公路工程真空灌漿技術(shù)的應(yīng)用研究

霍建兵

山西呂梁高速公路有限公司，山西呂梁 032200

1 概述

在后張預(yù)應(yīng)力孔道中灌注水泥漿，可以預(yù)防預(yù)應(yīng)力筋被銹蝕，同時(shí)促進(jìn)預(yù)應(yīng)力筋和混凝土之間的共同作用，傳遞預(yù)應(yīng)力筋的效應(yīng)力。傳統(tǒng)的灌漿方法是壓力灌漿法，即用0.5MPa～1.0MPa壓力把水泥漿壓入預(yù)應(yīng)力孔道中[1]，這種壓漿方法不能把泥漿壓密實(shí)，容易產(chǎn)生孔隙，水分容易滯留或滲入孔道中，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋氧化銹蝕，這就給公路工程留下安全、質(zhì)量隱患。真空灌漿技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)壓漿方法的不足，在公路工程中應(yīng)用，可以有效解決這些問(wèn)題，提高孔道灌漿的飽滿度和密實(shí)性，確保公路結(jié)構(gòu)的安全性和耐用性，保證公路工程的實(shí)施進(jìn)展和正常投入使用。采用水泥混凝土作為公路路面是我國(guó)公路的主要形式之一，在公路工程中應(yīng)用真空灌漿技術(shù)，能對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)公路的使用壽命，改善其通行能力，保證公路的舒適度和安全性。

2 真空灌漿技術(shù)

2.1 真空灌漿技術(shù)的工藝原理

真空灌漿技術(shù)是在預(yù)應(yīng)力孔道的一端用真空泵對(duì)孔道進(jìn)行抽真空，使孔道內(nèi)形成0.1MPa左右的負(fù)壓，然后用灌漿泵在孔道的另一端用0.7MPa以上的正壓力往孔道注入水泥漿，直至孔道內(nèi)充滿水泥漿，繼續(xù)施壓1min～2min[2]，提高預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的飽滿度和密實(shí)性。真空灌漿技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

2.2 真空灌漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1）清洗預(yù)應(yīng)力孔道時(shí)殘留的水在進(jìn)行抽真空的時(shí)候被汽化、抽離，在灌漿的時(shí)候就不會(huì)形成水泡、氣泡了，同時(shí)，灌漿過(guò)程中形成的氣泡也在真空負(fù)壓條件下破裂，同時(shí)被抽離，這就解決了傳統(tǒng)灌漿方法中形成孔隙、氣泡導(dǎo)致漿體不飽滿、密實(shí)的問(wèn)題，減少了水分滯留或滲入的現(xiàn)象，保證了公路工程的質(zhì)量；

2）在真空環(huán)境下，漿體得以均勻分布，從而保證其稠度、均與度一致，公路路面受壓力平衡，消除了產(chǎn)生裂縫的情況，確保漿體密實(shí)度和強(qiáng)度，提高預(yù)應(yīng)力筋和混凝土之間的共同作用，使預(yù)應(yīng)力筋的效應(yīng)力得到很好的傳遞；

3）預(yù)應(yīng)力孔道是密封、呈真空狀態(tài)的，漿體能迅速、均勻地充滿整個(gè)孔道，減少壓漿工序，縮短了灌漿時(shí)間。

3 真空灌漿技術(shù)的要求

真空灌漿技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，需要較高的技術(shù)水平和質(zhì)量監(jiān)控，但其在公路工程應(yīng)用上還缺乏相應(yīng)的技術(shù)支撐，所以，要根據(jù)具體情況，設(shè)計(jì)出合適的施工工藝，對(duì)真空灌漿實(shí)施步驟、技術(shù)措施、施工材料、機(jī)械設(shè)備等，進(jìn)行嚴(yán)格全面的測(cè)驗(yàn)和技術(shù)分析。

3.1 真空灌漿技術(shù)對(duì)施工程序的要求

進(jìn)行真空灌漿前要清洗預(yù)應(yīng)力管道，用高壓風(fēng)吹干凈，然后進(jìn)行臨時(shí)性密封，避免再次污染。用水泥砂漿封錨24小時(shí)左右進(jìn)行灌漿。確保各裝備是已連接妥當(dāng)，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，保證能順利施工。水泥漿的攪拌應(yīng)該保持持續(xù)攪拌狀態(tài)，保證水泥漿進(jìn)入管道前都是均勻、流動(dòng)的。

3.2 真空灌漿技術(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道的要求

真空條件是真空灌漿技術(shù)正常實(shí)施的關(guān)鍵，所以在公路工程中實(shí)施真空灌漿對(duì)預(yù)應(yīng)力管道有高要求，要求預(yù)應(yīng)力管道、管道兩端能形成一個(gè)封閉空間，保證孔道內(nèi)可以形成真空狀態(tài)，并達(dá)到要求的真空度。在施工過(guò)程中，如果波紋管出現(xiàn)損壞，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，維持孔道的密封性。金屬波紋管摩阻系數(shù)較大，在灌漿過(guò)程中對(duì)漿體均勻分布造成一定的阻礙，所以，目前多選用摩阻系數(shù)較小、密封性較高的高密度聚乙烯塑料波紋管作為成孔材料。塑料波紋管還具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、韌性高等特點(diǎn)，在公路工程中使用，可以有效保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不被氧化銹蝕、不漏水等，為公路工程的順利實(shí)施提供可靠的材料支持[3]。

3.3 真空灌漿技術(shù)對(duì)施工材料的要求

選用合適的施工材料，是真空灌漿技術(shù)正常實(shí)施作業(yè)的重要保證。水泥漿的水灰比、和勻度、滲透性、流動(dòng)性、強(qiáng)度等是需要注意且需要完善的幾個(gè)方面。在水泥漿中加入適量的添加劑，可以提供水泥漿的性能，所以，要根據(jù)實(shí)際使用的水泥品種選擇合適的添加劑，添加劑要求是具有減水、緩凝和微膨脹等作用效果，但不會(huì)損壞預(yù)應(yīng)力筋和水泥的材料。

3.4 真空灌漿技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求

真空灌漿技術(shù)需要的機(jī)械設(shè)備除了基本的壓漿施工設(shè)備外，還需要真空泵、壓力表、控制盤、壓力瓶、輸漿管、氣密閥、氣錨帽等設(shè)備。真空泵是實(shí)施真空灌漿技術(shù)的重要工具，所以對(duì)其要求更高，要求其進(jìn)行空氣抽空時(shí)真空度（負(fù)壓）控制在-0.08MPa～-0.1MPa之間，在整個(gè)灌漿過(guò)程中能保持穩(wěn)定、連續(xù)工作。

4 真空灌漿技術(shù)的施工工藝

4.1 水泥漿的配比設(shè)計(jì)

為了提高管道灌漿的密實(shí)度和強(qiáng)度，真空灌漿技術(shù)中采用的水泥漿要比普通的水泥漿的水灰比低、成分多，一方面改善了水泥漿的性能，提高其強(qiáng)度和耐性，另一方面彌補(bǔ)了普通水泥漿的和勻度低、稠度低等不足方面。

4.2 真空灌漿施工工序

根據(jù)真空灌漿技術(shù)的要求和原理，總的施工工序可概括為“真空-真空+灌漿-灌漿”不斷重復(fù)施工的工序。

施工前要檢查各項(xiàng)材料的數(shù)量、品質(zhì)，把不合格的清除，把不足的補(bǔ)上；檢查機(jī)械設(shè)備的零部件是否齊全、穩(wěn)固、完好，確保機(jī)械能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；檢查水電資源是否正常，保證施工過(guò)程中不出現(xiàn)斷水、斷電現(xiàn)象，保證施工能持續(xù)進(jìn)行。

張拉完畢后，用砂輪機(jī)將露出外面的鋼絞線切割掉，預(yù)留30mm～50mm，用沒(méi)用收縮性能的水泥砂漿把錨頭密封，確保其不漏泥漿、不漏水。檢查孔道的氣密性，保證孔道能形成真空狀態(tài)，達(dá)到施工所需真空度。

檢查各部件表觀及其功能是否完整，確定抽真空端及灌漿端，安裝引出管、球閥、接頭，連接各部件，確保真空泵機(jī)組、灌漿泵等施工設(shè)備按順序連接。

按工程設(shè)計(jì)要求稱量水泥等原料，在灌漿施工前半個(gè)小時(shí)進(jìn)行配合比試驗(yàn)。攪拌水泥漿，注意現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水泥漿的稠度、泌水性、流動(dòng)性、均勻度，沒(méi)達(dá)到要求重新攪拌，達(dá)到要求指標(biāo)的就裝入儲(chǔ)漿罐中，如果還不進(jìn)行泵送，就要不停地?cái)嚢瑁_保其稠度、和勻度保持均勻一致。

把水泥漿放置灌漿泵中，等漿體稠度達(dá)到要求時(shí)，啟動(dòng)灌漿泵，進(jìn)行灌漿，真空泵在灌漿過(guò)程中保持持續(xù)工作。

水泥漿經(jīng)過(guò)空氣濾清器時(shí)，關(guān)閉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥。排出的水泥漿稠度和灌入稠度一致時(shí)，關(guān)掉排氣閥，灌漿泵持續(xù)工作2min，使管道內(nèi)維持0.5MPa～0.7MPa的穩(wěn)定壓力后關(guān)掉灌漿泵及灌漿閥門，完成該孔道的灌漿工作，拆卸外接管等，清洗空氣濾清器和閥門等。

當(dāng)日的灌漿工作完成后，拆卸外接管路、真空泵、空氣濾清器、灌漿膠管等，清洗空氣濾清器、閥門、灌漿泵、攪拌機(jī)等設(shè)備零部件，以及粘有灰漿的工具器械[4]。

5 結(jié)論

水泥混凝土是我國(guó)公路路面的主要形式之一，研究改善孔道灌漿技術(shù)對(duì)公路工程的實(shí)施、發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)的灌漿法已不符合公路工程現(xiàn)階段發(fā)展的需求，真空灌漿技術(shù)作為一種新型的加固技術(shù)，相比傳統(tǒng)的灌漿法有更多優(yōu)勢(shì)，在公路工程施工中應(yīng)用可以有效彌補(bǔ)其不足之處，提高公路工程的質(zhì)量。在公路工程中應(yīng)用真空灌漿技術(shù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密設(shè)計(jì)、合理用材、嚴(yán)格施工，使得孔道灌漿保持均勻性能有效提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性、安全度和耐久性，保證公路工程順利實(shí)施，以及確保公路能正常投入使用，延長(zhǎng)其壽命。真空灌漿技術(shù)目前在我國(guó)公路中應(yīng)用具有廣泛前景。

[1]胡建武.真空灌漿技術(shù)及營(yíng)養(yǎng).廣東科技，2006，150：140-141.

[2]張春梅.淺議真空壓漿施工技術(shù).城市道橋與防洪，2007，2：63-64.

[3]宋小軍.淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土真空壓漿工藝及質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn).鐵道建筑技術(shù)，2007：258-260.

[4]戴秋萍.后張法預(yù)應(yīng)力箱梁真空灌漿施工技術(shù).建筑工程，340.