CN112627168A - 桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，包括以下步骤：S1、布置注浆孔；S2、钻孔，使用空心钻进行钻孔穿透水泥面板以及路面基层；S3、放置注浆管；S4、注浆，注浆顺序由外到内，高密度聚合物液体材料首先对外围的注浆孔进行注浆，其次对内围的注浆孔进行注浆，最后对内部中心的注浆孔进行注浆；S5、注浆过程监测；S6、封闭注浆孔；S7、清扫环境。该桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，通过注射双组分高密度聚合物液体材料来维修路面基层和加固路基，注射的高密度聚合物液体迅速发生化学反应形成固体，同体积迅速膨胀，填充路面结构中的脱空，并向周围介质施加可控的压力，压密路基。

Description

桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法

技术领域

本发明属于道路施工技术领域，具体为一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法。

背景技术

随着我国高速公路建设里程逐年增多，公路养护、重建工作将成为公路建设行业的重要任务之一。截止2017年底，我国高速公路通车里程已达13.65万公里，意味着全国高速公路网络结构正在逐步形成，因此，高速公路建设预计在今后五六年将进入相对稳定期，而公路养护重建工作将成为公路建设行业的重要任务之一。对路面采取预防性养护措施，能对路面潜在病害的发展起到预防抑制作用，同时提高路面技术状况，延长路面使用寿命。《公路沥青路面养护技术规范》中要求，针对不同的路面病害采取不同的维修养护措施，同时也要求，若土基基层出现病害或由土基基层引起的面层病害，都要先处理完基层与路基病害后，才能对面层进行修补、罩面翻修或加铺。所以，道路基层与路基的维修养护同样重要。

目前高等级公路中普遍存在一个问题：随着通车年限的增长，桥头、台背回填处出现不同程度的沉降断裂(沉降值一般为10～30cm，有的甚至超过60cm)。由于地基土质不良造成的沉降、台背填料压缩引起路基的沉降、刚柔突变引起的沉陷等因素，造成搭板与原二灰碎石基层之间存在不同程度的脱空现象。在长时间车辆荷载的不断作用下搭板渐渐变得松动，搭板尾部沥青砼表面产生横裂，加之雨水的渗入，产生了啃边、唧浆甚至破损，形成跳车这一常见的病害。由于台背沉陷、断裂而形成了台阶，使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速的降低幅度与台阶高度、路面类型、道路等级、车辆类型和行驶的初速度等有关。根据实地观察和有关资料调查表明，当桥头台阶达1.5cm时，会对车速产生明显的影响，台阶每增加1cm，速度就会降低3km/h左右；而当台阶高达5cm时，车辆行驶显著减速，其减速幅度平均可达9～13km/h，对行车安全产生严重影响。

相比传统的开挖重铺或换填方式，注浆加固方式在公路深层病害维修中的运用越来越多，主要是水泥注浆方式和化学注浆方式水泥灌浆技术经过长期的研究改进应用，技术较为成熟，目前是注浆加固的主要方式。近年来，高聚物化学注浆技术运用于公路养护维修工程中，用于治理路面深层次病害，如路面基层沉陷、基层裂缝、层间脱浆等，优势突出，效果良好。该技术现已广泛应用于工业与民用建筑的地基加固以及公路、城市道路及机场道面维修等工程口，但在我国路面修复领域中尚未广泛运用。

尽管高聚物注浆材料、注浆设备以及注浆工艺在近30年来取得了很大的进步，但针对高聚物这类化学注浆材料的注浆机理研究相对滞后试验较难模拟，工程的设计与施工长期依赖于经验总结，限制了这一优技术的广泛运用。但在浆液扩散半径的计算理论、浆液湿面粘接理论、浆液吸渗理论等方面也有一定的进展。目前，国内外学者借鉴水泥类灌浆材料的注浆理论，结合试验模拟方式，主要研究了化学浆材的流变特性及其扩散机理，研究的成果主要反映在砂性土层、岩体以及堤坝等工程地质中，涉及渗透灌浆理论和劈裂灌浆理论方面回，而针对高聚物浆材在道路路基路面这种结枃层维修时的注浆机理分析没有做进一步深入研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，包括以下步骤：

S1、布置注浆孔：根据现场情况进行注浆孔的布置，注浆孔距的范围在1m-1.3m；

S2、钻孔：使用空心钻进行钻孔穿透水泥面板以及路面基层，钻孔分为浅层钻孔和深层成孔；

S3、放置注浆管：搭板下方路基注浆加固，分为两层，分别位于1.3m处和2m处，注浆管的放置深度分别为1.3m和2m；

S4、注浆：注浆顺序由外到内，高密度聚合物液体材料首先对外围的注浆孔进行注浆，其次对内围的注浆孔进行注浆，最后对内部中心的注浆孔进行注浆；

S5、注浆过程监测：在注浆过程中，使用激光水准仪及激光水平接收器对注浆过程进行实时监测，控制路基加固注浆量，激光水平接收器放置于注浆孔位置及相邻注浆孔位置，质量控制在以下几种情况下停止注浆：注浆过程中激光监测接收器提示，停止注浆，注浆过程中相邻注浆孔冒出浆液，停止注浆；

S6、封闭注浆孔：为防止雨水侵蚀，破坏路面，并保持路面的整体形象，使用道路密封胶把注浆孔封住，灌注密封胶时要使密封胶略底于路面，如果高出路面，使用工具将其整平；

S7、清扫环境：使用铁刷对注浆孔及污染路面进行处理，并用笤帚对施工作业区进行清扫，再使用吹风机进行清理，使用湿抹布对排除泥水处进行清理，最后使用墨汁把路面污染处进行处理。

进一步优化本技术方案，所述S2中，钻孔的直径为32mm，钻孔的深度为80cm，达到钻孔深度后，使用直径30mm的电钻继续钻孔，钻孔的深度为2m。

进一步优化本技术方案，所述S3中，放置的注浆管直径为12mm。

进一步优化本技术方案，所述S4中，注浆时，针对每个注浆孔，首先注射较深注浆管，其次注射较浅注浆管。

进一步优化本技术方案，所述S4中，注浆设备在注浆时，注浆压力设置为7MPa，最大注浆的深度为2m。

进一步优化本技术方案，所述S4中，发现搭板中间行车道位置局部区域搭板与垫层之间存在脱空，脱空量为2cm，在脱空区域进行注浆填充，侧墙及路基边坡与搭板衔接处开裂，为预防雨水进入路基，对开裂处填充注浆。

进一步优化本技术方案，所述S7中，路面钻孔过程中产生钻孔废水，应对措施为使用抹布封堵注浆孔周围，禁止废水向外流动，并及时把废水吸收到已准备好的水桶内，钻孔结束后，使用清水及时清扫，保持路面清洁；注浆过程中有极少量固体高密度泡沫材料从注浆孔冒出，应对措施为对废弃泡沫材料及时清扫并收集至垃圾袋中，最终放置施工车辆指定位置，禁止在施工区域内及周边区域随意抛洒废弃注浆材料。

与现有技术相比，本发明提供了一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，具备以下有益效果：

该桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，通过注射双组分高密度聚合物液体材料来维修路面基层和加固路基，注射的高密度聚合物液体迅速发生化学反应形成固体，同时体积迅速膨胀，从而可以填充路面结构中的脱空，并向周围介质施加可控的压力，压密路基，提升桥涵搭板恢复到原位，防止跳车，减少车辆通行安全事故。

附图说明

图1为本发明提出的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法的流程示意图；

图2为本发明提出的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法的注浆孔的分布示意图；

图3为本发明提出的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法的注浆加固示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，包括以下步骤：

S1、布置注浆孔：根据现场情况进行注浆孔的布置，如图2所示，注浆孔距的范围在1m-1.3m；

S2、钻孔：使用空心钻进行钻孔穿透水泥面板以及路面基层，钻孔分为浅层钻孔和深层成孔；

S3、放置注浆管：搭板下方路基注浆加固，分为两层，分别位于1.3m处和2m处，注浆管的放置深度分别为1.3m和2m；

S4、注浆：如图3所示，明桥涵搭板由搭板和埋板组成，搭板长度分别为6m和3m，半幅车道宽为11.5m，施工区域面积约为103.5㎡，搭板与埋板有拉杆相连，厚度均为23cm，搭板下方为C20混凝土垫层，厚度42cm，搭板上方沥青混凝土面层厚度为10cm，垫层下方回填区域为少量碎石、大量粗砂，因此注浆顺序由外到内，高密度聚合物液体材料首先对外围的注浆孔进行注浆，其次对内围的注浆孔进行注浆，最后对内部中心的注浆孔进行注浆；

S5、注浆过程监测：在注浆过程中，使用激光水准仪及激光水平接收器对注浆过程进行实时监测，控制路基加固注浆量，激光水平接收器放置于注浆孔位置及相邻注浆孔位置，质量控制在以下几种情况下停止注浆：注浆过程中激光监测接收器提示，停止注浆，注浆过程中相邻注浆孔冒出浆液，停止注浆；

S6、封闭注浆孔：为防止雨水侵蚀，破坏路面，并保持路面的整体形象，使用道路密封胶把注浆孔封住，灌注密封胶时要使密封胶略底于路面，如果高出路面，使用工具将其整平；

S7、清扫环境：使用铁刷对注浆孔及污染路面进行处理，并用笤帚对施工作业区进行清扫，再使用吹风机进行清理，使用湿抹布对排除泥水处进行清理，最后使用墨汁把路面污染处进行处理。

具体的，所述S2中，钻孔的直径为32mm，钻孔的深度为80cm，达到钻孔深度后，使用直径30mm的电钻继续钻孔，钻孔的深度为2m。

具体的，所述S3中，放置的注浆管直径为12mm。

具体的，所述S4中，注浆时，针对每个注浆孔，首先注射较深注浆管，其次注射较浅注浆管。

具体的，所述S4中，注浆设备在注浆时，注浆压力设置为7MPa，最大注浆的深度为2m。

具体的，所述S4中，发现搭板中间行车道位置局部区域搭板与垫层之间存在脱空，脱空量为2cm，在脱空区域进行注浆填充，侧墙及路基边坡与搭板衔接处开裂，为预防雨水进入路基，对开裂处填充注浆。

具体的，所述S7中，路面钻孔过程中产生钻孔废水，应对措施为使用抹布封堵注浆孔周围，禁止废水向外流动，并及时把废水吸收到已准备好的水桶内，钻孔结束后，使用清水及时清扫，保持路面清洁；注浆过程中有极少量固体高密度泡沫材料从注浆孔冒出，应对措施为对废弃泡沫材料及时清扫并收集至垃圾袋中，最终放置施工车辆指定位置，禁止在施工区域内及周边区域随意抛洒废弃注浆材料。

实施例二：

一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，包括以下步骤：

S1、布置注浆孔：根据现场情况进行注浆孔的布置，如图2所示，注浆孔距的范围在1m-1.3m；

S2、钻孔：使用空心钻进行钻孔穿透水泥面板以及路面基层，钻孔分为浅层钻孔和深层成孔；

S3、放置注浆管：搭板下方路基注浆加固，分为两层，分别位于1.3m处和2m处，注浆管的放置深度分别为1.3m和2m；

S4、注浆：如图3所示，明桥涵搭板由搭板和埋板组成，搭板长度分别为6m和3m，半幅车道宽为11.5m，施工区域面积约为103.5㎡，搭板与埋板有拉杆相连，厚度均为23cm，搭板下方为C20混凝土垫层，厚度42cm，搭板上方沥青混凝土面层厚度为10cm，垫层下方回填区域为少量碎石、大量粗砂，因此注浆顺序由外到内，高密度聚合物液体材料首先对外围的注浆孔进行注浆，其次对内围的注浆孔进行注浆，最后对内部中心的注浆孔进行注浆；

S5、注浆过程监测：在注浆过程中，使用激光水准仪及激光水平接收器对注浆过程进行实时监测，控制路基加固注浆量，激光水平接收器放置于注浆孔位置及相邻注浆孔位置，质量控制在以下几种情况下停止注浆：注浆过程中激光监测接收器提示，停止注浆，注浆过程中相邻注浆孔冒出浆液，停止注浆；

S6、封闭注浆孔：为防止雨水侵蚀，破坏路面，并保持路面的整体形象，使用道路密封胶把注浆孔封住，灌注密封胶时要使密封胶略底于路面，如果高出路面，使用工具将其整平；

S7、清扫环境：使用铁刷对注浆孔及污染路面进行处理，并用笤帚对施工作业区进行清扫，再使用吹风机进行清理，使用湿抹布对排除泥水处进行清理，最后使用墨汁把路面污染处进行处理。

具体的，所述S2中，钻孔的直径为35mm，钻孔的深度为85cm，达到钻孔深度后，使用直径30mm的电钻继续钻孔，钻孔的深度为2m。

具体的，所述S3中，放置的注浆管直径为14mm。

具体的，所述S4中，注浆时，针对每个注浆孔，首先注射较深注浆管，其次注射较浅注浆管。

具体的，所述S4中，注浆设备在注浆时，注浆压力设置为7MPa，最大注浆的深度为2.5m。

具体的，所述S4中，发现搭板中间行车道位置局部区域搭板与垫层之间存在脱空，脱空量为2.5cm，在脱空区域进行注浆填充，侧墙及路基边坡与搭板衔接处开裂，为预防雨水进入路基，对开裂处填充注浆。

具体的，所述S7中，路面钻孔过程中产生钻孔废水，应对措施为使用抹布封堵注浆孔周围，禁止废水向外流动，并及时把废水吸收到已准备好的水桶内，钻孔结束后，使用清水及时清扫，保持路面清洁；注浆过程中有极少量固体高密度泡沫材料从注浆孔冒出，应对措施为对废弃泡沫材料及时清扫并收集至垃圾袋中，最终放置施工车辆指定位置，禁止在施工区域内及周边区域随意抛洒废弃注浆材料。

实施例三：

在采用实施例一中所述的方法施工后，我们对注浆施工效果进行了检验：

测量下沉搭板抬升量：为保证注浆材料在2m的注浆深度范围内充满路基内的脱空，并对松软路基起到加固的效果。注浆施工时，对下沉量较大区域，每个注浆点抬升量为＜1mm。经注浆后测量，在下沉量最大区域，搭板累积抬升量约2cm。证明本次注浆施工具有明显的路基加固、填充及抬升效果。

注浆施工后，我们分别在紧急停车道及行车道进行钻取芯样，共取出2个芯样。根据取出的芯样可以判断出，搭板上方面层(10cm)、搭板(25cm)、搭板下方垫层(25-35cm)结构完整，垫层下方为土和石块，且石块大小不均匀。由于搭板垫层下方回填区域主要由土和石块组成，在取芯过程中，钻头很容易被土和水混合成的泥浆塞满而卡住，使用洛阳铲取出更深的芯样，但因回填区域中石块较大，最终取芯深度为1.2m。

在紧急停车道的芯样中，我们发现在芯样67cm处有片状高密度聚合物注浆材料，边缘后约1cm，中心厚度＞3cm成锥形。

由于注浆管深度分别为1.3m和2m，而芯样中高密度聚合物注浆材料分布在垫层下方(深度67cm处)，说明这个芯样周围区域垫层下方脱空或土质松软，推断高密度聚合物注浆材料通过土壤空隙或脱空进入这个区域。从而证明了高密度聚合物注浆材料具有很好的流动性；并证明了高密度化合物注浆材料对回填脱空和松软土壤具有很好的填充和加固效果。

三个实施例的试验结果表明：该桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，通过注射双组分高密度聚合物液体材料来维修路面基层和加固路基，注射的高密度聚合物液体迅速发生化学反应形成固体，同时体积迅速膨胀，从而可以填充路面结构中的脱空，并向周围介质施加可控的压力，压密路基，提升桥涵搭板恢复到原位，防止跳车，减少车辆通行安全事故。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、布置注浆孔：根据现场情况进行注浆孔的布置，注浆孔距的范围在1m-1.3m；

S2、钻孔：使用空心钻进行钻孔穿透水泥面板以及路面基层，钻孔分为浅层钻孔和深层成孔；

S3、放置注浆管：搭板下方路基注浆加固，分为两层，分别位于1.3m处和2m处，注浆管的放置深度分别为1.3m和2m；

S4、注浆：注浆顺序由外到内，高密度聚合物液体材料首先对外围的注浆孔进行注浆，其次对内围的注浆孔进行注浆，最后对内部中心的注浆孔进行注浆；

S5、注浆过程监测：在注浆过程中，使用激光水准仪及激光水平接收器对注浆过程进行实时监测，控制路基加固注浆量，激光水平接收器放置于注浆孔位置及相邻注浆孔位置，质量控制在以下几种情况下停止注浆：注浆过程中激光监测接收器提示，停止注浆，注浆过程中相邻注浆孔冒出浆液，停止注浆；

S6、封闭注浆孔：为防止雨水侵蚀，破坏路面，并保持路面的整体形象，使用道路密封胶把注浆孔封住，灌注密封胶时要使密封胶略底于路面，如果高出路面，使用工具将其整平；

S7、清扫环境：使用铁刷对注浆孔及污染路面进行处理，并用笤帚对施工作业区进行清扫，再使用吹风机进行清理，使用湿抹布对排除泥水处进行清理，最后使用墨汁把路面污染处进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，所述S2中，钻孔的直径为32mm，钻孔的深度为80cm，达到钻孔深度后，使用直径30mm的电钻继续钻孔，钻孔的深度为2m。

3.根据权利要求1所述的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，所述S3中，放置的注浆管直径为12mm。

4.根据权利要求1所述的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，所述S4中，注浆时，针对每个注浆孔，首先注射较深注浆管，其次注射较浅注浆管。

5.根据权利要求1所述的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，所述S4中，注浆设备在注浆时，注浆压力设置为7MPa，最大注浆的深度为2m。

6.根据权利要求1所述的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，所述S4中，发现搭板中间行车道位置局部区域搭板与垫层之间存在脱空，脱空量为2cm，在脱空区域进行注浆填充，侧墙及路基边坡与搭板衔接处开裂，为预防雨水进入路基，对开裂处填充注浆。

7.根据权利要求1所述的一种桥涵搭板下沉处路基高密度聚合物注浆加固方法，其特征在于，所述S7中，路面钻孔过程中产生钻孔废水，应对措施为使用抹布封堵注浆孔周围，禁止废水向外流动，并及时把废水吸收到已准备好的水桶内，钻孔结束后，使用清水及时清扫，保持路面清洁；注浆过程中有极少量固体高密度泡沫材料从注浆孔冒出，应对措施为对废弃泡沫材料及时清扫并收集至垃圾袋中，最终放置施工车辆指定位置，禁止在施工区域内及周边区域随意抛洒废弃注浆材料。

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