌浆法能够有效解决渗漏问题,在裂缝中灌注抗渗性强的材料,修补裂缝后,能全面提升公路桥梁隧道的整体抗渗性能。再次,填充物与工程构件的有效结合能够全面提高整体结构强度,达到加固的效果,从而降低裂缝的影响。最后,应用灌浆加固技术能够有效解决不均匀沉降引起的公路桥梁隧道的倾斜问题。总之,目前在进行公路桥梁隧道工程建设的过程中,灌浆加固技术具有较高的应用价值。

  2.3  应用原则

  首先,需要遵循针对性原则。具体而言,公路桥梁隧道的建设会受到地理因素的影响,而灌浆技术应用的细节和侧重点不尽相同。例如,遇到较厚的土层时,可以深层灌浆进行加固,全面提升土壤深层的黏结性;在岩层结构中应用灌浆技术,就需要重视岩层裂缝的位置,做好岩层裂缝的处理工作,全面提升操作区域的稳定性,对岩层表面结构进行有效的处理。总之,应用灌浆加固技术时,需根据施工现场的具体地质条件,对灌浆方法和操作流程进行科学的选择,发挥灌浆技术的优势,提高工程建设的整体质量。

  相关知识推荐:评路桥副高级工程师哪里发表论文

  其次,需要遵循统一性原则。在灌浆加固的过程中,需对应用范围进行统一的考虑,降低地质条件、环境问题、人为因素对施工的影响,促进施工操作水平的全面提升 [2-6]。

  3 灌浆加固技术的分类

  3.1  渗透灌浆加固技术

  渗透灌浆技术是灌浆加固技术中的重要组成部分。在公路桥梁隧道项目实际施工建设的过程中,面对较为复杂的地基情况时,就需要应用渗透灌浆技术,如在一些陡峭的岩壁上,以及岩土裂隙等比较复杂的区域,这一技术的应用效果就比较好。另外,在施工环境比较恶劣的情况下也可以应用这一技术。渗透灌浆加固的效果虽然好,但也存在一定的问题,如适用范围比较小。在进行渗透灌浆施工时,主要采用渗透施工方案,确保配置好的浆液能够顺着裂缝渗透,浆液凝固后会形成与岩土层相似的结构,强度和抗剪切力都较好。

  3.2  填充灌浆加固技术

  填充灌浆加固技术在公路桥梁隧道加固施工中比较常见,应用范围较广。在一些桥梁建设的过程中,由于受到不均匀沉降等问题的影响,可能会出现裂缝、孔洞情况,而应用填充灌浆加固技术能够有效解决桥梁工程结构稳定性差和强度不足的问题。对于比较集中的空洞和裂缝位置,施工人员可以应用填充灌浆技术,做好缺陷位置的加固处理。另外,当公路桥梁隧道经过长期使用后出现了不同程度的损耗而产生裂缝和空洞问题时,利用这一技术进行加固,效果也非常好。

  3.3  电动化学灌浆加固技术

  电动化学灌浆加固是在灌浆岩层的两端形成正负极,浆液的输入管道为正极,另一端为负极,能够有效提升桥梁基础结构的加固效果,提高桥梁的基础强度。

  3.4  压密灌浆加固技术

  压密灌浆加固技术也是隧道工程加固中常用的一种技术。工作人员需提前设置好浆液的浓稠度,利用钻孔技术将浆液加入土壤,提高土地压密程度,在注浆管端部形成浆泡。

  4 灌浆加固技术在公路桥梁隧道建设过程中的具体应用

  4.1  开展科学的施工准备

  首先,工作人员需要开展施工现场的实地勘察,掌握相关数据信息,从而了解施工现场的实际情况,并以此为基础,制订出切实可行的施工方案,为后续的建设奠定基础。其次,要严格选择施工队伍,确保施工人员具备较高的专业技能水平和综合素养,并且在施工的过程中对工作责任和工作内容进行科学的划分,确保每一位施工人员都能够明确自己的工作内容,使施工建设高效进行。最后,在相关设备设施运输到施工现场后,需要对设备进行检测,确保设备都能正常工作。同时,做好施工材料的准备工作,充分了解材料的性能、级配和参数。

  4.2  明确施工标准

  将灌浆加固技术应用到公路桥梁隧道工程建设中,能够有效解决裂缝和砌石松动等问题,因此需要与实际的工程情况相结合,明确科学的施工标准。工作人员要明确灌浆作业的压力,在加固工作开始之前,进行抗压能力的模拟试验,确保能够应对各种突发情况,根据地基条件对灌浆压力进行灵活的调整。通常情况下,需要将公路桥梁隧道的灌浆压力控制在 0.3 ~ 0.5MPa。另外,还需要对公路桥梁隧道的破损程度进行充分的考虑,严格把控灌浆用量。在灌浆修复作业开始之前,需要做好配料的准备工作,使灌浆加固有序进行。

  4.3  钻孔和孔口管安装施工

  首先,施工人员需要明确所采用的钻头的截面直径,之后用红色油漆等颜色鲜明的涂料做好孔位标记,然后调整好钻机钻头的角度,才能进行钻进作业。在具体操作的过程中,需要遵循速度缓慢、持续轻压的原则,对孔位的方向和角度进行实时调整,确保与设计图纸的标注一致。在钻孔的过程中,如果遇到粉性土质,就需要应用相应的导管,在对孔壁进行保护的同时,利用捞砂筒进行黏性土层的钻孔。

  钻孔作业结束之后,就需要进行孔口管的安装施工。首先,施工人员需以实际要求为依据,引导孔的钻进,并将直径为 50mm 的孔口管置入其中,外露 20 ~ 30cm。要想使浆液顺利灌入,还可以利用麻丝将孔口与管壁之间的缝隙填补完整。其次,在安装的过程中,施工人员要把控好孔口管的安装角度和牢固性,对无水地段和涌水地段进行针对性的处理。对于无水施工路段,可以应用硬性早强砂浆填充作业法;对于涌水地段,就需要安装孔口管,先将固管混合料进行充分搅拌,之后分别装入多个塑料袋塞入孔中,在遇水后混合物就会变成浆液。

  4.4  科学开展灌浆操作

  在正式开始灌浆之前,灌浆管连接好后,施工人员需要按照标准规定进行压水试验,对灌浆管施工的密封性进行检测,确保灌浆顺畅。在确认无误后,可以进行浆液的搅拌,应当先以实验室的比例为依据,添加水、水泥、煤灰,之后利用搅拌机进行均匀的搅拌,提高浆液制备的整体质量 [7-8]。

  灌浆施工正式开始后,工作人员要按照从上到下的顺序,将浆液缓慢地注入钻孔。在施工的过程中,为了避免串浆,可以分批次灌浆,遵循先疏后密的原则进行钻孔与灌孔的流水作业。另外,施工人员要注意浆液灌注的规律,向上扩散相对容易,向下扩散难度较大。因此,要先将灌浆孔设置在灌注隧道的顶部位置,之后从侧边开始进行灌浆孔作业,最后进行底板的灌注。同时,要依据项目建设的实际情况对灌浆速度进行准确把控,从而强化灌浆加固的整体效果。

  4.5  封堵灌浆口

  以相关施工规范标准为依据,在灌浆压力达到设计终压数值后,还需要进行 10min 左右的灌浆,待灌浆量小于 20L/min 才能够结束作业,并立即封堵灌浆口。在具体操作的过程中,施工人员首先需要依据浆液的固结面情况全面检查钻孔,遇到异常情况时,采取有效的补救措施;然后仔细检查灌浆量和灌浆压力,以此为依据对实际的灌浆效果进行判断;最后选取 5% 灌浆孔进行取孔,并进行压水试验,特别是对于地质条件较差、存在严重冒浆问题和耗灰量相对较大的孔位,更需要进行严格的检查,如果其吸水率持续 30min 小于规定值,就可以判定施工符合设计要求;如果大于规定值,就需要进行及时的补压施工。

  5 结束语

  公路桥梁隧道工程的建设质量直接影响后期的应用效果,和人们的出行安全息息相关。因此,在进行公路桥梁工程建设时,需要科学应用注浆加固技术,有效解决项目建设过程中出现的裂缝、砌石松动、砌浆脱落等问题,全面提高工程建设的安全性和稳定性,从而延长公路桥梁的使用寿命,促进我国道路交通运输事业的健康、稳定发展。——论文作者:吴双良

  参考文献

  [1] 张琪. 温度变化对超早强灌浆料强度的影响及其加固应用[D]. 沈阳: 沈阳建筑大学,2015.

  [2] 曹帅, 宁金成, 何小兵. 刍议灌浆法加固技术在桥梁施工中的运用 [J]. 工程抗震与加固改造,2021,43(4):174.

  [3] 于博. 不良地质段地表袖阀管注浆加固技术的应用[J]. 公路,2017, 62(10):66-69.

  [4] 曹福军. 灌浆加固技术在桥梁病害处置中的应用[J]. 工程技术研究, 2021,6(10):85-86.

  [5] 黎亚生. 混合浆液灌浆加固超软弱地基的施工技术研究[J]. 人民长江,2016,47(5):66-68.

  [6] 徐培. 灌浆技术在浆砌石坝防渗加固中的应用[D]. 广州: 华南理工大学,2017.

  [7] 雷超, 方从启, 薛文韬. 加固用水泥基灌浆料拉伸黏结强度试验研究[J]. 混凝土,2018(7):62-64.

  [8] 徐海源, 沙建芳, 张亚梅, 等. 双曲拱桥加固用细石灌浆料配制技术与应用研究[J]. 新型建筑材料,2018,45(5):1-4.

获取发表周期短、审稿速度快、容易录用的期刊

* 稍后学术顾问联系您

学术顾问回访> 详细沟通需求> 确定服务项目> 支付服务金> 完成服务内容

SCI期刊

国际英文期刊

核心期刊

国外书号出书

国内纸质出书