市政橋梁預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)研究

楊永輝

（廣東冠諾建設(shè)工程有限公司）

0 前言

在大型市政橋梁工程中，高技術(shù)含量的灌漿技術(shù)應(yīng)用能夠有效節(jié)省施工成本、提高施工效率和質(zhì)量、縮短工期、提升綜合效益，預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用便能夠取得這類成果。為更好發(fā)揮預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的優(yōu)勢，本文圍繞該課題開展具體研究。

1 技術(shù)基本應(yīng)用要點(diǎn)

1.1 技術(shù)簡介

所謂預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)，指的是通過真空泵抽真空處理預(yù)應(yīng)力管道的孔道，使其維持-0.1MPa 左右的真空度，由此在孔道中灌入特種水泥漿，基于布滿整條管道的特種水泥漿施加正壓力0.7MPa，即可有效提升管道內(nèi)灌漿的飽滿度和密實(shí)度，更好服務(wù)于市政橋梁建設(shè)。深入分析可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)能夠基于真空泵排除孔道里的空氣和水分，孔道內(nèi)還存在的氣泡也能夠通過正壓力排除，灌漿質(zhì)量自然可隨之提升。密實(shí)性增加的灌漿可保證整個孔道中更好地充實(shí)漿體，負(fù)壓容器會在真空壓環(huán)境下自動收集漿體里的微漿和稀漿，漿體稠度可在孔道內(nèi)更好保持，管道內(nèi)的空隙消除、高效的灌漿施工、高連續(xù)性施工、灌漿時間縮短均可在技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)[1]。

1.2 施工工藝要求

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)前，必須全面清理孔道，并在之后注入不含油的壓縮空氣，全部抽出孔道內(nèi)的積水。在攪拌水泥漿前，需加水空轉(zhuǎn)幾分鐘并隨后排出積水，充分濕潤攪拌機(jī)內(nèi)壁，在全部卸出攪拌好的灰漿后，不得加入未攪拌的材料，禁止出料的同時再次摻料攪拌。在完成張拉施工作業(yè)后，施工人員需使用切割機(jī)切除外露的鋼絞線，以此保證外露鋼絞線在30mm內(nèi)，配合針對性的封錨處理、孔道清洗、高壓風(fēng)吹洗，即可為正式施工奠定基礎(chǔ)。需采用水泥砂漿或保護(hù)罩進(jìn)行封錨，需要在灌漿結(jié)束后拆除封錨（至少3h），為控制平整性，同時需清理錨墊板表面，封錨采用的水泥漿應(yīng)不具備收縮性。還應(yīng)定期清理錨墊板灌漿孔，需保證管線閥灌漿端和真空機(jī)真空端在清潔前提下進(jìn)行二者連接，以此提升預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的整體性能。水泥、水、膨脹水泥、水泥的調(diào)配必須采用正確的比例，水泥漿用水量的嚴(yán)格控制、水泥漿出料后的泵作業(yè)施工、全程監(jiān)測排氣管的出漿狀況、施工裝備拆卸后的清洗，可為施工質(zhì)量控制提供有力支持[2]。

1.3 施工注意事項(xiàng)

為更為科學(xué)地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)，必須重視波紋管接頭的密封，壓降施工作業(yè)應(yīng)在封錨水泥砂漿強(qiáng)度滿足規(guī)范和施工要求后進(jìn)行，灌漿施工作業(yè)應(yīng)在密封24h 后進(jìn)行。應(yīng)采用擁有1MPa 抗壓能力的高強(qiáng)度橡膠管作為灌漿管，以此避免施工過程中的破裂故障，為避免脫管的現(xiàn)象出現(xiàn)，同時需綁牢灌漿管。還應(yīng)做好水泥品種和生產(chǎn)廠家的審查，水泥的相容性考量、合理的添加劑選擇，以及重視水泥漿凝結(jié)時間、收縮率、流動度、泌水率的配比設(shè)計(jì)，獲得最佳的配合比。為杜絕溢水現(xiàn)象出現(xiàn)，配合比水份需得到嚴(yán)格控制，水泥漿流動性的控制也不容忽視，避免管道頂端空隙的出現(xiàn)，基于加水的流動性增加情況不得出現(xiàn)。灌漿作業(yè)需在水泥漿流動性下降前30～45min 進(jìn)行，施工的連續(xù)性需得到嚴(yán)格控制，如施工過程需更換管道，灌漿泵需要重新啟動，以此保證漿體的循環(huán)流動，否則將出現(xiàn)管道堵塞等問題。

2 基于智能控制的技術(shù)及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)

為更好滿足市政橋梁的建設(shè)需要，智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)近年來也開始應(yīng)用于市政橋梁工程，該技術(shù)的應(yīng)用需得到智能預(yù)應(yīng)力壓漿系統(tǒng)支持，智能化的施工可由此實(shí)現(xiàn)。相較于傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)，智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)可實(shí)現(xiàn)管道大循環(huán)，預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)部的漿液可由此一直循環(huán)，管道內(nèi)的雜質(zhì)、水分、空氣均可由此不斷被帶出，這不僅能夠提高施工質(zhì)量，還能夠同時進(jìn)行兩個預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工，工效可由此提高1 倍。智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)還能夠較好服務(wù)于預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工的流量、壓力、水膠比控制，更好保障施工質(zhì)量。在技術(shù)的具體應(yīng)用中，智能壓漿儀、連接管道、預(yù)應(yīng)力管道組成的循環(huán)回路極為關(guān)鍵，通過設(shè)置精密的傳感器于管道進(jìn)、出口，即可實(shí)時監(jiān)測相關(guān)參數(shù)，計(jì)算機(jī)可基于參數(shù)實(shí)施調(diào)控壓力及流量，施工可更好貫徹《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50－2011）要求[3]。

2.2 硬件組成

智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的具體應(yīng)用需得到連接管路、控制計(jì)算機(jī)、智能壓漿儀組成的智能壓漿系統(tǒng)支持。控制計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)基于壓漿實(shí)際情況的整個壓漿過程控制，通過向智能壓漿儀傳遞數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)自動化的壓漿過程施工，降低人為影響和人力消耗；智能壓漿儀由灰漿泵、水箱、水膠比測試儀、儲漿桶、制漿機(jī)、翻漿測控裝置、進(jìn)漿測控裝置、高性能傳感器組成，通過實(shí)時測控進(jìn)漿及返漿的壓力、水膠比、流量，漿液質(zhì)量可通過自動加水加料得到保障，壓漿充分程度、壓漿質(zhì)量也可得到保障；連接管路由進(jìn)漿管、返漿管組成，連接管用于大循環(huán)過程，配合預(yù)應(yīng)力管道和智能壓漿儀構(gòu)成循環(huán)回路，連接管路即可較好服務(wù)于施工質(zhì)量和效率的提升，圖1 為智能壓漿系統(tǒng)工作流程圖。

2.3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.3.1 精準(zhǔn)控制

市政橋梁工程的智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對水膠比、漿液流量、漿液壓力的精準(zhǔn)控制，傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用存在的壓力控制精度不高、無法測量流量、水膠比控制隨意、工人操作影響施工質(zhì)量等問題均可較好解決。為最大化發(fā)揮智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)優(yōu)勢，工程需采用零泌水率、高流動度、低水膠比的漿液，配合先進(jìn)的壓漿工藝、合理的壓漿設(shè)備、精細(xì)的施工組織管理，保證市政橋梁施工質(zhì)量。在漿液水膠比的控制中，需通過自動加水裝置裝配（智能壓漿系統(tǒng)）配備的吸水泵、電磁閥、高精度渦輪流量計(jì)，以此基于程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、自動的加水，加水的精度需在1.0%以上。在準(zhǔn)確控制水量的同時，配合質(zhì)量一定的外加劑、袋裝水泥，水膠比值即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、方便的控制；漿液流量的精確測量需依托測控裝置（智能壓漿系統(tǒng)），以此通過比較預(yù)應(yīng)力管道體積和管道內(nèi)的漿液體積，判斷管道漿液的充盈情況；壓漿壓力的精確控制需嚴(yán)格遵循規(guī)范要求，保證管道的壓漿壓力控制在0.5～0.7MPa 區(qū)間，出漿口關(guān)閉后也需要至少維持在0.5MPa。在每次壓漿過程中，智能壓漿系統(tǒng)需對管道壓力損失進(jìn)行實(shí)時測量，壓漿壓力值設(shè)置可由此獲得依據(jù)，施工過程中的沿途壓力損失可由此得到考量，滿足規(guī)范要求的整個預(yù)應(yīng)力管道自然能夠保證壓漿的可靠、密實(shí)。值得注意的是，在漿液持續(xù)循環(huán)過程中，進(jìn)、出漿口壓力損失值也需要得到實(shí)時測試，壓漿壓力需基于測試結(jié)果自動調(diào)整，全管路壓漿壓力值可由此得到更好控制，施工質(zhì)量、效率、經(jīng)濟(jì)性也能夠同時得到較好保障。

圖1 智能壓漿系統(tǒng)工作流程圖

2.3.2 循環(huán)壓漿工藝應(yīng)用

為保證智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的循環(huán)壓漿工藝更好服務(wù)于市政橋梁工程建設(shè)，必須認(rèn)識到循環(huán)壓漿工藝相較于傳統(tǒng)技術(shù)能夠更好排出管道內(nèi)雜質(zhì)、水分、空氣，預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的空洞形成可有效規(guī)避，否則市政橋梁使用過程中很容易因空洞中的空氣和水分導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼束銹蝕，預(yù)應(yīng)力鋼束的有效截面降低、預(yù)應(yīng)力鋼束斷絲等問題也可能出現(xiàn)。在循環(huán)壓漿工藝的具體應(yīng)用中，必須保證循環(huán)的持續(xù)開展，以此輸送管道，通過判斷壓漿過程中進(jìn)、出漿口壓力，管道內(nèi)的漏漿、堵塞等情況即可明確。如出現(xiàn)管道不通情況，加大流量進(jìn)行沖孔處理，以此保證管道通暢，不斷帶出管道內(nèi)的雜質(zhì)、水分、空氣，保證施工質(zhì)量。智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的循環(huán)壓漿工藝應(yīng)用流程可概括為：“密封錨頭/管道連接→施工準(zhǔn)備→漿液拌制（0.26～0.28 水膠比）→循環(huán)壓漿開始→壓力/流量/水膠比測試→自動調(diào)壓→鎖壓并開啟溢流閥→持續(xù)3～5min 穩(wěn)壓→符合要求→壓漿結(jié)束”，基于該流程，即可更為明確的應(yīng)用智能預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)。

3 結(jié)語

綜上所述，市政橋梁預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的施工注意事項(xiàng)、精準(zhǔn)控制、循環(huán)壓漿工藝應(yīng)用等內(nèi)容，則提供了可行性較高的市政橋梁預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)應(yīng)用路徑。為保證技術(shù)更好服務(wù)于市政橋梁工程建設(shè)，基于智能技術(shù)的預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工必須得到重視，各類智能控制系統(tǒng)的建設(shè)和優(yōu)化也應(yīng)成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。