真空輔助壓漿技術在橋梁施工中的應用

黃永新

（貴州省晴隆縣交通局，貴州 晴隆 561400）

在橋梁建設中，傳統的壓漿工藝存在一定的結構缺陷，如：漿體不密實、不飽滿，有氣泡甚至局部形成孔洞，漿體強度較低。同時由于漿體的不密實和孔洞，使水分和氧氣有可能滲入預應力筋并產生銹蝕，影響梁的使用壽命，嚴重的甚至導致橋梁垮塌。針對傳統壓漿存在的不足，推出了真空輔助壓漿技術，它提高了預應力孔道灌漿的飽滿度與密實性，大大提高了結構的耐久性。目前，該項技術已被應用于結構工程、橋梁工程及隧道工程等工程領域。

1 真空輔助壓漿的基本原理及優點

1.1 基本原理

真空輔助壓漿是以塑料波紋管代替金屬波紋管，在預直力張拉完成后采用專用密封罩將孔道系統密封，一端用真空泵抽吸預應力孔道中的空氣，使孔道內的真空度達到80%以上，然后在孔道的另一端再用壓漿機以大于0.7Mpa的正壓力將水泥漿壓入預應力孔道。由于孔道內只有極少的空氣，很難形成氣泡；同時，由丁孔道與壓漿機之間的正負壓力差，大大提高了孔道壓漿的飽滿度，減少了孔道中因存在氣泡和多余水分造成預應力筋受到銹蝕的現象，確保了孔道壓漿的質量，提高了橋梁工程的安全、耐久性。

1.2 優點

1.2.1 在真空狀態下，管道內的空氣極少，漿體很難形成氣泡，孔道中殘留的水珠在接近真空狀態下被汽化，隨同空氣一起被抽出，避免了有害水積聚在預應力筋附近對預應力筋的腐蝕。同時減少了由于管道高低彎曲而使漿體自身形成的壓力差，便于漿體充滿整個管道，尤其是一些異形關鍵部位。

1.2.2 負壓的作用使得漿體更易于通過狹窄間隙，使壓漿過程中出現堵塞情況的概率大為降低。

1.2.3 強化了漿液的慣性流動與沖擊及對孔道的充盈，漿體可以很好地充滿整個管道，使孔道內漿體飽滿、密實，漿體與鋼絞線相接密貼，漿體表面光滑密實，漿體內不存在氣泡或空洞。

1.2.4 由于在漿體中加入了專用的減水劑和膨帳劑，降低了水灰比，提高了水泥漿的流動度，減少了水泥漿的收縮，消除了裂縫的產生。

1.2.5 減少孔道中阻力，加速了漿液的流動，形成一個連續且迅速的過程，縮短了壓漿時間，提高了生產工效。

2 工藝流程

2.1 管道密封

波紋管的選擇。應使用高強度塑料波紋管，塑料波紋管與普通壓漿使用的金屬波紋管相比具有以下優點：

2.1.1 密封性好、耐腐蝕、耐老化、永不生銹、不導電，可防止雜散電流腐蝕；

2.1.2 彎曲度大，連接方便，能滿足小半徑的彎曲及U形束、圓形束的布筋要求；

2.1.3 柔韌性好、環剛度大、不怕踩壓，施工中不易被振搗棒弄破，有效地避免管道漏漿的可能性；

2.1.4 摩擦阻力小，減少張拉過程中的預應力摩擦損失并提高了預應力筋的耐疲勞能力。波紋管的安裝。設置管道定位鋼筋：波紋管在安裝前，應按設計管道坐標進行放樣，設置定位鋼筋，間距直線段約為0.75m，曲線段宜≯0.5m。鋪設波紋管：將波紋管鋪設在定位鋼筋上，按設計要求將其位置擺放正確并用細鐵絲將波紋管固定在定位鋼筋上，防止澆筑混凝土時波紋管位置偏移或上浮。波紋管安裝就位過程中，應防止點焊火花燒傷管壁。

壓漿孔與排氣孔安裝。壓漿孔、排氣孔均設置在錨墊板上，同一孔道匝漿孔設置在下方一端，排氣孔(即抽成真空端)設置在上方一端。

2.2 設備機具的檢查和保養

設備閥門要勤檢查和保養，及時更換有問題的管道和閥門，工作過程中不能出現故障，嚴格按照操作規程操作，確保工序順利進行。

2.3 封錨

張拉完畢后，用砂輪機切除外露的鋼絞線(注意鋼絞線的外露量≤25mm)進行封錨。封錨方式采用保護罩封錨，保護罩作為工具罩使用，壓漿后3h 拆除。將錨墊板表面清理，保證平整，在壓漿保護罩底面和橡膠密封表面均勻涂一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈。將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊。清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道順暢。

2.4 孔道檢查

壓漿孔、排氣孔必須暢通無阻，如發現管道內殘留有水分或臟物，吹入無油分的壓縮空氣清洗管道，接著用含有生石灰或氫氧化鈣澄清水溶液沖洗管道，直到將松散顆粒及清水排除為止，最后以無油分的壓縮空氣吹干管道，嚴禁在孔道有積水的情況下進行真空壓漿。

2.5 壓漿工藝裝置的布置

在水泥漿出人口處接上密封閥門，將真空泵連接在非壓漿端上，壓漿泵連接在壓漿端上，以串聯的方式將負壓容器、三向閥門錨具端頭連接起來，其中錨具端和閥門之間用一段透明的高強塑料管連接。壓漿裝置布置見圖l。

2.6 試抽真空

各部件連接后，將所有閥門關閉并啟動真空泵5～7min 將孔道抽成真空，觀察真空壓力表讀數，當真空壓力表的讀數達到-0.09 MPa 時，停止抽氣約2min，若壓力表保持不變，則可認為孔道達到真空狀態。若未能達到此數據，則表示波紋管未能完全密封，要在壓漿前進行檢查更正。

圖l

2.7 拌漿

2.7.1 拌漿前先加水空轉數分鐘，使攪拌機內壁充分濕潤，將積水清理干凈。

2.7.2 將稱量好的水倒人攪拌機，邊攪拌邊倒入水泥，水泥加完后再攪拌3～5min，直至均勻，將溶于水的外加劑和其他液態外加劑倒人攪拌機，再攪拌5～15min 出料。

2.7.3 拌好的漿體應盡量卸盡，卸出前不得再投入原材料，同時對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用加水的方法來增加其流動性，更不能采取邊進料邊出料的方法。

2.8 壓漿

漿體稠度檢測符合要求后，先將水泥漿注入壓漿泵中，壓漿泵的高壓膠管出口打出漿體，待這些漿體的濃度與壓漿泵中的濃度一樣時，將壓漿管接到壓漿孔上，用絲扣扣牢，開始壓漿。壓漿前關閉所有排氣閥門(連接至真空泵的除外)，啟動真空泵進行抽真空。保持真空泵運行的同時，打開閥1，啟動壓漿泵，開始壓漿。

壓漿過程中，真空泵保持連續工作，當觀察到空氣濾清器有漿體經過時關掉真空泵和閥3，打開閥2，觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入前稠度一致，關掉排氣閥2，仍繼續壓漿使管道內有0.5～0.6MPa 的壓力，持壓1～2min，再關閉閥l。

壓漿管拆下來，拆卸活結，清冼空氣濾清器，然后轉入下一孔道開始壓漿。

每束管道壓漿完成后要用木塞封閉并免受振動直至水泥漿凝固。孔道壓漿要繼續，一次完成，在移動壓漿泵及真空泵等設備時，應繼續啟動壓漿泵，使漿體在輸漿管與攪拌機之間循環流動，防止漿體由于停留時間太久而產生沉淀，造成堵管。

2.9 清洗配件

孔道壓漿完畢后應盡快清洗壓漿泵、攪拌機、空氣濾清器、各種管道、接頭閥門以及沾有灰漿的工具。

3 注意事項

3.1 針對曲線孔道的特點，在波紋管每個波峰的最高點靠同一端設置觀察閥，高出混凝土20cm。

3.2 整個連通管道的氣密性須認真檢查，合格后方能進入下一道工序。

3.3 漿體攪拌時，水、水泥和外加劑的用量都必須嚴格控制在1%的允許誤差范圍之內。

3.4 攪拌后的水泥漿必須做流動性、泌水性試驗，壓漿時每一工作班應至少做3 組7.07cm x 7.07cm x7.07 cm 的立方體試件，標準養護28d，檢查抗壓強度作為水泥漿質量的評定依據，制作試件的水泥漿應由出漿口提取。

3.5 水泥漿進入儲漿罐前，應先通過1-2 mm 的篩網過濾。

3.6 壓漿工作宜在灰漿流動性沒有下降前的30min 內進行，同一孔道壓漿應一次完成，不得中途停壓，因故中途停壓不能連續一次壓滿時，應立即用壓力水沖洗干凈，研究處理后再壓漿，互相串通的孔道應同時壓漿。

3.7 壓漿過程不能太快，速度太快水泥漿在孔道內會形成“湍流”，孔道內原有的空氣不但不能被水泥漿擠壓出去，反而會因“湍流”在水泥漿內形成氣泡，等到水泥結硬以后，就形成了空洞。

3.8 真空泵放置應低于整條管道，啟動時先將連接真空泵的水閥打開，然后關泵，停泵時先關水閥，后停泵。

4 結語

真空輔助壓漿技術，是確保預應力后張法高質量灌漿的一種強有力手段，解決了壓漿的質量問題，克服了傳統壓漿工藝的不足，從根本上解決了壓漿的缺陷，提高了孔道壓漿的飽滿度與密實性，確保了預應力筋的防腐，大大提高了結構的耐久性，延長了橋梁的使用壽命。