真空压浆施工技术的应用

摘要：在桥梁施工中，对后张法预应力管道压浆一般采用传统的压力注浆方法。传统压浆工艺普遍存在着压过的浆体不密实,容易产生离析,干硬收缩,产生孔隙，导致预应力筋受到锈蚀的缺陷。新型的真空压浆工艺克服了普通压浆的一些缺陷，增加了浆体的强度和致密性，减少了对钢绞线的锈蚀，取得了很好的效果。本文着重从工艺、材料、设备、效果、注意事项等方面介绍真空压浆新工艺。

主题词：桥梁工程；后张法预应力管道压浆；真空压浆

Abstract: In the bridge construction of prestressed pipe extent grouting method generally uses the traditional pressure grouting method. Traditional grouting process generally have the pressure paste imperfect, easy to produce the segregation, dry shrinkage, produce the pore, leading to the defects of the prestressed reinforcement from rust. New type of vacuum pressure grouting technology overcome the common pressure some of the pitfalls of slurry, increased the strength of paste and dense sex, reduce the corrosion of steel strand and good results have been achieved. This article emphatically from the craft, material, equipment, the effect, the points for attention in this new process vacuum pressure grouting.

Key Words: bridge engineering; method of prestressed pipe after-grouting; vacuum pressure grouting

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：

1、工程简介及真空注浆原理

新建武汉天兴洲公铁两用长江大桥是国家“十五”重点项目之一。该桥位于既有武汉长江二桥下游9.8Km处天兴洲江段。长江北汊主桥为三向预应力连续梁和双向预应力简支箱梁，为提高桥梁结构的耐久性，通过做孔道压浆试验，确定后张预应力管道注浆采用真空注浆工艺。

早在上世纪90年代，欧洲和北美已经普遍采用真空灌浆技术，取得了良好的效果；近年来，我国部分大型桥梁也开始使用真空压浆工艺。真空压浆就是在接近真空的状态下进行压浆，即通过抽真空手段，使预应力管道内的真空度达到80％以上，管内形成-0.08～－0.1MPa左右的负压，然后通过压浆设备以一定的压力将水泥浆压入预应力管道，通过“吸”与“压”相结合，在管道内形成致密高强的浆体，使孔道注浆取得良好的效果。

2真空压浆的优点

和以往的普通压浆工艺相比，真空压浆由于工艺上的改进和水泥浆性能的改善，使施工质量大为提高。主要表现在以下几个方面：

（1）可以消除普通压浆法引起的气泡，增强了浆体的密实度。

（2）孔道在真空状态下，减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个孔道。

（3）采用真空压浆，其水泥浆的性能可以大大改善，水灰比大幅减小，浆体强度可以达到很高的程度。

（4）真空压浆的工艺要求采用高强高密度耐高温的聚乙烯塑料波纹管，其良好的绝缘性能可以有效减少钢绞线的电化腐蚀，从而提高预应力结构的安全性和耐久性。

3、真空注浆工艺的设备及材料要求

3.1 设备要求

使用此项新工艺的前提条件是采用配套的预应力锚具组装件、成孔性能良好的塑料波纹管，使用专用设备抽、压设备、专用浆体外加剂。

真空压浆的关键是真空度的实现。真空度的实现通过抽真空设备以及密封系统来完成，所以必须增加一套抽真空设备和必要的密封部件。准备设备有；（1）快速有效的制浆设备；（2）真空泵；（3）压力容器；（4）进口、出口、排气口的截止阀；（5）预应力和非预应力两端的密封组件；（6）高效的压浆设备。

3.2材料要求

（1）能承受高负压符合要求的塑料波纹管。

（2）高质量的水泥浆。浆体水灰比控制在0.29～0.35，泌水率应小于2%，且浆体泌水应在24小时内被浆体完全吸收。

4、真空注浆施工工艺

（1）钢绞线切割 预应力钢束张拉完成后，用砂轮切割机将锚具外的外露钢绞线切除，外露2～3cm即可。冲洗管道，并用高压空气吹洗干净。

（2）密封管道主要密封工作在封锚端，在管道最低点和最高点留设排气、排水、排浆的辅助管道，同时要注意密封，保证抽真空达到足够的负压。在封锚端采用专用密封罩进行密封。密封罩与锚具之间采用密封橡胶垫，橡胶垫上均匀涂抹玻璃胶加强密封效果。密封后半个小时就可以进行抽真空作业，密封罩可以多次使用。

（3）压浆前准备压浆前的准备工作有安装真空泵机组、抽真空端的开关、抽气管道、观察管道、压力表、空气滤清器、排浆阀及普通压浆系统，同时对管道密封情况进行检查，检查无问题后即可准备抽真空。

（4）抽真空及配置浆液设备准备妥当后，关闭吸气开关以外的所有阀门，开始抽真空，使真空度达到-0.08～-0.1MPa，并保证在停机1s时间真空度不低于-0.06MPa。在负压满足条件后即可进行注浆，在浆体进入压浆设备前必须不停的搅动。

（5）压浆在真空度满足要求，启动注浆泵，开始往管道内压浆。浆体进入压力容器，关闭阀门，浆体进入一个废的容器中，直到流出的浆体无摆动，并有良好的稠度。在压浆过程中，真空泵必须连续工作，且保证一定的负压。

（6）停抽真空和保压在真空泵与抽气管道中设置一段透明管道（用玻璃管），作为观察管道。如果看到观察管道内有水泥浆通过，立即关闭吸气开关，防止水泥浆进入空气滤清器，停抽真空。同时打开排浆阀和排气阀（此时压浆不能停止），水泥浆溢出，当溢出的水泥浆浓度和压入的浓度一致时，关闭排浆阀和排气阀（此时排气阀流出的也是浓浆），在小于0.7MPa的压力下保持2min，再关闭进浆阀，压浆工作完成。

（7）工后清理工作压浆工作完成后，清洗设备或转入其它压浆，注意密封罩应在压浆完成2h～4h拆除，管道上的阀门设备也要在水泥浆终凝完成后才能拆除，拆除后立即清洗，进行必要的检查后才允许重复使用。

5、 真空压浆的注意事项

（1）真空度达到要求

真空度的实现关键在于密封工作，在锚头位置的密封必须细致。在压浆过程中真空度始终保持在初始的真空度，直至压浆浆体从抽真空端流出，稠度和压浆端一样；

（2）准备工作充分

准备工作必须充分，指挥协调有序。各道工序衔接娴熟顺利，尤其是抽真空、注浆、关阀、停抽真空、排浆、关阀、保压工作必须流畅，阀门的操作不得随意，要及时、迅速，以保证负压状态压浆和足够的保压阶段。

（3）检查和保养设备

设备、阀门要勤检查和保养，及时更换有问题的管道和阀门。

（4）外加剂：配置时用料准确，保证浆液性能符合试验要求性；

（5）观察孔位置的安放：每30～50米一个或在预应力孔道的最不利点设置；

（6）保压：在完成排浆后，将各个出浆口密封，用压浆机对孔道施加不大于0.7Mpa的压力,进行保压,使管道内浆液达到饱满密实。

（7）压浆顺序：压浆顺序要求从低位孔道向高位孔道单端进行；

（8）温度控制：压浆过程及压浆后48小时内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则采取保温措施。当气温高于35℃时，压浆宜在午后或夜间进行；

（9）试件取样：压浆过程中，必须按规范规定抽取试件，以评定水泥浆质量；

（10）安全措施：压浆操作人员必须带防护眼镜。

6、 结束语

为了保证武汉天兴洲公铁两用长江大桥结构的耐久性，达到设计100年寿命的要求，在施工前进行了孔道注浆工艺试验，对传统注浆和真空注浆进行比选。破碎检查结果证实了真空注浆的优越性，确定采用真空注浆工艺目前我国铁路处于跨越式飞速发展阶段，对混凝土结构的耐久性能提出了更高的要求，这就要求我们在施工中要大力采用新工艺、工法，大力创新，以适应工程的需要。真空注浆的采用，为预应力体系的安全性、耐久性提供了良好的保障，是一项有良好应用前景的施工方法。