橋梁施工中真空輔助壓漿技術的有效運用

李 福

中鐵大橋局集團第一工程有限公司

橋梁施工中真空輔助壓漿技術的有效運用

李 福

中鐵大橋局集團第一工程有限公司

隨著我國經濟的不斷發展，我國的交通事業也得到了快速的發展，在建設橋隧方面對科技水平的要求越來越高。真空輔助壓漿技術作為含有較高科技含量的新興技術，在國外已經得到了廣泛的應用，而我國目前正處在大力推廣的階段。因為傳統壓漿工藝存在漿體不嚴實、不飽滿甚至會有孔洞形成的缺點，導致水分進入預應力筋并使其銹蝕，大大縮短了橋梁的使用壽命。而真空輔助壓漿技術提高了預應力孔道的密實性和飽滿性，有助于提高橋梁的質量。目前該項技術主要應用在橋梁工程和隧道工程當中。

真空輔助壓漿；橋梁工程；施工應用

引言

在傳統壓力灌漿作業中，漿體和施工工藝都有一定的缺點，導致橋梁壽命縮短。近幾年真空輔助壓漿技術的出現，在很大程度上解決了這一難題，但是在具體運用過程中依然要遵循基本的運用原則，講究方法和效率，合理使用專用添加劑，保證混凝土結構安全和耐久性。

一、真空輔助壓漿技術的特點、原理及優勢

(一)真空輔助壓漿技術特點

真空輔助壓漿技術在與傳統工藝相比時，具備很多特點。首先，在工藝方面有了重大的突破，使工藝和漿體得到優化，避免裂縫的產生，從而使施工擁有了飽滿的灌漿效果，保證了建筑的強度[1]。其次，在壓漿的時候，孔道內的壓力會不同。真空輔助壓漿技術在真空的條件下將孔道內的空氣和水分消除，利用的是塑料波紋管成型孔道，這種波紋管有很好的密封性，能夠達到真空壓漿的要求。再次，真空壓漿技術還具備的特點是在壓縮過程中保持連續壓縮，這樣一來大大縮減了壓縮所用的時間，使得施工非常迅速，擁有很高的施工效率。最后，真空壓漿技術擁有不同的效果，是管道內的漿體充盈的有力保障。

(二)真空壓漿技術的原理

真空壓漿技術突破了傳統壓漿工藝中應用金屬材料做波紋管的局限，采用了塑料材質。當完成預應力張拉工序時，將孔道系統封死，這時利用的是密封罩，然后利用真空泵進行真空處理，但是沒必要完全真空。當真空比例達到80%以上時，利用壓漿機從與真空機工作相反的一面進行正壓力注漿，而對壓力值也有要求，壓力值要大于0.7Mpa[2]。當孔道被抽真空后，內部空氣非常少，所以漿液內很難再混入氣泡。另外，孔道與壓漿機之間存在著很大的壓力差，這種壓力差會使漿液受到擠壓力，從而使得其飽滿度大大提高，有效避免水分進入漿體，使預應力筋得到了良好的保護，橋梁的壽命有效得到延長。

(三)真空壓漿技術的優勢

當孔道被抽真空后，就很少有空氣存在孔道之間，多余水分在很大程度上已經氣化，從而使漿液不會輕易產生氣泡，也不會有多余水分混入漿液，所以真空壓漿具有防腐蝕的優勢。在壓漿過程中，壓力差能使狹窄間隙在孔道內形成的堵漿現象消失，有效避免孔道堵漿。在漿體流動方面，使漿體的流動性大大提高，能夠保證管道內部全部被沖漿，并且很少有死角出現，有效避免了鋼絞線與漿體之間產生孔洞，另外還增強了漿體表面的光滑性和密實性。最后真空壓漿還具有控制孔道阻力的優勢，使水泥漿的流動性大大提高，提高成型幾率。

二、真空輔助壓漿的工藝流程

(一)管道的密封

在管道方面首先要選擇波紋管，然后安裝波紋管，最后鋪設波紋管。在選擇波紋管的時候，強烈推薦使用塑料材質的有較高強度的波紋管，打破傳統壓漿工藝中采用金屬材質波紋管的陳規。因為塑料波紋管擁有更好的性能，首先是塑料波紋管很難被腐蝕，具有良好的抗腐蝕性。在密封方面，由于塑料比較柔軟，實現密封相當簡單，而且還是很好的絕緣體，沒有導電現象發生，能夠很好地抵抗雜散電流的腐蝕。其次，塑料波紋管能夠有很大的彎曲度，使拆裝很便捷，對于小半徑的彎曲很容易就能實現，并且滿足多種情況下的預應力束的要求。

當安裝波紋管的時候，首先要進行管道定位鋼筋的布設。按照管道的坐標進行放樣，然后安設定位鋼筋，直線段保持750mm的間距，曲線段距離應適當縮短，最好小于500mm[3]。

鋪設波紋管應采用電焊的方式，尤其要注意保護管壁。最后的步驟就是安裝漿孔和排氣孔，按照錨板上預先留的排氣和壓漿的孔洞進行安裝，壓漿孔統一布置在孔道的下方，排氣孔在上端布置。

(二)相關設備的檢查與保養

設備的檢查和保養能夠使設備正常運作和保證設備使用壽命。對于閥門要采取定期檢查和臨時抽查相結合的措施，并且在檢查過程中要做好相關保養工作，保證工作過程中設備不出現故障。另外在保養時要嚴格按照操作規程進行相關操作，使工作能夠順利進行。

(三)封錨操作

當張拉工作完成后，對外漏的鋼絞線應及時進行處理，一般選用砂輪機對鋼絞線進行切除，尤其值得注意的是外漏的鋼絞線小于25mm時就可以封錨。采用保護罩封錨的方式進行封錨，使保護罩起到封錨罩的作用，并在壓漿后的3小時拆除[4]。然后把錨墊板的表面清理掉，使其平整，將玻璃膠涂在壓漿保護罩底面和橡膠密封表面，然后安裝橡膠密封圈。最后需要將錨墊板與保護罩之間的安裝孔對正，使用螺栓擰緊。

(四)孔道的檢查

要想使漿液和空氣順利被壓出，就要保證壓漿孔和排氣孔通暢。如果在作業的過程中發現孔道內有殘留的贓物或水分，應該馬上進行處理。將無油分的壓縮空氣吸入管道，進行清洗，然后利用化學方法清洗，例如生石灰水或氫氧化鈣澄清溶液。利用化學方法一直進行清洗工作，直到管道內雜物被清除干凈為止。清洗干凈的管道會有水分存在，這時還要將無油分的壓縮空氣吸入管道，使其把管道吹干。

(五)布置壓漿裝置

將密封閥門接在水泥漿出入口處，在非壓漿處連接真空泵，在壓漿端連接壓漿泵，然后用串聯的方式將負壓容器和三向閥門錨具端頭進行連接，并在錨具端與閥門之間連接一段強度比較高的透明塑料管。

(六)判斷抽真空條件是否具備

當各部件連接完成以后，應進行一次試驗，判斷是否具備了抽真空的條件。在壓漿前關閉所有排氣閥門，并啟動真空泵約10分鐘，使真空度達到-0.08～-0.1Mpa，并保持穩定，如未能滿足此數據則表示波紋管未能完全封閉，需在繼續壓漿前進行檢查及更正工作。

(七)拌漿作業

在真空輔助壓漿的操作過程中，拌漿工作十分重要，并且應按照具體流程進行操作。首先將清水加入攪拌機，進行清水空轉，目的是使攪拌機的內壁充分濕潤。攪拌機內壁濕潤以后，將里邊積水全部清理。然后需要對水進行稱量，把一定質量的水倒入攪拌機，在攪拌的同時把水泥倒入攪拌機，一邊攪拌一邊加水泥。當水泥全部加完以后再繼續攪拌4分鐘左右，一直到水泥均勻。然后需要添加的就是一些溶于水的幾種必要的外加劑，加完外加劑以后再攪拌10分鐘左右就可以出料了[5]。攪拌好的漿體在全部卸出前不得再投入其它原料，對于使用剩余的漿體不能采用加水的方式使其稀釋，當然也不能出料和進料同時進行。

(八)壓漿作業

攪拌完以后要檢測漿體的稠度，符合要求后便可以進行壓漿。首先將水泥漿注入壓漿泵，在壓漿泵的高壓膠管出口處會打出漿體，當觀察到漿體的濃度與壓漿泵中的濃度相同時，便可以開始壓漿。在壓漿前應關閉除連接到真空泵以外的所有排氣閥門，然后啟動真空泵，進行抽空。還應該注意的是，在壓漿過程中，要保正真空泵連續工作。當完成一束管的壓漿時，要使用木塞封閉，并且保證水泥漿不受震動，直到水泥漿凝固才可以。另外為了防止堵管，在移動壓漿泵和真空泵的時候應使壓漿泵處于工作狀態，這樣能夠保證漿體的循環流動。

(九)配件的清洗

孔道的壓漿工作完成以后要對壓漿泵、攪拌機、空氣濾清器以及各種管道和閥門等及時進行清理，保證所有工具的整潔，以便在后續的使用過程中不出現問題。

三、真空輔助壓漿的材料要求和設備選擇

(一)材料的要求

在選擇材料時，要注意采用正規廠家生產的具有特定效果的水泥，對水泥中化學物質的含量也要根據相關要求進行選擇，如果水泥選擇不好，那么就會給后續的一系列工作帶來連續性的影響，導致壓縮的效果不好，更重要的是工程的質量達不到標準質量，使橋梁壽命大大縮減。在使用水的方面，由于真空壓縮的要求比較高，所以最好能夠使用飲用水。也就是對水中物質的含量有所要求。硫酸鹽的含量應小于0.1%，氯鹽含量不超過0.5%，水中還不能含有糖分和懸浮有機質[6]。外加劑的作用是改善漿體的性能，使漿體發揮更好的作用，但是外加劑的使用量要在合理范圍之內，不得超出所規定的范圍。

(二)壓漿設備的選擇

1.攪拌機

攪拌機主要是用來攪拌灰漿，使水泥和水等液體完全融合來拌制漿體。在真空輔助壓漿的過程中對攪拌機的要求并不高，可以選擇普通的攪拌機，但是需要在攪拌過程中能夠保證對水量的準確控制。

2.真空灌漿組件

真空灌漿組件主要包括真空泵、真空表和連接閥門，在選擇這些組件的時候要保證產品的質量，確保每個組件在使用過程中都不會出現問題。另外還應考慮各種組件的保養和檢修難度，盡量在經濟方面也有所考慮，既經濟，又實用。

3.壓漿組件和高壓管

壓漿組件包括壓漿泵和壓力表，選擇時基本沒有難度，常規規格就可以使用。而高管表在選擇的時候要根據不同的要求進行仔細斟酌。要保證在壓漿過程中高壓管能夠承受很大的壓力，尤其是透明管。在滿足壓力要求的同時，還應滿足能夠觀察漿體的特殊要求，嚴格防止漿體進入真空泵的現象發生。

四、真空輔助壓漿的注意事項

(一)設置觀察閥

曲線孔道有其自身的特點，要結合其特點，設置觀察閥。觀察閥的設置辦法主要是在波紋管每個波峰的最高點并且靠同一端進行設置，大約要求其比混凝土高出20cm。

(二)檢查氣密性

連通管道擁有良好的氣密性對于真空壓漿來說非常關鍵的，保證氣密性才能保證壓縮的正常進行。所以要對整個連通管道進行檢查，保證有良好的氣密性，如果發現有不合格的地方就要及時作出調整，然后開始下一道工序的進行。

(三)按比例攪制水泥漿

在拌制水泥漿的時候，應該對已經計劃好的水和水泥以及外加劑保持嚴格的遵循原則，不能在實際操作過程中因為操作人員的主張而隨意改變比例，或者由于操作人員的失誤導致比例出現變化，這種做法會嚴重導致比例失調，從而影響漿體的質量，降低工程質量。

(四)做成功試驗

當水泥漿拌好以后，需要取出漿口部分的水泥漿進行成功試驗，通過一定的試驗來測試相關性能，繼而可以判斷出水泥漿的質量達標情況。

(五)過濾水泥漿

當攪拌好水泥漿以后，不能直接將其送入儲漿罐，應該用1～2cm厚的篩網對水泥漿進行過濾，過濾完成以后再將水泥漿送入儲漿罐。

(六)按時用完

攪拌好的水泥漿盡量保證在30分鐘內用完。因為放置時間長的水泥漿會使其流動性大大減弱，在壓漿時，會使得混凝土的抗壓強度下降。還要注意的是壓漿過程要一次成功，必須要有連續性，才能夠保證水泥漿的質量。

(七)保持一定壓漿速度

在壓漿過程中，壓漿的速度過快或速度過慢都會對混凝土的適量造成一定的影響，所以在壓漿過程中要嚴格按照規定的速度進行，這樣才有利于筑件成型。

(八)真空泵的使用

真空泵在壓漿過程中起到了決定性的作用，所以對真空泵的放置和使用也是有要求的。首先，真空泵要放置在整條管道的最低處。其次，真空泵在啟動時，應先打開連接真空泵的水閥，然后開泵。

(九)異常情況

在注漿時，如果出現注漿時間低于正常值，并且持續很長時間時，或者有冒漿等異常現象發生時，應該采取一定的措施，進行間歇注漿。在處理異常情況時，既要結合現場的實際情況又要根據施工特點進行妥善處理，避免盲目處理的現象發生。

結束語

真空輔助壓漿是一套相對完整的施工工藝，在橋梁施工中有很大應用價值。在施工過程中要嚴格按照工藝流程進行，使操作人員了解該技術的原理和相關施工注意事項。尤其是在橋梁施工中注意真空輔助壓漿技術的應用，會在很大程度上提高施工的質量，使橋梁的使用壽命得到延長。

[1]李剛.真空輔助壓漿技術在橋梁施工中的應用[J].價值工程，2015 (14)：123-124.

[2]王藝緯.真空輔助壓漿技術在橋梁施工中的應用[J].低碳世界，2015(19)：239-239，240.

[3]胡飛玲，陳尚新.淺談真空輔助壓漿技術在橋梁施工中的應用[J].中國科技信息，2011(8)：73-74.

[4]趙亦民，樓海兵.基于橋梁預應力孔道真空輔助壓漿技術及應用[J].城市建設理論研究(電子版)，2013(19).

[5]張春暉，王帥.真空輔助壓漿技術在城市高架橋梁施工中的應用[J].城市建設理論研究(電子版)，2011(23).

[6]劉晉.橋梁施工中真空輔助壓漿技術的應用分析[J].城市建設理論研究(電子版)，2012(36).