真空辅助压浆技术用于麦加轻轨连续梁施工

张利群

（中铁十八局集团国际公司 天津）

一、工程简介

沙特麦加轻轨是位于沙特阿拉伯城市麦加的大众捷运系统，全长18.1 km。2010年11月通车。现行路线是高度为8～10 m的高架铁路，设计最大运输容量为每小时单向同时运送72 000名乘客。由中国铁建承建并运营的沙特麦加轻轨铁路连续五年圆满完成运营任务，5年累计运送朝觐者1600万人次。在麦加轻轨工程的建设施工中，针对传统压浆存在一定的结构缺陷，如浆体不密实、不饱满、有气泡，甚至局部形成孔洞，同时由于浆体的不密实和孔洞，使水分和空气有可能渗入预应力筋并产生锈蚀，影响梁的使用寿命，甚至导致桥梁垮塌。麦加轻轨在施工时结合了其他工程的施工经验，应用了真空辅助压浆技术。

二、真空辅助压浆的基本原理及优点

1.基本原理

真空辅助压浆是在预应力张拉完成后在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.06～-0.08 MPa的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，直至充满整条孔道，并加以0.5～0.6 MPa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度，减少了孔道中因存在气泡和多余水分造成预应力筋受到锈蚀的现象，确保了孔道压浆的质量，提高了桥梁工程的安全、耐久性。

2.优点

现有管道的压浆主要有普通压浆和真空压浆两种类型，麦加轻轨连续梁主要采用真空压浆技术，有3个优点。①强化了浆液的惯性流动对孔道的充盈，浆体可以很好地充满整个管道，使孔道内浆体饱满、密实，浆体与钢绞线相接密贴，浆体表面光滑密实，浆体内不存在气泡或孔洞。②由于在浆体中加入了专用的减水剂和膨帐剂，降低了水灰比，提高了水泥浆的流动度，减少了水泥浆的收缩，消除了裂缝的产生。③减少孔道中阻力，加速了浆液的流动，形成一个连续且迅速的过程，缩短了压浆时间，提高了生产工效。

三、真空辅助压浆的工艺流程

1.压浆前的准备工作

在正式压浆之前，先进行试作业以检查设备的运行情况，检查压浆泵的工作压力是否满足规范要求。

（1）割切锚外钢绞线。张拉施工完成24 h且钢绞线未出现断丝滑丝后，用砂轮切割机切除外露的钢绞线，钢绞线切割后的余留长度不得超过2 cm，以免预应力筋和锚具过热而产生滑丝现象。

（2）设备机具的检查和保养。由于此项目在沙特，设备运输困难，所以必须严格检查灌浆设备（灰浆搅拌机、柱塞灌浆泵、水循环式真空泵、空气泵等）性能是否良好，其他设备（计量设备、储浆罐、过滤器、橡胶管、吸水管、连接头、控制阀门等）是否齐全。设备阀门要勤检查和保养，及时更换有问题的管道和阀门，工作过程中不能出现故障，严格按照操作规程操作，确保工序顺利进行。

（3）封锚。麦加轻轨项目由于地处中东地区，天气炎热，考虑到天气原因采用水泥净浆的方式进行封锚，这样水泥净浆很快会达到既定强度，这样就可以进行注浆。封锚头时必须将锚下垫板及卡片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度＞15 mm，锚头封好后24 h内灌浆。

（4）孔道检查。此时应该检查压浆孔、排气孔的畅通，必须无阻力，孔道在压浆前应用压力水冲洗，以排除孔内粉渣等杂物，保证孔壁的结合良好。麦加轻轨项目由于工期紧，任务繁重，在施工过程中难免会出现连续梁缺陷，在冲洗过程中，如发现冒水、漏水的现象，积极及时堵塞漏洞。当发现有串孔现象，又不易处理时，快速判明串孔数量，在压浆时几个串孔同时压注。或者对某一孔进行压浆后，立即对相邻孔道用高压水彻底冲洗，严禁在孔道有积水的情况下进行真空压浆。

（5）试抽真空。注浆前，先用空气泵检查孔道的通气情况，确保孔道畅通。各部件连接后，将所有阀门关闭并启动真空泵5～7 min将孔道抽成真空，观察真空压力表读数，当真空压力表的读数达到-0.09 MPa时，停止抽气约2 min，若压力表保持不变，则可认为孔道达到真空状态。若未能达到此数据，则表示波纹管未能完全密封，要在压浆前进行检查更正。

2.水泥浆的配制

（1）配合比。按设计要求的强度配置水泥浆，应严格按照实验室提供的数据操作。水泥各项性能应符合现行标准，初凝时间应＞4 h，终凝时间＜24 h，标号采用42.5级的低碱普通硅酸盐水泥。减水剂、阻锈剂、膨胀剂的选用满足规范、设计及验标要求；水泥浆的水胶比≤0.33，不沁水，流动度≤25 s，3 min后≤3 s，24 h自由收缩率0～3%，标准养护条件下28 d自由膨胀率≤0.1%。

（2）水泥浆的拌和。先下水再下水泥，拌合时间≥1 min，灰浆过筛后存放于灰浆桶内。此时桶内灰浆仍要低速搅拌，并经常保持足够的数量已保证每根管道的压浆能以此连续完成。水泥浆自调制到压入管道的间隔时间应＜40 min。

3.压浆工艺

对连续梁张拉施工完成后，在48 h内须进行管道真空辅助压浆。压浆前，采用水泥净浆的方式进行封锚，等强度达到要求后进行压浆。具体方法为，先将压浆阀、排气阀全部关闭，打开真空阀，启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数、当管内真空度维持在-0.08 MPa左右时停泵约1 min，观察真空压力表读数，若压力表保持不变再次启动真空泵抽空，使真空度达到-0.06～-0.08 MPa并保持稳定。

当管道密封性良好时，启动压浆泵，当压浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输送管阀门打开，开始压浆。同一管道压浆应连续进行，完成水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40 min。

压浆过程中，真空泵保持连续工作。待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀门，当水泥浆从排气阀门顺畅流出，且稠度与压入的浆体相当时关闭真空端所有的阀门，然后关闭真空泵。压浆泵继续工作，压力达到0.5～0.6 MPa时，持压3 min。关闭压浆泵及灌浆端所有的阀门，完成压浆。然后重复前面的压浆工序，逐个向孔道内压浆，连续不间断完成剩余孔道的压浆施工。在压浆过程中，每孔梁应制作3组标准养护试件，进行抗压强度和抗折强度试验。

完成当日压浆后，考虑到设备从国内运输不方便，必须严格保养设备。拆除外接管路、附件，清洗空气过滤器和阀门，将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。安装在压浆端的球阀，应在压浆后1 h内拆除、清洗。

四、真空灌浆注意事项

（1）压浆前对孔道进行检查，确保孔道畅通，管路密封。严格按照浆体进行水泥浆的拌制，拌好的水泥浆要做到基本卸尽，在全部灰浆卸出之前不得投入未拌和的材料，更不能进行边出料边进料的拌料。

（2）配料过程中严格控制用水量，对不能及时使用而降低了流动性的浆体，严禁采用加水的办法来增加灰浆的流动性，配制时间过长的浆体不应再次使用。水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则应不停的搅拌防止离析。

（3）压浆工作须在水泥浆流动性下降前进行（30～45 min），每条孔道灌注要连续完成，灌注完一条孔道换其它孔道时间内继续启动灌浆泵，让浆体循环流动。

（4）水泥浆进入压浆泵前应通过1.2 mm的筛网进行过滤。储浆筒的储浆体积大于1倍所要灌注的单道预应力孔道体积，压浆孔数和位置必须做好记录。

五、结语

根据麦加轻轨工程的施工经验，连续梁注浆压浆的施工质量对后张法预应力桥梁的使用和耐久性起着关键性作用。因此，在进行管道压浆这道防线操作时应认真操作，严格按照规范、施工设计有关要求进行，以确保压浆质量。