铁路桥梁隧道工程中灌浆技术的应用研究

李奎双

（广东广汕铁路有限责任公司，广州 510000）

1 引言

目前，在铁路桥梁隧道施工当中，灌浆技术已相对成熟，在铁路桥梁隧道等施工中得到广泛应用。当工程中出现裂缝等问题时，可采用灌浆技术对裂缝进行修补[1]。根据工程的实际需求，可以采用气压或液压的方式将浆液压入裂缝中，从而修补裂缝。由于灌浆技术的材料结合力良好、强度较高且施工方式较为经济，在铁路桥梁隧道施工中得到了广泛的应用[2]。本文对灌浆技术的原理及优势进行分析，结合施工中常出现的问题，对其在铁路桥梁隧道施工的实际应用进行探讨。

2 灌浆技术概述

2.1 灌浆技术原理

灌浆技术是将水泥、砂、黏土、水和特殊添加剂按照相应的比例混合成为灌注砂浆，然后通过钻孔、管道安装、灌浆、封堵的流程，将水泥浆液通过高压注入裂缝中，待其凝固转化成浆柱体后，便与工程基体紧密结合，从而夯实地基。在路桥隧道施工中，注浆可分为高压注浆和低压注浆两种形式。常用的方法是高压灌浆[3]。

2.2 灌浆技术优势

灌浆技术的主要优势表现在：

1）利用水泥砂浆填充缝隙可以有效避免工程出现裂纹扩大、渗透等风险。灌浆技术可以提高工程的整体密实性，使工程具有较强的防渗能力。

2）灌浆技术所使用的水泥砂浆要比工程本体强度更高，水泥砂浆在凝固后，可以有效提高工程整体的强度，对整体结构起到加固作用。

3）采用灌浆技术可以在一定程度上恢复隧道因不均匀沉降引起的形变。

由此可以看出，灌浆技术经过不断应用与发展，技术已较为成熟完善，可以便捷、有效地提高工程的安全性，对铁路桥隧道施工具有不可或缺的意义[4]。

3 铁路桥梁、隧道施工中灌浆技术的应用

3.1 铁路桥梁施工中的应用

灌浆环节，应根据桥梁的实际情况制订合理的灌浆方案，并做好灌浆前的各项工作。在进行灌浆工作之前，应做好基础准备工作。例如，在灌浆前，有必要对灌浆设备进行基本检测，并定期对灌浆机械设备进行保养，以确保设备在使用过程中不会出现故障。在灌浆施工前做好测定试验，确定灌浆的距离与浆液扩散的半径。在确定了这些基本因素后，应根据灌浆的实际情况调整灌浆配比，选择最合适的灌浆配比[5]。

大多数铁路、桥梁在使用一段时间后，都会受到严重的环境侵蚀、交通荷载等因素的影响，容易产生裂缝等问题。这些问题一旦出现而没有及时处理，势必会大幅缩短铁路桥梁的使用寿命，甚至会在其基体产生较大、明显的裂缝，增加桥梁、铁路损毁的风险。因此，在铁路桥梁保养维护工作中，在出现缺口事故后，应及时做好缺口的填补工作。裂纹问题出现后，需要在最短的时间内，对裂纹问题进行修复。要对裂缝进行标识，同时对裂缝的产生原因进行分析，然后结合不同的裂缝原因，选择合适的灌浆工艺和灌浆材料，并对整个问题、原因及补救措施进行详细的记录[6]。

3.2 铁路隧道施工中的应用

铁路隧道施工工程是一项非常复杂的工程，有许多外部和内部的干扰因素，如丘陵、盆地、溶洞、岭谷等复杂地貌。在隧道施工项目中采用灌浆加固技术，可有效帮助其解决裂缝、松动等问题，提高工程的整体质量，有效地填补洞口，堵塞水流，从而提高隧道结构的整体防渗性能，增强隧道的整体强度[7]。

在铁路隧道施工中，出现裂纹问题后，为了有效开展灌浆施工内容，必须首先诊断隧道内存在的裂缝部位，根据各个基本因素判断裂缝问题的成因，然后再通过标准化灌浆技术，明确可能存在的问题，以从根本上有效解决现场裂缝问题。

在灌浆技术工作中，应根据基础材料和问题实际情况制订合理的灌浆方案。但在实际施工过程中，为了降低钻孔灌浆裂缝的发生率和钻孔灌浆的难度，在钻孔成孔后，应严格布置灌浆管，并根据具体标准和要求通过专用管提高灌浆水平，以保证最终的施工效果。由于灌浆固化需要一定的时间，这也意味着灌浆内柱的总承载力必然会不断提高，因此，在这一过程中应合理控制灌浆配比，不断优化配合比。其次，为了解决隧道的结构失稳问题，应及时进行加固工作，以避免隧道地表沉陷。如果隧道帷幕位置存在裂缝，在进行防渗灌浆前必须先进行帷幕灌浆。因此，在钢结构建设施工过程中，往往需要提前设计，预留孔洞，以便于后续灌浆工程的开展。根据工程的具体情况，制订科学、合理的施工方案，有效地控制工程参数。最后，在隧道施工中，应注重灌浆管理，以预防为主，做好铁路隧道的维修保养，最终使灌浆技术发挥其作用[8]。

4 灌浆技术的施工注意事项

在铁路桥梁隧道施工过程中，质量问题严重影响着整个工程的安全性与经济性，严重者甚至需要重新返工。根据以往的施工现场经验与总结分析，施工工艺需要非常系统的操作和施工方案。所有的工人都必须严格按照计划进行施工。其中各流程注意事项如下。

4.1 钻孔注意事项

1）钻孔前需确定充分考量隧道施工现场情况，科学挑选相符合的灌浆技术，结合不同灌浆技术产生的优势和流程，确定钻孔模式。

2）在钻孔前，需对钻孔器械与设备进行检查、保养，以提高隧道施工现场的钻孔效率与安全性，从而缩短铁路桥梁隧道的整体施工周期。

3）打孔时要求钻孔与钻孔面的保持垂直，误差范围控制在±1%以内。

4）当打孔中遇到有水流涌出时，打孔人员需立即停止作业，并通过加压、灌浆等方式，堵住涌水孔。

4.2 管道安装注意事项

在特殊环境施工时，为了避免普通灌浆管道在使用中产生外壁裂缝，影响整个工程的安全性与实用性，可以为灌浆管外部包裹上一层软胶质保护套，使灌浆管在软胶套的保护下，不易流入泥沙，起到双层防护的作用。

4.3 搅拌注意事项

1）检查材料配比：一定要严格按照灌浆技术要求配比材料进行搅拌。

2）搅拌要求：在搅拌时，需保持匀速、朝一个方向进行搅拌，不宜过快，也不可随意改变搅拌的方向。在搅拌超过30 s后，可根据搅拌情况，适当调整搅拌的速度。

3）砂浆完成搅拌后，应尽量在2 h 内使用完毕，以免长时间使用后出现结块或变质等问题，影响灌浆施工质量[9]。

4.4 灌浆注意事项

1）灌浆前，应对灌浆使用的设备、管路、灌浆孔的状态进行安全检查，避免其在灌浆施工时出现故障，对人员与财产产生损害。并清理好施工现场，避免出现的杂物进入灌浆孔影响浆柱的结合度。

2）按照要求做好注水试验工作。灌浆操作人员必须要佩戴好相应的防护用具，若发现灌浆压力异常时，要及时远离灌浆口，避免灌浆管道爆裂伤人。

3）对现场灌浆操作人员做好培训、监督工作，确保其严格按照灌浆操作规程施工，避免其因个人意愿，出现违规操作的情况。

4）灌浆时，要求按由下到上的顺序进行，先从低位的灌浆孔灌注，使气体从高处孔排出。待到高位灌注孔溢出浆液之后，再将低位灌注孔封堵，从高位孔向下反复灌浆，直到高位孔灌满为止。

5）注浆压力设定需根据衬砌界沟的厚度决定，还需要考虑内部钢筋的布置情况。

6）灌浆时，确保连续性，直至灌浆结束。如果灌浆中断，应立即清孔并重新灌浆。

7）通常灌浆压力不超过1.2 MPa，地表等部位出现冒浆时，需立即采取灌浆防护措施，间歇灌浆可以降低压力。灌浆后应对地基承载力进行检测。灌浆后地基承载力可达300 kPa，远远超过130 kPa 的标准。如果灌浆压力突然增加，可以用水、水泥砂浆代替，使灌浆压力得以恢复，然后灌浆，如果灌浆压力没有恢复到正常标准，需要停止灌浆，并检查灌浆管是否堵塞；如果灌浆压力很高，在灌浆过程中长时间保持不变，需要立即改变灌浆配比和灌浆浓度，缩短凝胶时间，应根据凝胶时间严格控制灌浆停留时间。

8）当灌浆压力达标后，以10 L/min 左右的流速保持灌浆10 min，最大灌浆量不得超过20 L/min[10]。

4.5 灌浆孔封堵注意事项

1）灌浆孔封堵过程中，操作人员需确定裂缝处或者孔洞中的浆液是否已经压实，然后才可以进封堵处理，并将封口修理平整，做好保护工作。

2）当浆液凝固后需立即对灌浆孔进行封堵，确保其灌浆孔的密封性。

3）在封孔作业完成1 h以后，观察灌浆孔封堵状况。在检查过程中，一旦发现孔洞内部的浆液液面出现下降情况，在充分考虑隧道施工的基础上，采取相应的灌浆补浆措施，使灌浆孔内浆液达到顶面[11]。

5 结语

综上所述，在铁路桥梁隧道施工中灌浆加固技术虽已较为成熟，但由于其技术标准的严格性与施工的危险性，在实际施工中仍会出现较多问题与事故，因此，也要求工作人员操作时具备较高的专业水准。只有科学、严谨地运用灌浆技术，才能更好地提升铁路桥梁隧道的强度，延长其使用寿命，减少施工成本的投入，保证交通道路的安全，有效地提高铁路桥梁隧道工程的整体质量。