淺談威海長會口大橋中真空灌漿技術的應用

叢小飛

摘 要：真空灌漿是后張預應力混凝土結構施工中的一項新技術，是提高預應力孔道灌漿質量的有效措施。結合威海長會口大橋的真空灌漿工程實踐，介紹真空灌漿的原理、特點及技術要求。

關鍵詞：真空灌漿；預應力；長會口大橋；原理；技術要求

1 引言

威海長會口大橋為預應力混凝土雙塔雙索面斜拉橋，全長2020米，橋高33.2米，主塔高106.414米，主橋寬20.1米，引橋寬16米。大橋主橋為三跨，中跨孔徑為230米，兩邊邊跨孔徑各為117米，采用“H”形橋塔，為雙向四車道混合交通大橋，橋梁設計荷載為公路—Ⅰ級標準，設計車速為每小時80公里，設計通航標準為2000噸級單孔雙向通航、3000噸級單孔單向通航，設計使用年限為100年。如何保證灌漿的質量是提高長會口大橋使用壽命的關鍵，因此長會口大橋主橋預應力孔道采用塑料波紋管與真空灌漿技術，通過正確施工、嚴格控制，保證了預應力孔道的灌漿質量。

在后張預應力混凝土結構中，傳統的灌漿手段是壓力灌漿，漿體本身和施工工藝都有一定的局限性，水泥漿強度和灌注密度很難達到預定的設計要求，灌入的漿體中常含有氣泡，易造成預應力筋的腐蝕。另外，傳統的水灰比為0.4-0.45的水泥漿，在傳統的壓漿工藝中普遍存在著壓漿不密實、不飽滿，容易產生離析、析水，干硬后收縮，產生孔隙，為工程留下了隱患。真空灌漿技術可彌補傳統壓漿技術的缺陷，提高預應力孔道灌漿質量，增加灌漿的飽滿度與密實性，充分保障預應力筋的防腐蝕作用，從而大大提高了結構的耐久性和使用性能，因此得到越來越廣泛的應用。

2 真空灌漿的原理

真空灌漿的原理是用塑料波紋管代替傳統的金屬波紋管，張拉完成后，將密封罩安裝在錨墊板上，將孔道系統密封，在構件的一端用真空泵吸預應力孔道中的空氣，待孔道的真空度達到負壓0.08Mpa左右，在構件的另一端用灌漿泵以一定的壓力將攪拌好的水泥漿體壓入預應力孔道并產生一定的壓力，待水泥漿從抽真空端流出且稠度和灌漿端相當時，再持壓1min以保證孔道內水泥漿漿體飽滿，完成真空灌漿。由于孔道內只存有少量的空氣，漿體在負壓環境下流動時，這些混在漿體中的氣泡將破裂而被抽出，漿體中很難形成氣泡。同時孔道內和壓漿泵之間存在正負壓力差，大大提高了孔道內漿體的飽滿和密實度。

3 真空灌漿的特點

與傳統的壓漿工藝技術相比，真空灌漿具有以下特點：

（1）消除了傳統工藝所引起的氣泡、空隙，真空灌漿保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，增強了漿體的密實度和飽滿度。

（2）減少有害水份的積聚，防止預應力筋的腐蝕。

（3）在配置水泥漿時添加專用減水劑減小水灰比，減少水泥漿的離析和泌水程度，從而提高水泥漿的流動性，減小了水泥漿的收縮。

（4）真空灌漿工藝使灌漿連續迅速，縮短了灌漿的時間，同時也保證了孔道的密封。

（5）漿體中的泡沫和漿體在真空負壓環境下率先流入負壓容器，孔道中的漿體稠度能夠保持一致，使漿體的密實度和強度得到保證，特別是對于高低彎曲的空間孔道更能體現該施工技術的優越性。

（6）由于塑料波紋管是絕緣體，能抗拒雜散電流對預應力筋的腐蝕。因此真空灌漿技術是確保高質量灌漿的一個有效手段。

4 真空灌漿的技術要求

（1）真空灌漿能否成功取決于孔道是否能密封，所以波紋管的接頭密封是關鍵。工作錨板的密封工具罩封錨或水泥砂漿封錨十分的重要。這是該技術成功與否的關鍵。威海長會口大橋主橋預應力孔道塑料波紋管選用高密度聚乙烯（HDPE）作為成孔材料。與傳統的金屬波紋管相比，其耐腐蝕性，耐老化性能大大優于金屬材料，太原繞城汾河斜拉橋的拉索外保護層也采用此材料；塑料波紋管還具有良好的絕緣性，可以有效地隔斷雜散電流對預應力鋼絞線的電化學腐蝕，提高了預應力筋電子監測的可行性；塑料波紋管密封性，抗滲性能好且強度高剛度大，不易被振搗棒鑿破；塑料波紋管摩阻系數小且具有良好的耐疲勞性能，能大大提高構件的疲勞能力。真空吸漿技術和塑料波紋管配套使用，為后張預應力體系提供一種更為可靠的保護措施，更好地提高預應力結構的安全性和耐久性。

（2）灌漿材料是影響灌漿質量的重要因素，因為合適的水泥漿配合比是有效發揮真空灌漿工藝優勢的重要保證，所以施工前要認真根據水泥的不同品種以及不同廠家生產的水泥，選擇與水泥相容性較好的添加劑。進行水泥漿的配合比設計，優選最佳灌漿材料，主要從水泥漿的流動度、凝結時間、泌水率、收縮率（或膨脹率）、強度及化學成分等性能展開，選擇最佳的灌漿配合比。真空灌漿的漿體水泥必須是42.5以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.3-0.4；凝結時間初凝6h，終凝時間小于24h；膨脹率小于5%；強度標養7天大于30MPa。

（3）真空灌漿施工過程中，真空灌漿啟動真空泵抽真空，使真空度達到負壓0.08MPa左右不超過負壓0.1MPa并保持穩定。啟動灌漿泵，灌漿時，真空泵保持在負壓0.08MPa左右連續工作。開啟出漿端蓋帽上的出氣孔，將蓋帽內壓滿水泥漿，密封出氣孔，孔道加壓至0.7MPa，持壓3min。關閉灌漿泵及灌漿端閥門，完成灌漿。拆卸外接管路、附件、清洗空氣濾清器及閥門，接到另一孔道重復以上步驟繼續壓漿。只有灌漿泵和真空泵保持良好的工作性能，真空灌漿施工才能順利的進行。設備要按相應的設備操作規程進行保養和操作。所有的設備在灌漿操作中每隔2h至少用清潔水徹底清洗1次，使用結束后也要清洗1次。

（4）為了使真空灌漿工藝達到預期的效果，施工現場的質量管理必須是高水平的。同時，操作者必須有高度的責任心和熟練專業技能，這樣才能使真空灌漿工藝取得更好的效果。

5 真空灌漿的注意事項

（1）嚴格控制水灰比，保證管道漿體飽滿，特別是用水量應嚴格控制并且要嚴格控制材料的配比和用量，每種材料都應稱量。

（2）為了使帶壓灌漿時輸漿管不易破裂，輸漿管要選用抗壓強度不應小于2MPa的高強橡膠管，而且要牢固的連接起來。

（3）根據曲線孔道的特點，在波紋管每個波峰的最高點靠同一端設置觀察閥，觀察閥要高出混凝土約20mm。

（4）灌漿工作最好在水泥漿流動性下降之前進行，孔道灌漿應一次完成。如果中途需要換管道，可繼續開啟灌漿泵，讓漿體循環流動。

（5）灰漿進入灌漿泵之前要進行過濾，一般應通過1.2mm的篩網。攪拌后的水泥漿要做泌水性和流動性試驗。

（6）壓降閥和排氣閥應在壓漿完成且漿體基本凝結后才能拆除。

6 結束語

在威海長會口大橋建設中，采用真空灌漿工藝是提高后張有粘結預應力混凝土結構安全度和耐久性的有效措施，真空灌漿技術和塑料波紋管配套使用，可以為后張預應力體系提供一種更可靠的保護措施，該工藝在預應力體系提供一種更可靠的保護措施，真空灌漿技術對確保工程質量、保證結構耐久性、杜絕隱患、提高經濟效益都有著重大的意義，而且它也是確保高質量灌漿的一個強有力的手段。真空灌漿工藝在預應力混凝土橋梁中將有廣泛的應用前景。

參考文獻：

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