城市道路橋梁真空灌漿技術研究

李旭波

（江西省路橋工程集團有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

城市道路橋梁施工環節對施工質量的要求非常高。傳統的混凝土施工技術存在質量不達標的情況，對橋梁工程造成一定影響。在這種背景下，采用真空灌漿技術開展施工，解決橋梁工程存在的問題。真空灌漿技術能夠適應各種橋梁結構和材料，具有較高的適應性和通用性。此外，通過真空灌漿技術，可以彌補橋梁結構中的孔隙和裂縫，提高城市道路橋梁的抗震性、耐久性和穩定性。

1 真空灌漿技術

真空灌漿技術是一種應用于橋梁工程中的專業施工技術，能夠提高結構物的密實性、抗滲性和抗裂性。該技術通過在結構空腔內部形成負壓環境，將水泥漿或灌漿材料注入結構的孔隙中，以填充和加固結構空腔內部的孔隙。真空灌漿技術的工作原理基于以下幾個關鍵步驟：第一，對需要灌漿的結構進行準確的勘測和評估，確定灌漿的位置和方法。第二，準備適合的灌漿材料，并將其輸送至施工現場。第三，在結構空腔中，設置抽氣管道和密封裝置，并進行密封，以形成負壓環境。第四，通過抽取空腔內部的氣體，創建真空環境，促進灌漿材料流動和滲透。第五，將灌漿材料注入結構的孔隙，充分填充孔隙，并確保材料與結構的良好黏結。

真空灌漿技術的應用可以實現多種目的。首先，通過填充結構空腔中的孔隙，可以提高結構物的密實性，增強其整體的抗壓和抗震能力。其次，灌漿材料的滲透性可以有效提高結構的抗滲性，防止水分滲透和泄漏。最后，真空灌漿技術還可以修復和加固已經出現裂縫或損傷的結構，提高其整體的抗裂性和耐久性。

真空灌漿技術是一種有效的施工方法，可用于加固和改善各類結構物的質量和性能。它不僅能夠提高結構的密實性、抗滲性和抗裂性，還能夠延長結構的使用壽命，并為結構的長期穩定運行提供可靠保障。因此，在工程建設和維護過程中，真空灌漿技術被廣泛應用，并成為提升結構工程質量的重要手段之一[1]。

2 案例分析

以某水庫橋梁工程為例，該橋梁總長為950m，寬度為21m，橋梁主體由預應力混凝土連續剛構組成。每個孔道之間的間隔分別為70m、126m、161m、160m、113m，箱梁采用三向預應力的設計方式，同時應用真空灌漿技術對主橋縱向波紋管實施操作，提高后張預應力混凝土結構的安全性，延長其使用壽命。在實際施工過程中，首先利用真空設備對孔道實施抽真空操作，而后開展泥漿灌注施工。在此過程中，應對灌注壓力進行合理控制，提高孔道的密實性。在確保管道內部處于真空狀態的前提下，合理應用真空灌漿技術，有效防止孔隙及泌水問題。同時保證孔道的密實性，使孔道內的水泥漿壓力保持統一。另外，應用真空灌漿技術還能加快施工進度，防止裂縫情況發生，使灌漿的飽滿度以及強度達標。

3 應用真空灌漿技術施工

3.1 設置預應力管道

其一，在間隔50～80cm 的位置設置固定鋼筋，防止澆筑環節波紋管移動或者上浮的情況。針對梁體結構中的定位鋼筋，應采用焊接的方式將其與主筋、箍筋實施連接。在焊接時，要確保不會對波紋管造成損害。其二，應用比原有管道更高級別的管道作為其接頭位置的連接管，長度根據連接管內徑值而定，通常保持在5～7 倍狀態為宜。在具體連接過程中，確保接頭位置不會出現角度變化問題，并采用相應材料將其纏繞結實，防止后期泥漿滲漏。如果采用塑料波紋管，則要利用套管對其實施連接。其三，檢查管道位置并確保合格后，方可開展澆筑施工。在施工時，還需對管道及墊板安放的位置進行定期檢查，防止管道與接頭出現碰撞問題[2]。其四，在曲線端的最高點位置設置觀察管，一般觀察管要比頂面混凝土高大概20～30cm，為后期檢查工作提供便利。

3.2 準備工作

其一，當張拉工序完成后，需對張拉數據及具體錨固情況實施檢查，確保檢查結果達標后，方可開展封錨灌漿的準備工作。

其二，利用切割設備將外露鋼絞線切除。在切除過程中，保證鋼絞線外露長度小于3cm，而后進行封錨操作。

其三，封錨環節通常采用保護罩進行操作，或者利用無收縮性的水泥砂漿進行封錨作業。一般情況下，保護罩的應用頻率更高。利用保護罩開展封錨時，工作人員通常要注意以下幾點：

一是確保錨墊板上部位置整潔平整。

二是將錨墊板上的螺栓預留孔清理干凈，使孔內不會出現多余泥漿。

三是在密封槽內涂抹玻璃膠，再將密封圈置于其中，并在兩者連接位置再次涂抹玻璃膠。

四是進行蓋帽安裝，首先將加墊片與預定孔位對準，并將其旋進孔位中。在安裝過程中，排氣孔要始終處于垂直向上狀態。

五是在錨墊板指定位置，分別設置灌漿管、球閥以及接頭，然后檢查閥門是否處于關閉狀態。

六是檢查灌漿與抽真空端的位置，確保抽真空端處于高處錨墊板上，灌漿端則要在低處錨墊板上。

七是在確認保護罩及其附件都已經安裝好后，首先要將排水口打開然后利用壓縮空氣對整個孔道實施清理。

八是在水泥漿的出口與入口位置，安裝密封閥門，利用密封閥門將非灌漿端與真空泵進行有效連接，同時在灌漿端處安裝灌漿泵，并應用串聯方式讓蓋帽、閥門以及負壓容器三者之間達到完全連接，蓋帽與閥門之間一般利用喉管進行連接。

3.3 真空灌漿漿體配制的原則

漿體制備的原則有以下三點：首先，有效改進水泥漿的特性，減少水灰比與孔隙泌水，杜絕離析問題出現。其次，減少硬化水泥漿內部孔隙，完全堵塞孔隙滲水孔。最后，降低補償水泥漿硬化期間的收縮變形率，防止裂縫問題。

3.4 漿體性能要求及試驗

漿體制備是橋梁工程真空灌漿技術中的關鍵步驟，其質量直接影響修復效果和施工質量。在制備漿體時，需要考慮多個因素以確保其性能符合要求。

首先，水泥漿的流動度是一個重要的指標，決定了灌漿材料在缺陷和孔隙中的滲透性和填充性。流動度的測定通常使用流動度試驗，其中流錘儀是常用的測試設備。根據經驗，水泥漿的流動度應保持在30～50mm/s，并在實際施工中進行流動度的實時監測和調整。通常情況下，水灰比較大的水泥漿具有較好的流動度。

其次，水灰比是控制水泥漿性能的關鍵參數之一。水灰比指的是水的質量與水泥的質量之比。在真空灌漿技術中，水灰比一般控制在0.3～0.4 范圍內，以確保水泥漿具有適當的流動度和黏結性。

最后，可以適量投入鋁粉或其他膨脹材料，改善水泥漿的膨脹性能，其中鋁粉的投入量一般控制在水泥總量的0.01%左右[3]。

3.5 真空灌漿

第一，在真空灌漿前期，首先需對孔道的密封性實施檢測。

第二，確保其他排氣閥處于關閉狀態，只有真空泵和抽真空端位置的閥門正常打開，啟動真空泵保持10min，確保其內部的真空度達到-0.8～0.1MPa，并將其控制在該范圍內。

第三，利用真空泵將喉管與灌漿泵內部的水分以及氣泡排除干凈，而后對水泥漿的稠度實施檢測。當稠度達標后，關閉灌漿泵，將喉管連接到置換接頭位置。

第四，將真空泵啟動，同時打開灌漿端的閥門，對孔道進行連續灌漿。在整個灌漿環節，壓力表上所呈現的數值開始漸漸變小。

第五，當水泥漿到達負壓容器內部后，關閉負壓器閥門，然后將廢棄桶上的閥門打開并關閉真空泵。

第六，在灌漿作業時，需要持續注入水泥漿，直到從出漿端流出的水泥漿稠度與灌漿端的水泥漿稠度一致，并確保水泥漿順暢流出。一旦達到這樣的狀態，可以關閉出漿端的閥門，停止注入水泥漿，并關閉灌漿泵。這個過程的關鍵是確保水泥漿的稠度和壓力平衡，以及保持水泥漿流出的通暢性，以確保灌漿作業順利進行和灌漿質量達標。

第七，在灌漿作業時，需要嚴格按照預定的步驟進行。首先，按順序打開保護罩和所有排氣孔，包括位于最高點的排氣孔。然后啟動灌漿泵，持續注入水泥漿，直到水泥漿順利從出漿端中流出，并且其水泥漿的稠度與灌漿端的稠度一致。在確保充分排氣和水泥漿流暢的情況下，關閉灌漿泵并封閉排氣孔，完成灌漿作業。嚴格執行灌漿步驟能夠確保水泥漿順利注入和氣體排出，從而提高施工的效果和灌漿的質量。

第八，在灌漿作業時，首先需要啟動灌漿泵，并將其輸出壓力控制在0.7MPa 的范圍內，以確保穩定的施工壓力。同時，灌漿時間保持在2min，以確保水泥漿充分填充缺陷和孔隙，并達到預期的強固效果。通過控制灌漿泵的壓力和時間，可以保證施工過程的穩定性和水泥漿的滲透性，從而提高修復工程的質量和耐久性。

第九，關閉灌漿泵以及安裝在灌漿端的閥門，灌漿作業完成[4]。

3.6 清理保養

其一，灌漿作業完成后，要及時將外接管路以及其他配套設施拆除。

其二，將與負壓容器連接的全部喉管徹底清洗，并明確水泥漿從出漿端流出，以此來為后續灌漿作業提供保障。

其三，負壓容器內部的水泥漿量與總量比例應控制在1∶2，并定期處理容器內部的水泥漿，然后清洗容器。

其四，灌漿作業完成當天，要將喉管、負壓容器及灌漿泵等部件進行徹底清洗，清洗完成后及時對其實施保養，才能為后續灌漿作業提供便利。

其五，在灌漿完成24h 之內，要將安裝在灌漿端與出漿端位置的閥門拆除，并及時清理。清理時，利用工具將閥門拆開才能清洗干凈。如果閥門還保持在關閉狀態，可利用工具對其進行適度敲擊。在敲擊過程中，不銹鋼球滾出。清洗完成后，可利用黃油對其進行保養。

3.7 施工現場管理

第一，當水泥漿制備完成后，要及時檢測流動度和泌水性，并根據相關標準制作試塊。在整個灌漿環節，需對其流動度進行多次檢測，從中選取一定數量的樣品，利用漏斗進行流速測試。

第二，在管道更換過程中，水泥漿要保持循環流動的狀態，因此灌漿泵要持續正常運行。

第三，如果管道相對較長，在水泥漿拌和時，可適量投入緩凝材料，使其延續時間控制在60min 左右。針對部分流動度相對較低的水泥漿，施工人員切記不能采用添加水的方式提高其流動度。

第四，在現場施工過程中，要嚴格按照預期設定的水灰比進行操作，切勿隨意改動水灰比。

4 真空灌漿技術在施工中應用的注意事項

真空灌漿技術在實際的應用過程中，施工單位應注意以下幾個方面；首先，需對施工現場進行仔細勘查，并結合施工圖紙明確具體的鉆孔位置。同時，進行孔定位，在每塊混凝土板上設置4 個以上鉆孔。其次，為了確保灌漿施工質量，應合理控制真空度。在灌漿施工前，進行真空試抽。當管內的真空度達到標準值并保持在合理范圍時，方可進行后續施工。最后，在灌漿施工過程中，應確保所應用的材料滿足施工設計的需求，合理設定材料混合比，并確保材料混合質量達標。如果出現水泥漿從孔中滲漏等問題，需利用堵塞材料將孔洞堵塞一定時間后再將其拔出。當設備壓力到達預期值、水泥漿出現溢出情況時，說明水泥漿已經到達壓滿狀態，要及時將設備關閉[5]。在現場設置警示標牌，防止車輛、人員通行。當水泥漿強度大于3MPa 時，可準予車輛、人員通行；灌漿施工前，相關人員應落實技術交底工作，技術人員應對整個灌漿過程嚴格監督，確保施工過程的安全性。

5 結語

城市道路橋梁承載著日益增長的交通流量和人口需求，其質量和可靠性對于城市發展至關重要。由于城市環境的復雜性，在施工過程中，經常出現結構缺陷和損壞問題。在這種情況下，應用真空灌漿技術可以快速而有效地提升施工效果。通過創造負壓環境，將高性能灌漿材料注入橋梁結構的孔隙中，填補裂縫和缺陷，增強橋梁結構的完整性。在項目開展階段，分析真空灌漿技術，通過總結施工經驗，優化真空灌漿技術的施工方案，同時加強現場施工管理，確保橋梁工程建設效果滿足預期要求。