市政橋梁預應力管道灌漿施工技術研究

楊永輝

（廣東冠諾建設工程有限公司）

0 前言

在大型市政橋梁工程中，高技術含量的灌漿技術應用能夠有效節省施工成本、提高施工效率和質量、縮短工期、提升綜合效益，預應力管道灌漿施工技術的應用便能夠取得這類成果。為更好發揮預應力管道灌漿施工技術的優勢，本文圍繞該課題開展具體研究。

1 技術基本應用要點

1.1 技術簡介

所謂預應力管道灌漿施工技術，指的是通過真空泵抽真空處理預應力管道的孔道，使其維持-0.1MPa 左右的真空度，由此在孔道中灌入特種水泥漿，基于布滿整條管道的特種水泥漿施加正壓力0.7MPa，即可有效提升管道內灌漿的飽滿度和密實度，更好服務于市政橋梁建設。深入分析可以發現，預應力管道灌漿施工技術能夠基于真空泵排除孔道里的空氣和水分，孔道內還存在的氣泡也能夠通過正壓力排除，灌漿質量自然可隨之提升。密實性增加的灌漿可保證整個孔道中更好地充實漿體，負壓容器會在真空壓環境下自動收集漿體里的微漿和稀漿，漿體稠度可在孔道內更好保持，管道內的空隙消除、高效的灌漿施工、高連續性施工、灌漿時間縮短均可在技術支持下實現[1]。

1.2 施工工藝要求

在應用預應力管道灌漿施工技術前，必須全面清理孔道，并在之后注入不含油的壓縮空氣，全部抽出孔道內的積水。在攪拌水泥漿前，需加水空轉幾分鐘并隨后排出積水，充分濕潤攪拌機內壁，在全部卸出攪拌好的灰漿后，不得加入未攪拌的材料，禁止出料的同時再次摻料攪拌。在完成張拉施工作業后，施工人員需使用切割機切除外露的鋼絞線，以此保證外露鋼絞線在30mm內，配合針對性的封錨處理、孔道清洗、高壓風吹洗，即可為正式施工奠定基礎。需采用水泥砂漿或保護罩進行封錨，需要在灌漿結束后拆除封錨（至少3h），為控制平整性，同時需清理錨墊板表面，封錨采用的水泥漿應不具備收縮性。還應定期清理錨墊板灌漿孔，需保證管線閥灌漿端和真空機真空端在清潔前提下進行二者連接，以此提升預應力管道灌漿施工技術的整體性能。水泥、水、膨脹水泥、水泥的調配必須采用正確的比例，水泥漿用水量的嚴格控制、水泥漿出料后的泵作業施工、全程監測排氣管的出漿狀況、施工裝備拆卸后的清洗，可為施工質量控制提供有力支持[2]。

1.3 施工注意事項

為更為科學地應用預應力管道灌漿施工技術，必須重視波紋管接頭的密封，壓降施工作業應在封錨水泥砂漿強度滿足規范和施工要求后進行，灌漿施工作業應在密封24h 后進行。應采用擁有1MPa 抗壓能力的高強度橡膠管作為灌漿管，以此避免施工過程中的破裂故障，為避免脫管的現象出現，同時需綁牢灌漿管。還應做好水泥品種和生產廠家的審查，水泥的相容性考量、合理的添加劑選擇，以及重視水泥漿凝結時間、收縮率、流動度、泌水率的配比設計，獲得最佳的配合比。為杜絕溢水現象出現，配合比水份需得到嚴格控制，水泥漿流動性的控制也不容忽視，避免管道頂端空隙的出現，基于加水的流動性增加情況不得出現。灌漿作業需在水泥漿流動性下降前30～45min 進行，施工的連續性需得到嚴格控制，如施工過程需更換管道，灌漿泵需要重新啟動，以此保證漿體的循環流動，否則將出現管道堵塞等問題。

2 基于智能控制的技術及施工質量控制要點

2.1 智能預應力管道灌漿施工技術

為更好滿足市政橋梁的建設需要，智能預應力管道灌漿施工技術近年來也開始應用于市政橋梁工程，該技術的應用需得到智能預應力壓漿系統支持，智能化的施工可由此實現。相較于傳統的預應力管道灌漿施工技術，智能預應力管道灌漿施工技術可實現管道大循環，預應力管道內部的漿液可由此一直循環，管道內的雜質、水分、空氣均可由此不斷被帶出，這不僅能夠提高施工質量，還能夠同時進行兩個預應力管道壓漿施工，工效可由此提高1 倍。智能預應力管道灌漿施工技術還能夠較好服務于預應力管道壓漿施工的流量、壓力、水膠比控制，更好保障施工質量。在技術的具體應用中，智能壓漿儀、連接管道、預應力管道組成的循環回路極為關鍵，通過設置精密的傳感器于管道進、出口，即可實時監測相關參數，計算機可基于參數實施調控壓力及流量，施工可更好貫徹《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50－2011）要求[3]。

2.2 硬件組成

智能預應力管道灌漿施工技術的具體應用需得到連接管路、控制計算機、智能壓漿儀組成的智能壓漿系統支持。控制計算機負責基于壓漿實際情況的整個壓漿過程控制，通過向智能壓漿儀傳遞數據，最終實現自動化的壓漿過程施工，降低人為影響和人力消耗；智能壓漿儀由灰漿泵、水箱、水膠比測試儀、儲漿桶、制漿機、翻漿測控裝置、進漿測控裝置、高性能傳感器組成，通過實時測控進漿及返漿的壓力、水膠比、流量，漿液質量可通過自動加水加料得到保障，壓漿充分程度、壓漿質量也可得到保障；連接管路由進漿管、返漿管組成，連接管用于大循環過程，配合預應力管道和智能壓漿儀構成循環回路，連接管路即可較好服務于施工質量和效率的提升，圖1 為智能壓漿系統工作流程圖。

2.3 質量控制要點

2.3.1 精準控制

市政橋梁工程的智能預應力管道灌漿施工技術應用可實現對水膠比、漿液流量、漿液壓力的精準控制，傳統技術應用存在的壓力控制精度不高、無法測量流量、水膠比控制隨意、工人操作影響施工質量等問題均可較好解決。為最大化發揮智能預應力管道灌漿施工技術優勢，工程需采用零泌水率、高流動度、低水膠比的漿液，配合先進的壓漿工藝、合理的壓漿設備、精細的施工組織管理，保證市政橋梁施工質量。在漿液水膠比的控制中，需通過自動加水裝置裝配（智能壓漿系統）配備的吸水泵、電磁閥、高精度渦輪流量計，以此基于程序設定實現準確、自動的加水，加水的精度需在1.0%以上。在準確控制水量的同時，配合質量一定的外加劑、袋裝水泥，水膠比值即可實現準確、方便的控制；漿液流量的精確測量需依托測控裝置（智能壓漿系統），以此通過比較預應力管道體積和管道內的漿液體積，判斷管道漿液的充盈情況；壓漿壓力的精確控制需嚴格遵循規范要求，保證管道的壓漿壓力控制在0.5～0.7MPa 區間，出漿口關閉后也需要至少維持在0.5MPa。在每次壓漿過程中，智能壓漿系統需對管道壓力損失進行實時測量，壓漿壓力值設置可由此獲得依據，施工過程中的沿途壓力損失可由此得到考量，滿足規范要求的整個預應力管道自然能夠保證壓漿的可靠、密實。值得注意的是，在漿液持續循環過程中，進、出漿口壓力損失值也需要得到實時測試，壓漿壓力需基于測試結果自動調整，全管路壓漿壓力值可由此得到更好控制，施工質量、效率、經濟性也能夠同時得到較好保障。

圖1 智能壓漿系統工作流程圖

2.3.2 循環壓漿工藝應用

為保證智能預應力管道灌漿施工技術的循環壓漿工藝更好服務于市政橋梁工程建設，必須認識到循環壓漿工藝相較于傳統技術能夠更好排出管道內雜質、水分、空氣，預應力管道內的空洞形成可有效規避，否則市政橋梁使用過程中很容易因空洞中的空氣和水分導致預應力鋼束銹蝕，預應力鋼束的有效截面降低、預應力鋼束斷絲等問題也可能出現。在循環壓漿工藝的具體應用中，必須保證循環的持續開展，以此輸送管道，通過判斷壓漿過程中進、出漿口壓力，管道內的漏漿、堵塞等情況即可明確。如出現管道不通情況，加大流量進行沖孔處理，以此保證管道通暢，不斷帶出管道內的雜質、水分、空氣，保證施工質量。智能預應力管道灌漿施工技術的循環壓漿工藝應用流程可概括為：“密封錨頭/管道連接→施工準備→漿液拌制（0.26～0.28 水膠比）→循環壓漿開始→壓力/流量/水膠比測試→自動調壓→鎖壓并開啟溢流閥→持續3～5min 穩壓→符合要求→壓漿結束”，基于該流程，即可更為明確的應用智能預應力管道灌漿施工技術。

3 結語

綜上所述，市政橋梁預應力管道灌漿施工技術的應用需關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的施工注意事項、精準控制、循環壓漿工藝應用等內容，則提供了可行性較高的市政橋梁預應力管道灌漿施工技術應用路徑。為保證技術更好服務于市政橋梁工程建設，基于智能技術的預應力管道灌漿施工必須得到重視，各類智能控制系統的建設和優化也應成為行業關注的焦點。