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【摘 要】 我国桥梁隧道在使用时间过长后会出现一系列的裂缝以及桥面损毁的情况,这对交通安全以及行人的出行或多或少都会造成不利的影响,为提高桥梁工程的质量,施工企业必须采取科学有效的处理措施对各种病害问题进行解决,灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用,可以有效解决这一问题,同时起到延长桥梁使用周期,对其通行能力进行有效改善的作用。
【关键词】 桥梁隧道;灌浆技术;应用
一、桥梁隧道施工中灌浆技术的施工原理
灌浆法是指利用液压、气压或电化学的原理,通过向天然或人为裂缝、空隙灌注某些能固化的浆液以达到改善各种介质的物理力学性质效果的技术方法。常用的灌浆材料包括水泥系浆材、化学浆材及混合型浆材,例如,水泥浆、环氧树脂类、聚合物的水泥浆材和水玻璃浆材等。灌浆法通过渗析、填入、挤压等方式将土块和岩石空隙中的气体和水分排出,并将散装分布的土体凝固成一个整体,具有高强度和高水稳性的特点。当前,较为成熟的灌浆技术有静态压力灌浆法和高压喷射灌浆法两种,其中,高压喷射灌浆法是通过利用钻机的压力送输浆管至土层中的相应位置,并利用设备产生的高压喷射出液体流,当这些液体流遇到土质结构时会产生巨大压力使得土粒脱落,而其他成分则会将空隙填充并重新组合为更高强度的固结体,具有较强的加固作用。
当前,灌浆法的应用领域不断扩大,如地下建筑、房基、坝基等。灌浆法可以减少渗流量,使渗透性降低,进一步提高抗渗性能,同时可以降低空隙中的压力进而提高防渗性能。此外,灌浆法还可以提高岩土的力学强度和变形模量,使混凝土结构得以恢复,进而提高加固作用。灌浆法在桥梁隧道工程施工中的应用,主要是在液压、气压和电化学原理的前提下,利用压力将浆液注入到桥梁基础的裂缝和空隙当中,实现裂缝填补效果,并起到加固作用。其根本目的是利用灌浆使桥梁隧道基础的化学属性与物理属性得以改善。在灌浆过程中,浆液会通过渗透到裂缝或空隙形成浆柱体和浆脉,当桥梁隧道基础与浆柱体结合后,便可以提高桥梁及隧道基础的承载力,同时可以有效减少墩台不均匀沉降等问题。
二、灌浆法在桥梁隧道工程中的应用
1、施工前的准备
在桥梁隧道工程实施灌浆法之前应做好相应准备,首先,是做好灌浆方案设计。灌浆方案设计中应包括前期勘测与计算、灌浆施工控制标准、灌浆方法的选择、浆材配比等内容。进行实地勘察,并做好相关数据记录,进行计算与分析,明确灌浆操作参数;按照我国相关灌浆施工控制标准,并结合实际工程施工情况,制定合理、科学的灌浆施工控制标准;根据工程实际需求选择合适的灌浆材料;由于灌浆范围受灌浆材料的流动性、灌浆半径及钻孔面积等因素影响,因此,应充分考虑这些因素再确定灌浆范围;根据灌浆材料的性质与强度,合理设计浆材配比;正确选择灌浆方法,根据实际施工环境选择合理的灌浆方法进行处理,如对于砂砾层处理则可以选择渗透灌浆法,对于硬质土层的处理则可以选择劈裂灌浆法,对于强度较低的低层处理,则可以选择压密灌浆法。其次,是做好施工机械和浆材的准备。根据实际工程施工需要将所有机械设备和各种器具准备就绪,同时根据施工方案设计要求准备施工需要使用到的各种浆材。最后,灌浆施工前的准备灌浆试验。在灌浆前,应选择相应的试验方法,进行灌浆试验,明确灌浆孔距、扩散半径等方面数据,为进行灌浆施工提供统一的数据标准。
2、灌浆法施工流程
在桥梁隧道工程施工中,应按照相应的施工流程进行,具体流程为:将桥梁基础或隧道围岩进行钻孔,为进行灌注相应泥浆做准备,随后安放浆管并将孔口封堵,然后进行搅浆、灌浆、待凝、成孔、安放灌浆管及封堵孔口,并进行搅浆、灌浆,最后进行封孔。
3、灌浆法施工工艺
灌浆法在桥梁隧道工程施工中的施工工艺应严格按照由上到下的顺序进行,具体内容如下:灌浆成孔时,应根据实际施工需要选择适当的钻头,并采取正对孔位施工,当钻到粘性土中时,使用导管护住孔壁,然后使用捞砂筒取砂成孔,同时将其钻到粘性土中。为了避免泥沙进入花管中,应使用软橡皮将花管外壁包裹住。在搅拌时,应向搅拌浆筒内注入相应量的水,并进行均匀搅拌,然后将试验标准量的水泥加入到搅拌筒中进行3~5min的搅拌。通过孔口封闭纯压式的灌浆方法使浆液饱满并填满桥梁隧道基础,以达到设计要求的深度。在灌浆结束后,应立即进行封孔操作,封孔24h后应检查孔口,若出现浆液下沉,则应及时补浆处理,直至浆液到顶面为止。
三、真空灌浆技术在桥梁隧道工程施工中的应用
1、浆体配比设计这种性能较高的水泥浆相比其他普通水泥浆,在原材料配比方面就存在着明显的区别,主要是水灰比低和成分多,这种配比方式主要是为了对水泥浆密实度的增强、对水泥浆性能的改善,进而增加路面的强度及耐久性。选用70.7×70.7×70.7mm的钢模型作为水泥浆试块,拆模必须在常温下一天后进行,然后进行试验室养护。
2、真空灌浆施工流程
2.1预应力筋成孔管材预应力混凝土构件中常常选用的布筋方式有直束、弯曲及u型束等,在预应力筋管成孔方面金属波纹管对小半径的弯曲及u型束的布筋需求不能充分满足,因此在施工过程中可以选用塑料波纹管这种新型成孔材料。相比金属波纹管,塑料波纹管强度更高及耐腐蚀性更强,能够更好地确保路面的质量。
2.2施工准备。桥梁工程施工前,对施工材料的总量进行检查确认,确保种类齐全,质量符合施工标准;同时对施工机械设备进行试运行,确保其无损坏,在施工过程中不会对施工进度造成任何影响。在施工前,施工企业必须对施工现场及周围的环境进行检测,在充分了解施工具体情况的前提下,确保施工的顺利进行。真空试抽:关闭所有的灌浆阀、排气阀,打开抽真空阀;启动真空泵抽真空,同时对真空压力表读数进行认真观察,也就是管内的真空度,当管内的真空度维持在一定位置时(压力尽量低为好),停泵约1分钟时间,当压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。 2.3水泥浆搅拌施工要求。水泥浆搅拌前,为使搅拌机内壁达到湿润的效果,必须在其内部加水进行几分钟的空转,随后倒净积水。装料过程中,必须在搅拌机内先倒入配比符合施工要求的水、水泥、膨胀水泥、粉煤灰,进行2分钟的均匀搅拌;然后在搅拌机内倒入减水剂,再进行3分钟的搅拌最后出料。水泥浆出料后必须及时进行泵送,同时对用水量进行严格控制,如果水过多就会出现水泌出的现象,这种情况的发生将会导致空隙在管道顶端的出现。如水泥浆没有立即使用则会导致其流动性极大地降低,这种情况下,不能选用加水法对其流动性进行增强。
2.4灌浆施工。真空灌浆施工在桥梁隧道工程施工中是一项专业性极强的施工方式,首先,在灌浆泵内加入搅拌好的水泥浆,在灌浆泵高压橡胶管设备的高压作用下将浆体打出,当打出的水泥浆浓度和灌浆泵内水泥浆的浓度一致时,将灌浆泵关掉,扎牢高压橡胶管及灌浆管。其次,将灌浆阀关掉同时将真空泵开启,并进行管道真空抽出作业,灌浆作业要在管道压强达到-0.06至-0.09MPa之间进行。将灌浆泵启动同时把灌浆阀打开,此时就可以进行灌浆操作,当水泥浆体在空气滤清器经过时,在排气阀打开前必须先将真空泵及抽气阀关掉。最后,对排气管水泥浆流出的状况进行观察,当浆体稠度与灌入的水泥浆稠度差不多一致时,将排气阀关掉,此时还可以再进行2到5分钟的灌浆作业,当管道内产生一定压力时,将灌浆阀关闭。
2.5清洗。将抽真空管的两个活接进行拆除,同时将真空泵卸掉;将沾有水泥浆的全部机械部件进行彻底清洗,确保其整洁性。
四、结束语
随着社会经济的不断进步及科学技术的快速发展,在桥梁隧道工程建设中越来越多的新技术、新工艺应用于施工当中,这些技术的应用极大地提高了我国建设的质量,并推动了我国交通事业的快速发展。真空灌浆技术具有良好的密封性、灌浆的饱满性及较高的强度等特点,这些特点的大量存在不仅确保了工程施工的整体质量,还延长了桥梁工程的使用周期,实现工程建设的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]聂国刚.灌浆法在桥梁隧道施工中的应用[J].交通世界,2013(10):257-258.
[2]孙雅文.灌浆法在桥梁隧道施工中的应用分析[J].黑龙江交通科技,2013(10):77
[3]黄丹民.真空灌浆施工技术在乔工程中的应用[J].黑龙江交通科技,2012(07):169.
【关键词】 桥梁隧道;灌浆技术;应用
一、桥梁隧道施工中灌浆技术的施工原理
灌浆法是指利用液压、气压或电化学的原理,通过向天然或人为裂缝、空隙灌注某些能固化的浆液以达到改善各种介质的物理力学性质效果的技术方法。常用的灌浆材料包括水泥系浆材、化学浆材及混合型浆材,例如,水泥浆、环氧树脂类、聚合物的水泥浆材和水玻璃浆材等。灌浆法通过渗析、填入、挤压等方式将土块和岩石空隙中的气体和水分排出,并将散装分布的土体凝固成一个整体,具有高强度和高水稳性的特点。当前,较为成熟的灌浆技术有静态压力灌浆法和高压喷射灌浆法两种,其中,高压喷射灌浆法是通过利用钻机的压力送输浆管至土层中的相应位置,并利用设备产生的高压喷射出液体流,当这些液体流遇到土质结构时会产生巨大压力使得土粒脱落,而其他成分则会将空隙填充并重新组合为更高强度的固结体,具有较强的加固作用。
当前,灌浆法的应用领域不断扩大,如地下建筑、房基、坝基等。灌浆法可以减少渗流量,使渗透性降低,进一步提高抗渗性能,同时可以降低空隙中的压力进而提高防渗性能。此外,灌浆法还可以提高岩土的力学强度和变形模量,使混凝土结构得以恢复,进而提高加固作用。灌浆法在桥梁隧道工程施工中的应用,主要是在液压、气压和电化学原理的前提下,利用压力将浆液注入到桥梁基础的裂缝和空隙当中,实现裂缝填补效果,并起到加固作用。其根本目的是利用灌浆使桥梁隧道基础的化学属性与物理属性得以改善。在灌浆过程中,浆液会通过渗透到裂缝或空隙形成浆柱体和浆脉,当桥梁隧道基础与浆柱体结合后,便可以提高桥梁及隧道基础的承载力,同时可以有效减少墩台不均匀沉降等问题。
二、灌浆法在桥梁隧道工程中的应用
1、施工前的准备
在桥梁隧道工程实施灌浆法之前应做好相应准备,首先,是做好灌浆方案设计。灌浆方案设计中应包括前期勘测与计算、灌浆施工控制标准、灌浆方法的选择、浆材配比等内容。进行实地勘察,并做好相关数据记录,进行计算与分析,明确灌浆操作参数;按照我国相关灌浆施工控制标准,并结合实际工程施工情况,制定合理、科学的灌浆施工控制标准;根据工程实际需求选择合适的灌浆材料;由于灌浆范围受灌浆材料的流动性、灌浆半径及钻孔面积等因素影响,因此,应充分考虑这些因素再确定灌浆范围;根据灌浆材料的性质与强度,合理设计浆材配比;正确选择灌浆方法,根据实际施工环境选择合理的灌浆方法进行处理,如对于砂砾层处理则可以选择渗透灌浆法,对于硬质土层的处理则可以选择劈裂灌浆法,对于强度较低的低层处理,则可以选择压密灌浆法。其次,是做好施工机械和浆材的准备。根据实际工程施工需要将所有机械设备和各种器具准备就绪,同时根据施工方案设计要求准备施工需要使用到的各种浆材。最后,灌浆施工前的准备灌浆试验。在灌浆前,应选择相应的试验方法,进行灌浆试验,明确灌浆孔距、扩散半径等方面数据,为进行灌浆施工提供统一的数据标准。
2、灌浆法施工流程
在桥梁隧道工程施工中,应按照相应的施工流程进行,具体流程为:将桥梁基础或隧道围岩进行钻孔,为进行灌注相应泥浆做准备,随后安放浆管并将孔口封堵,然后进行搅浆、灌浆、待凝、成孔、安放灌浆管及封堵孔口,并进行搅浆、灌浆,最后进行封孔。
3、灌浆法施工工艺
灌浆法在桥梁隧道工程施工中的施工工艺应严格按照由上到下的顺序进行,具体内容如下:灌浆成孔时,应根据实际施工需要选择适当的钻头,并采取正对孔位施工,当钻到粘性土中时,使用导管护住孔壁,然后使用捞砂筒取砂成孔,同时将其钻到粘性土中。为了避免泥沙进入花管中,应使用软橡皮将花管外壁包裹住。在搅拌时,应向搅拌浆筒内注入相应量的水,并进行均匀搅拌,然后将试验标准量的水泥加入到搅拌筒中进行3~5min的搅拌。通过孔口封闭纯压式的灌浆方法使浆液饱满并填满桥梁隧道基础,以达到设计要求的深度。在灌浆结束后,应立即进行封孔操作,封孔24h后应检查孔口,若出现浆液下沉,则应及时补浆处理,直至浆液到顶面为止。
三、真空灌浆技术在桥梁隧道工程施工中的应用
1、浆体配比设计这种性能较高的水泥浆相比其他普通水泥浆,在原材料配比方面就存在着明显的区别,主要是水灰比低和成分多,这种配比方式主要是为了对水泥浆密实度的增强、对水泥浆性能的改善,进而增加路面的强度及耐久性。选用70.7×70.7×70.7mm的钢模型作为水泥浆试块,拆模必须在常温下一天后进行,然后进行试验室养护。
2、真空灌浆施工流程
2.1预应力筋成孔管材预应力混凝土构件中常常选用的布筋方式有直束、弯曲及u型束等,在预应力筋管成孔方面金属波纹管对小半径的弯曲及u型束的布筋需求不能充分满足,因此在施工过程中可以选用塑料波纹管这种新型成孔材料。相比金属波纹管,塑料波纹管强度更高及耐腐蚀性更强,能够更好地确保路面的质量。
2.2施工准备。桥梁工程施工前,对施工材料的总量进行检查确认,确保种类齐全,质量符合施工标准;同时对施工机械设备进行试运行,确保其无损坏,在施工过程中不会对施工进度造成任何影响。在施工前,施工企业必须对施工现场及周围的环境进行检测,在充分了解施工具体情况的前提下,确保施工的顺利进行。真空试抽:关闭所有的灌浆阀、排气阀,打开抽真空阀;启动真空泵抽真空,同时对真空压力表读数进行认真观察,也就是管内的真空度,当管内的真空度维持在一定位置时(压力尽量低为好),停泵约1分钟时间,当压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。 2.3水泥浆搅拌施工要求。水泥浆搅拌前,为使搅拌机内壁达到湿润的效果,必须在其内部加水进行几分钟的空转,随后倒净积水。装料过程中,必须在搅拌机内先倒入配比符合施工要求的水、水泥、膨胀水泥、粉煤灰,进行2分钟的均匀搅拌;然后在搅拌机内倒入减水剂,再进行3分钟的搅拌最后出料。水泥浆出料后必须及时进行泵送,同时对用水量进行严格控制,如果水过多就会出现水泌出的现象,这种情况的发生将会导致空隙在管道顶端的出现。如水泥浆没有立即使用则会导致其流动性极大地降低,这种情况下,不能选用加水法对其流动性进行增强。
2.4灌浆施工。真空灌浆施工在桥梁隧道工程施工中是一项专业性极强的施工方式,首先,在灌浆泵内加入搅拌好的水泥浆,在灌浆泵高压橡胶管设备的高压作用下将浆体打出,当打出的水泥浆浓度和灌浆泵内水泥浆的浓度一致时,将灌浆泵关掉,扎牢高压橡胶管及灌浆管。其次,将灌浆阀关掉同时将真空泵开启,并进行管道真空抽出作业,灌浆作业要在管道压强达到-0.06至-0.09MPa之间进行。将灌浆泵启动同时把灌浆阀打开,此时就可以进行灌浆操作,当水泥浆体在空气滤清器经过时,在排气阀打开前必须先将真空泵及抽气阀关掉。最后,对排气管水泥浆流出的状况进行观察,当浆体稠度与灌入的水泥浆稠度差不多一致时,将排气阀关掉,此时还可以再进行2到5分钟的灌浆作业,当管道内产生一定压力时,将灌浆阀关闭。
2.5清洗。将抽真空管的两个活接进行拆除,同时将真空泵卸掉;将沾有水泥浆的全部机械部件进行彻底清洗,确保其整洁性。
四、结束语
随着社会经济的不断进步及科学技术的快速发展,在桥梁隧道工程建设中越来越多的新技术、新工艺应用于施工当中,这些技术的应用极大地提高了我国建设的质量,并推动了我国交通事业的快速发展。真空灌浆技术具有良好的密封性、灌浆的饱满性及较高的强度等特点,这些特点的大量存在不仅确保了工程施工的整体质量,还延长了桥梁工程的使用周期,实现工程建设的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]聂国刚.灌浆法在桥梁隧道施工中的应用[J].交通世界,2013(10):257-258.
[2]孙雅文.灌浆法在桥梁隧道施工中的应用分析[J].黑龙江交通科技,2013(10):77
[3]黄丹民.真空灌浆施工技术在乔工程中的应用[J].黑龙江交通科技,2012(07):169.