真空輔助壓漿技術用于麥加輕軌連續梁施工

張利群

（中鐵十八局集團國際公司 天津）

一、工程簡介

沙特麥加輕軌是位于沙特阿拉伯城市麥加的大眾捷運系統，全長18.1 km。2010年11月通車。現行路線是高度為8～10 m的高架鐵路，設計最大運輸容量為每小時單向同時運送72 000名乘客。由中國鐵建承建并運營的沙特麥加輕軌鐵路連續五年圓滿完成運營任務，5年累計運送朝覲者1600萬人次。在麥加輕軌工程的建設施工中，針對傳統壓漿存在一定的結構缺陷，如漿體不密實、不飽滿、有氣泡，甚至局部形成孔洞，同時由于漿體的不密實和孔洞，使水分和空氣有可能滲入預應力筋并產生銹蝕，影響梁的使用壽命，甚至導致橋梁垮塌。麥加輕軌在施工時結合了其他工程的施工經驗，應用了真空輔助壓漿技術。

二、真空輔助壓漿的基本原理及優點

1.基本原理

真空輔助壓漿是在預應力張拉完成后在孔道的一端采用真空泵對孔道進行抽真空，使之產生-0.06～-0.08 MPa的真空度，然后用灌漿泵將優化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，直至充滿整條孔道，并加以0.5～0.6 MPa的正壓力，以提高預應力孔道灌漿的飽滿度和密實度，減少了孔道中因存在氣泡和多余水分造成預應力筋受到銹蝕的現象，確保了孔道壓漿的質量，提高了橋梁工程的安全、耐久性。

2.優點

現有管道的壓漿主要有普通壓漿和真空壓漿兩種類型，麥加輕軌連續梁主要采用真空壓漿技術，有3個優點。①強化了漿液的慣性流動對孔道的充盈，漿體可以很好地充滿整個管道，使孔道內漿體飽滿、密實，漿體與鋼絞線相接密貼，漿體表面光滑密實，漿體內不存在氣泡或孔洞。②由于在漿體中加入了專用的減水劑和膨帳劑，降低了水灰比，提高了水泥漿的流動度，減少了水泥漿的收縮，消除了裂縫的產生。③減少孔道中阻力，加速了漿液的流動，形成一個連續且迅速的過程，縮短了壓漿時間，提高了生產工效。

三、真空輔助壓漿的工藝流程

1.壓漿前的準備工作

在正式壓漿之前，先進行試作業以檢查設備的運行情況，檢查壓漿泵的工作壓力是否滿足規范要求。

（1）割切錨外鋼絞線。張拉施工完成24 h且鋼絞線未出現斷絲滑絲后，用砂輪切割機切除外露的鋼絞線，鋼絞線切割后的余留長度不得超過2 cm，以免預應力筋和錨具過熱而產生滑絲現象。

（2）設備機具的檢查和保養。由于此項目在沙特，設備運輸困難，所以必須嚴格檢查灌漿設備（灰漿攪拌機、柱塞灌漿泵、水循環式真空泵、空氣泵等）性能是否良好，其他設備（計量設備、儲漿罐、過濾器、橡膠管、吸水管、連接頭、控制閥門等）是否齊全。設備閥門要勤檢查和保養，及時更換有問題的管道和閥門，工作過程中不能出現故障，嚴格按照操作規程操作，確保工序順利進行。

（3）封錨。麥加輕軌項目由于地處中東地區，天氣炎熱，考慮到天氣原因采用水泥凈漿的方式進行封錨，這樣水泥凈漿很快會達到既定強度，這樣就可以進行注漿。封錨頭時必須將錨下墊板及卡片、外露鋼絞線全部包裹，覆蓋層厚度＞15 mm，錨頭封好后24 h內灌漿。

（4）孔道檢查。此時應該檢查壓漿孔、排氣孔的暢通，必須無阻力，孔道在壓漿前應用壓力水沖洗，以排除孔內粉渣等雜物，保證孔壁的結合良好。麥加輕軌項目由于工期緊，任務繁重，在施工過程中難免會出現連續梁缺陷，在沖洗過程中，如發現冒水、漏水的現象，積極及時堵塞漏洞。當發現有串孔現象，又不易處理時，快速判明串孔數量，在壓漿時幾個串孔同時壓注。或者對某一孔進行壓漿后，立即對相鄰孔道用高壓水徹底沖洗，嚴禁在孔道有積水的情況下進行真空壓漿。

（5）試抽真空。注漿前，先用空氣泵檢查孔道的通氣情況，確保孔道暢通。各部件連接后，將所有閥門關閉并啟動真空泵5～7 min將孔道抽成真空，觀察真空壓力表讀數，當真空壓力表的讀數達到-0.09 MPa時，停止抽氣約2 min，若壓力表保持不變，則可認為孔道達到真空狀態。若未能達到此數據，則表示波紋管未能完全密封，要在壓漿前進行檢查更正。

2.水泥漿的配制

（1）配合比。按設計要求的強度配置水泥漿，應嚴格按照實驗室提供的數據操作。水泥各項性能應符合現行標準，初凝時間應＞4 h，終凝時間＜24 h，標號采用42.5級的低堿普通硅酸鹽水泥。減水劑、阻銹劑、膨脹劑的選用滿足規范、設計及驗標要求；水泥漿的水膠比≤0.33，不沁水，流動度≤25 s，3 min后≤3 s，24 h自由收縮率0～3%，標準養護條件下28 d自由膨脹率≤0.1%。

（2）水泥漿的拌和。先下水再下水泥，拌合時間≥1 min，灰漿過篩后存放于灰漿桶內。此時桶內灰漿仍要低速攪拌，并經常保持足夠的數量已保證每根管道的壓漿能以此連續完成。水泥漿自調制到壓入管道的間隔時間應＜40 min。

3.壓漿工藝

對連續梁張拉施工完成后，在48 h內須進行管道真空輔助壓漿。壓漿前，采用水泥凈漿的方式進行封錨，等強度達到要求后進行壓漿。具體方法為，先將壓漿閥、排氣閥全部關閉，打開真空閥，啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數、當管內真空度維持在-0.08 MPa左右時停泵約1 min，觀察真空壓力表讀數，若壓力表保持不變再次啟動真空泵抽空，使真空度達到-0.06～-0.08 MPa并保持穩定。

當管道密封性良好時，啟動壓漿泵，當壓漿泵輸出的漿體達到要求的稠度時，將泵上的輸送管閥門打開，開始壓漿。同一管道壓漿應連續進行，完成水泥漿攪拌結束至壓入管道的時間間隔不應超過40 min。

壓漿過程中，真空泵保持連續工作。待真空泵端的空氣濾清器中有漿體經過時，關閉空氣濾清器前端的閥門，稍后打開排氣閥門，當水泥漿從排氣閥門順暢流出，且稠度與壓入的漿體相當時關閉真空端所有的閥門，然后關閉真空泵。壓漿泵繼續工作，壓力達到0.5～0.6 MPa時，持壓3 min。關閉壓漿泵及灌漿端所有的閥門，完成壓漿。然后重復前面的壓漿工序，逐個向孔道內壓漿，連續不間斷完成剩余孔道的壓漿施工。在壓漿過程中，每孔梁應制作3組標準養護試件，進行抗壓強度和抗折強度試驗。

完成當日壓漿后，考慮到設備從國內運輸不方便，必須嚴格保養設備。拆除外接管路、附件，清洗空氣過濾器和閥門，將所有粘有水泥漿的設備清洗干凈。安裝在壓漿端的球閥，應在壓漿后1 h內拆除、清洗。

四、真空灌漿注意事項

（1）壓漿前對孔道進行檢查，確保孔道暢通，管路密封。嚴格按照漿體進行水泥漿的拌制，拌好的水泥漿要做到基本卸盡，在全部灰漿卸出之前不得投入未拌和的材料，更不能進行邊出料邊進料的拌料。

（2）配料過程中嚴格控制用水量，對不能及時使用而降低了流動性的漿體，嚴禁采用加水的辦法來增加灰漿的流動性，配制時間過長的漿體不應再次使用。水泥漿出料后應盡量馬上泵送，否則應不停的攪拌防止離析。

（3）壓漿工作須在水泥漿流動性下降前進行（30～45 min），每條孔道灌注要連續完成，灌注完一條孔道換其它孔道時間內繼續啟動灌漿泵，讓漿體循環流動。

（4）水泥漿進入壓漿泵前應通過1.2 mm的篩網進行過濾。儲漿筒的儲漿體積大于1倍所要灌注的單道預應力孔道體積，壓漿孔數和位置必須做好記錄。

五、結語

根據麥加輕軌工程的施工經驗，連續梁注漿壓漿的施工質量對后張法預應力橋梁的使用和耐久性起著關鍵性作用。因此，在進行管道壓漿這道防線操作時應認真操作，嚴格按照規范、施工設計有關要求進行，以確保壓漿質量。