公路施工中真空灌漿技術的應用分析

馬萬君

【摘要】水泥混凝土路面在我國已有多年的使用歷史，近年來，我國現有的水泥混凝土路面有相當一部分已接近或超過設計年限，隨著交通量的增加，尤其是汽車軸載日益重型化，在連續荷載作用下，出現路面損壞，使用品質下降等情況，水泥混凝土路面最嚴重的病害路面板的斷板直至破碎，而這種情況往往是由于板下脫空所引起的。如果能解決板底脫空問題，那么水泥混凝土路面的使用年限將大大延長，板下灌漿技術是很有效的解決辦法，它是通過對水泥混凝土路面板下灌注水泥漿液、水泥粉煤灰漿液、水泥砂漿，充實板底脫空空隙，達到穩定水泥混凝土板塊的目的，改善路面通車狀況的方法。

【關鍵詞】水泥混凝土路面；灌漿技術；應用

【Abstract】Cement concrete pavement in our country has a long history， in recent years， our country's existing cement concrete pavement has quite a part is close to or exceed the design life， with the increase of traffic volume， especially in the automotive axle load is heavy， under continuous loads， the pavement damage， the use of reduced quality etc. until the crushing plate， off road panel the most serious diseases of cement concrete pavement， and this is often the result of cavity beneath slab caused by. If we can solve the slab hollow problems， so the use of cement concrete pavement life will be greatly extended， in grout technology is a very effective solution， which is based on the cement concrete pavement cement slurry， cement fly ash slurry， cement mortar， enrich the slab void void， achieve stability to cement concrete plate methods of improving pavement condition.

【Key words】Cement concrete pavement；Grouting technology；Application

水泥混凝土路面是我國公路路面主要形式之一，在我國公路網構成中占有較大比重。它具有強度高、剛度大、受溫度影響小、使用壽命長等優點。但水泥混凝土路面接縫較多，對超載較為敏感，易發生脫空、唧泥、裂縫等先期病害，從而導致路面的破損。如何治理與預防脫空、唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面的養護，延長公路的使用壽命，改善其通行能力，具有十分重要的意義。

1. 灌漿加固機理

灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學原理，通過注漿把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充，滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據其位置，經一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個結構新、強度高、防水性能好和化學穩定性良好的“結石體”。

2. 真空灌漿技術需要注意的問題

（1）真空灌漿技術是后張預應力混凝土結構施工中的一項新技術，在我國應用比較少，缺乏相應的技術依據，同時真空灌漿施工需要有較高水平的質量控制。因此，需要結合現有的施工材料和設備，摸索能夠符合預應力施工質量要求而又切實可行的施工工藝。包括對真空灌漿實施的施工步驟和技術措施：預應力孔道制作過程的質量保證以及材料、機械設備選擇的要求等，從工藝設計一材料設備一施工措施進行全面的試驗分析和比較，這是實施真空灌漿技術的一個重要內容。

（2）真空灌漿技術同時需要合適的灌漿材料，這是完成真空灌漿技術的一個重要環節。因為在通過施工工藝排除90%以上孔道空氣的同時，如何改善水泥漿的水灰比，減少由于水泥漿收縮而產生的孔道空隙就顯得尤為重要。因此，和易性好、空隙率低、滲透性小、具有較高強度和耐久性的灌漿材料，是我們研究的主要目標之一。

（3）編制相關的施工操作程序，以便于及時總結，規范施工方法，以達到推廣先進的施工工藝，提高工程質量的目的。

（4）根據真空灌漿技術的基本原理，經過反復的分析比較，確定總體的施工方法為：真空→真空+灌漿→灌漿三步法不間斷施工工藝。

3. 真空灌漿技術的基本流程

3.1漿體配比設計。

（1）這種高性能水泥漿與普通水泥漿相比，在原材料的配比方面主要差異為低水灰比和多成份，其目的是為了增加水泥漿的密實度，改善水泥漿性能，從而達到高強和耐久的目的。

（2）水泥漿試塊采用70.7×70.7×70.7mm的鋼模型，在常溫下24h后拆模，進行試驗室養護。試驗結果表明：水灰比琥小，強度越高，用525#普硅水泥7天強度最大達到78MPa，大大超過所要求的強度。改選用42聃普硅水泥，7天強度最大達到55MPa以上，因此，選用425#普硅水泥即可達到要求。

3.2真空灌漿施工工藝。

3.2.1預應力筋成孔管材。 預應力混凝土構件中有采用直束、彎曲和u型束等的布筋方式，金屬波紋管在預應力筋管成孔方面不能滿足小半徑的彎曲及u型柬的布筋要求，故采用新型成孔材料——塑料波紋管。與金屬波紋管相比，在強度和耐腐蝕方面，有更好的保護作用。endprint

3.2.2施工步驟。

3.2.2.1首先，準備工作。

（1）檢查確認材料數量，種類是否齊備，品質是否保證；

（2）檢查機具是否齊備、完好。

（3）檢查供水、供電是否齊全、方便。

（4）按配方秤量漿體材料，減水劑首先溶于一部分水，待用。

（5）連接裝好各部件。

3.2.2.2第二，試抽真空：將灌漿閥、排氣閥全都關閉，抽真空閥找開；啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數，即管內的真空度，當管內的真空度維持在時（壓力盡量低為好），停泵約1分鐘時間，若壓力能保持不變即可認為孔道能達到并維持真空。

3.2.3攪拌水泥漿。

（1）攪拌水泥漿之前要求，加水空轉數分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內壁充分濕潤。攪拌好的灰漿要做至基本御盡。

（2）裝料：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、粉煤灰倒入攪拌機，攪拌2分鐘；將溶于水的減水劑倒八攪拌機中，攪拌3分鐘出料；水泥漿出料后應盡量馬上進行泵送，否則要不停地攪拌；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；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。

3.2.1.4灌漿。

（1）將灰漿加至灌漿泵中，在灌漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時，關掉灌漿泵，將高壓橡膠管此端接至孔道的灌漿管上，扎牢。

（2）關掉灌漿閥，啟動真空泵，當真空度達到度維持在-0.06～一0.09MPa值時，啟動灌漿泵，打開灌漿閥，開始灌漿，當漿體經過空氣濾清器時，關掉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥。

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

3.2.5清洗。 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. 質量控制要點

（1）鉆孔定位。要根據施工現場的實際情況，不斷總結經驗，盡量把孔位設在脫空深度最大處，每塊水泥混凝土板應鉆4～5個孔。

（2）灌漿。

（3）嚴格控制進場材料的質量，確保達到要求：

（4）嚴格控制配合比，各種材料計量準確.且拌和均勻，注重用水量：

（5）灌漿時若發現灰漿已從壓過或未壓過的孔溢出時，應及時用木塞塞緊，10 mln后拔出木塞：

（6）灌漿機壓力達到015～110 MPa或水泥灰漿從其它孔溢出或從邊縫、裂縫等處溢出時，將自動停機或人工停機，視為壓滿：

（7）交通控制，灌漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強度大于3MPa以上時方可開放交通。

灌漿技術作為一種新型的加固技術，可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：高速公路橋頭跳車、軟土地基處理、機場路加固等。而且由于其處治質量主要控制指標——彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設計指標相吻合，具有一定科學性，所以也適用于舊板加罩瀝青面層的加固處治。大多數破損板本身的質量良好，病害原因主要是由于下承層造成的。有關資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3～5cm，根據施工經驗，鉆孔深度應穿透基層達到墊層中。傳統的“換板”處治，在破碎時由于操作人員的失誤或連接桿的傳遞影響，可能造成相臨混凝土板塊不同程度的松動或破損，處治一處病害又出現多處新的病害，且只能改善板本身狀態，正是所謂的“治標不治本”，而混凝土板下灌漿通過灌漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下，起到灌漿一塊板加固幾塊板的作用。

總之，由于真空灌漿施工工藝本身有較高水平的質量控制，加上采用合理配比的混合材料，采用真空灌漿技術將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，并能消除孔隙。另外，塑料波紋管是絕緣體，與金屬波紋管相比，具有更強的耐腐蝕性，大大改善了構件的防腐蝕性能。因此真空灌漿技術是確保高質量灌漿的一個強有力的手段。

[文章編號]1619-2737（2014）04-08-297endprint