浅谈真空灌浆施工技术在公路工程中的应用

2011-08-15王鲁军

科技传播 2011年7期

王鲁军

河南德馨高速公路有限公司，河南商丘 476000

随着我国国民经济的持续发展，交通运输业的进步带动着公路工程向纵深方向延伸。工程质量的好坏施工技术是关键，为圆满完成工程施工，确保工期和质量、合理控制工程造价，在施工的过程中，我们要立足于专业化、机械化、标准化施工，重点工序重点安排，特殊部位特殊考虑，并结合工期和工程实际进行统筹，尽量做到现场布置合理，方案切合实际，施工组织科学，以便为优质高效安全的完成工程。我国公路主要以水泥砼路面为主要形式，并在我国公路网中占有相当大的比重。水泥混凝土路面是我国主要公路路面形式，由于该种路面具有刚度大、使用寿命长、强度高等优良特点，所以在我国公路网构成中占有相当大的比重。另一方面，该种路面也有许多弊端，如路面接缝较多，易发生脱空、唧泥、裂缝等，因此研究新的施工技术对克服这一问题意义深远，以下谨从公路工程真空灌浆施工技术方面作以简要论述。

1 灌浆法的加固机理

灌浆法是我国公路工程、建筑工程底基层加固的主要应用技术，该法的工作机理是：通过仪器压力，具体包括气压、液压、电化学等注浆孔将浆液注入预定的加固底层当中，利用注入的浆液挤出地层中的空气、水、或土粒的空间并占据其位置，经过一段时间后，浆液固结，从而形成一个强度高、防水性能好、结构新、化学稳定性的新的固结体，从而达到加固地层的目的。

2 真空灌浆技术施工中的注意问题

1）该工艺的应用需要一个探索实践的过程而逐步走向成熟。由于真空灌浆技术是一项新技术，在后张预应力混凝土结构施工中常被应用，我国目前的应用还不够多，缺乏相应的技术支撑。另外，真空灌浆施工技术要求较高的质量控制水平。因此，这项技术应用要结合现有技术条件，研制新的施工设备和材料，探索出一个切实可行的符合预应力施工质量要求的施工流程；

2）对灌浆材料要求特殊，受技术条件的限制，真空灌浆技术需要特殊的灌浆材料进行辅助方可施工，这是进行这项施工的一个重要条件。在该项施工中特殊材料所起的作用是决定性的，因为该材料在施工中要排除90%以上的孔道空气，减少由于水泥浆收缩而产生的孔道空隙就得改善水泥浆的水灰比。因此，研制出空隙率低、和易性好、具有较高强度和耐久性、渗透性小的灌浆材料，是我们在施工中主要面对的问题；

3）编制施工操作程序，以便于及时总结施工中遇到的问题，进一步改进施工方法，规范施工流程，从而改善施工工艺，提高工程质量。

3 真空灌浆技术的施工流程

3.1 浆体配比要符合规范

真空灌浆技术对浆体有特殊的要求，它与普通的泥浆的不同之处是成分、水灰比的不同。这种专用的泥浆比原有的泥浆成分多，水灰比更低。低水灰比浆液的一个重要作用是可增加水泥的密实度，从而提高加固层的强度和耐久性，达到加固的目的。

3.2 真空灌浆施工工艺

3.2.1 施工准备

在真空灌浆施工前要充分的做好准备工作，以保证施工工作的顺利进行，提高施工效率避免工期的延误。准备工作的具体内容包括：材料方面，核实材料的数量是否符合预定的标准，材料种类是否齐全，材料的质量是否符合相关的规定等。相关辅助设施：机器设备是否齐备、完好，有无质量问题，能否正常运转，检查水电能否正常供应，出现供水供电障碍及时进行维修，以保证正常供给。预备好一定量的浆体材料，按配方进行称量使其符合一定的配合比例，预备减水剂溶液以待用；对各部件按规定进行连接组装。关闭全部灌浆阀、排气阀，并做好抽真空准备工作。启动抽真空作业，开动真空泵进行抽真空作业时要保证管内的真空度，检查真空压力表，即当管内的真空度维持在预定压强时（压力尽量低为好），停泵约1min，观察真空压力表，若压力表在1min内仍保持稳定不变，则可停止真空抽取作业，此时孔道内基本上达到真空状态，能维持灌浆作业持续进行。

3.2.2 搅拌水泥浆

真空灌浆的关键是对泥浆进行控制，只有符合标准的泥浆才能保证施工的顺利进行，搅拌泥浆可以从以下几个方面加以注意：首先，搅拌机在进行施工前要进行适当的处理，泥浆搅拌前湿润搅拌机，具体措施是加水空转数分钟，对搅拌机内壁进行充分湿润，将积水倒干净，然后方可开始下步作业；其次，在对搅拌机进行充分的湿润后开始装料。搅拌的材料要严格符合比例要求，如水（扣除用于溶化减水剂的那部分水）、粉煤灰、水泥、膨胀水泥要进行事先的称量，使其符合相关比例要求后倒入搅拌机，搅拌时间为2min；紧接着将减水剂溶液倒进搅拌机，搅拌3min左右然后出料；第三，送泵，水泥浆搅拌完毕之后及时泵送，御料时要不停止搅拌机的搅拌工作，直到水泥浆基本御尽为止。最后，在泥浆搅拌的过程中要严格控制用水量，这是保证泥浆符合质量要求的关键，多加的水要全部泌出，否则容易造成管道顶端留有空隙；在整个灌浆作业的过程中，要始终保持泥浆的良好流动性，这样有利于防止泥浆淤积阻碍灌浆的顺利进行。由于泥浆未及时使用而流动性降低时，要采用适当办法进行处理，切忌采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。

3.2.3 灌浆

搅拌好泥浆之后进行灌浆作业，灌浆作业的基本流程是，首先将搅拌好的灰浆加入到灌浆泵中，灌浆泵的高压橡胶管会在高压的作用下将浆体打出，当灌浆泵中的浓度与打出的浆体浓度一样时，即可关掉灌浆泵，扎牢高压橡胶管与孔道的灌浆管。启动真空泵，当体内的空气压强维持在-0.06MPa～-0.09MPa值时，这时候关闭真空泵即可开始灌浆作业，打开灌浆阀，当浆体经过空气滤清器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀。在灌浆的过程中要时刻观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入的泥浆稠度一样时，关掉排气阀，这时候仍要保持继续灌浆2min～5min，使管道内有一定的压力，最后关掉灌浆阀。

4 灌浆施工中的质量控制要点

近年来，我国公路工程施工技术发展很快，真空灌浆施工技术作为一种新型的加固方法得到了广泛的应用和推广，目前主要应用的领域有很多种，如：软土地基处理、高速公路桥头跳车、桥梁加固等。在工程质量方面大多数病害原因主要是由于下承层造成的。在施工过程中，要着重对灌浆施工过程进行控制。实践证明灌浆钻孔深度一般为混凝土板底3cm～5cm为宜，钻孔深度应穿透基层达到垫层中。真空灌浆在施工过程中要从以下几点加以注意：

1）对进场材料进行严格的控制，不符合标准者严禁入场；

2）泥浆拌和要均匀，严格控制配合比，注重用水量；

3）做好安全检测工作，在灌浆过程中若发现灰浆溢出时，应及时用木塞塞紧，10min后拔出木塞；

4）做好灌浆的后续工作，对交通进行控制，禁止车辆在灌浆完成后的板块通行，待灰浆强度大于3MPa以上时方可开放交通。