高速公路橋梁連續箱梁預應力管道的灌漿施工探析

何瑞青，饒利明

（江西省撫州市東鄉縣交通運輸局，江西 撫州 331800）

0 引言

預應力混凝土結構中有平直束、彎束和U形束的布筋方法，為防止預應力筋被腐蝕，提高結構的安全度和耐久性，確保工程質量，目前國外尤其是歐洲已開始普遍采用真空灌漿工藝，并取得了良好的效果。真空灌漿工藝克服了傳統壓漿工藝的不足，提高了孔道壓漿的飽滿度和密實性。正是基于上述考慮，某大橋主橋箱梁縱向預應力管道灌漿決定采用真空灌漿工藝。

1 真空灌漿工藝的原理和技術優點

1.1 工藝原理

真空灌漿工藝的基本原理是：在壓漿前在孔道的一端用真空泵對孔道抽取真空，使之產生－0.1MPa左右的真空度（真空度達到80%以上），然后用灌漿泵將優化后的特種水泥漿從孔道的另一端灌入，直至布滿整條孔道，并施加不小于0.7MPa的正壓力，以提高預應力孔道灌漿的飽滿度和密實度。

1.2 技術優點

與傳統的壓漿工藝相比，真空灌漿工藝可在孔道前形成負壓狀態，具有以下特點：

a）利用真空泵清除孔道中的空氣和水分，使孔道內達到負壓狀態，然后再用壓漿機以正壓力將水泥注入預應力孔道，排除孔道中的氣泡，提高孔道內壓漿的飽滿度，進而提高孔道質量和灌漿質量；

b）灌漿過程中孔道具有良好的密封性，保證漿體保持壓力并充滿整條孔道；

c）漿體中的微漿及稀漿在真空負壓環境下率先流入負壓容器，使稠漿流出后孔道中漿體的稠度能保持一致，以保證漿體密實度和強度；

d）工藝及漿體的優化，消除了裂隙的產生，使灌漿的飽滿性和強度得到保證；

e）真空灌漿過程是一個連續且迅速的過程，灌入的水泥漿在負壓環境下流動，由于沒有受到來自孔道中的空氣的壓力，漿體能輕易地充滿孔道的所有空隙，縮短了灌漿的時間。

2 技術要求

2.1 壓漿工藝要求

壓漿工藝有如下要求：

a）孔道及兩端必須全封閉；

b）壓漿前，應對孔道進行清潔處理，孔道清洗后，應使用不含油的壓縮空氣將孔道內的所有積水抽出；

c）攪拌水泥漿之前，加水空轉數分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內壁充分濕潤；攪拌好的灰漿要做到基本卸盡；在全部灰漿卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法；

d）拌合水泥漿時，首先應將水加入拌合機，然后再加入水泥，充分拌合后，再加入減水劑和膨脹劑，膨脹不超過5%，任何一次配制以滿足一小時的使用為宜；

e）抽真空時，真空度（負壓）控制在-0.06～0.1之間。

2.2 水泥漿的技術要求

真空灌漿工藝使孔道和灌漿機之間存在著負壓力差，水泥漿通過孔道的阻力較小，使低水灰比、低流動性的水泥漿可以較快、順暢地通過孔道并充滿孔道的所有孔隙，最大可能地減少泥漿收縮變形和孔隙。本工程對水泥漿的技術要求如下：

a）為滿足可灌性要求，一般水泥漿的水灰比應在0.3～0.4之間；

b）漿體流動度為14～18s；

c）漿體泌水性小于水泥漿初始體積的2%，四次連續測試結果的差值小于1%，拌合后24h水泥漿的泌水率增加；

d）漿體初凝時間為6h；

e）漿體的7d齡期強度≥40MPa，28d齡期強度≥50MPa；

f）漿體對鋼鉸線無腐蝕作用。

2.3 壓漿設備要求

2.3.1 對壓漿設備要求如下：

a）排量為2m3／min的SZ—2水環式真空灌漿泵1臺；

b）真空壓力表1個，QSL—20型空氣過濾器1個，15kg左右秤1臺；

c）灌漿泵1臺，配套高壓橡膠管1根；

d）灰漿攪拌機1臺。

2.3.2 水泥漿拌合機應能夠制備具有膠稠狀特點的水泥漿。

2.3.3 水泥漿泵及其吸收循環應完全密封，以避免氣泡進入水泥漿內，它應能在壓漿完成的管道上保持壓力，且裝有一個噴嘴，該噴嘴關閉時，導管中無壓力損失。

2.3.4 壓力表在第一次使用前加以校準，所有設備在灌漿操作中至少每3h用清潔水徹底清洗一次，每天使用結束時應清洗干凈。

3 施工工藝

3.1 張拉施工完成之后，采用切割機切除外露的鋼鉸線（注意鋼鉸線的外露量≤30mm）進行封錨，并用清水沖洗孔道，高壓風吹干凈。

封錨方式有兩種：

a）采用保護罩封錨 使用該方式，保護罩作為工具罩使用，在灌漿后3h內拆除，將錨墊板表面清理，保證平整，在灌漿保護罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護罩和錨墊板上的安裝孔對上，用螺栓擰緊，注意將排氣口朝正上方；

b）用無收縮水泥砂漿封錨 使用該方式必須將錨板及夾片、外露鋼鉸線全部包裹，覆蓋層厚＞15mm，封錨后24～48h內灌漿。

本工程采用第二種封錨方式，該方式更方便、快捷。

3.2 清理錨墊板上的灌漿孔，確定抽真空端及灌漿端，安裝引出管球閥和接頭且與真空機相連，并檢查其功能。

3.3 水泥漿攪拌要做到以下幾點：

a）首先將稱量好的水（扣除用于溶化減水劑的那部分水）、水泥、膨脹水泥和粉煤灰倒入攪拌機，攪拌2min；

b）將溶于水的減水劑倒入攪拌機中，攪拌3min出料；

c）水泥漿出料后應盡量馬上進行泵送，否則要不停地攪拌；

d）必須嚴格控制用水量，否則多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙；

e）對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動性。

3.4 待儲漿罐的水泥漿漿量不少于一條灌漿孔道所需灌漿量的1.3倍之后，關閉除與真空泵連接外的所有閥門，啟動真空泵，通過壓力表使真空度達到－0.1～－0.06MPa并保持穩定。

3.5 啟動真空泵，當灌漿泵輸出的漿體達到要求的稠度時，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿，灌漿過程中，真空泵持續工作。

3.6 觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入之前稠度一樣時，關掉排氣閥，仍繼續灌漿2～3min，使管道內有一定的壓力，最后關掉灌漿閥。

3.7 拆下抽真空管的兩個活接，卸下真空泵；拆下空氣濾清器和灌漿膠管，清洗灌漿泵、攪拌機、閥門、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。

4 施工注意事項

4.1 管道一定要密封好，波紋管的接頭要密封，壓漿要在工具錨板的封錨水泥砂漿達到一定強度后進行，最好在密封24h后開始灌漿。

4.2 灌漿管應選用牢固結實的高強橡膠管，抗壓強度≥1MPa，在灌漿時不能破裂，連接要牢固，不得脫管。

4.3 施工前要根據不同品種、不同廠家生產的水泥，選擇與水泥相容性好的添加劑，針對水泥漿的流動度、泌水率、凝結時間、收縮率（或膨脹率）、強度及化學成分等性能進行水泥漿的配比設計，以選擇最佳的灌漿配合比。

4.4 嚴格控制材料配合比，否則多加的水會全部泌出，易造成管道頂端有空隙。對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用加水的辦法來增加其流動性。

4.5 灰漿進入灌漿泵之前應使用70目的篩子進行過篩。

4.6 灌漿工作宜在灰漿流動性沒有下降的30～45min時間內進行，孔道要一次性連續灌注。

4.7 中途換管道時間內，繼續啟動灌漿泵，讓漿體循環流動，避免出現輸漿管堵塞現象。

5 結語

實踐證明，采用真空灌漿技術能保證孔道灌漿的均勻性，大大提高后張預應力孔道壓漿的質量，杜絕預應力筋氧化銹蝕的可能性，為后張預應力體系提供強有力的保護措施，更好地提高預應力結構的安全性和耐久性，具有良好的發展前景。

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