桥梁施工中真空辅助压浆技术的有效运用

2016-03-16李福

环球市场 2016年34期

关键词：浆体真空泵压浆

李福

中铁大桥局集团第一工程有限公司

桥梁施工中真空辅助压浆技术的有效运用

李福

中铁大桥局集团第一工程有限公司

随着我国经济的不断发展，我国的交通事业也得到了快速的发展，在建设桥隧方面对科技水平的要求越来越高。真空辅助压浆技术作为含有较高科技含量的新兴技术，在国外已经得到了广泛的应用，而我国目前正处在大力推广的阶段。因为传统压浆工艺存在浆体不严实、不饱满甚至会有孔洞形成的缺点，导致水分进入预应力筋并使其锈蚀，大大缩短了桥梁的使用寿命。而真空辅助压浆技术提高了预应力孔道的密实性和饱满性，有助于提高桥梁的质量。目前该项技术主要应用在桥梁工程和隧道工程当中。

真空辅助压浆；桥梁工程；施工应用

引言

在传统压力灌浆作业中，浆体和施工工艺都有一定的缺点，导致桥梁寿命缩短。近几年真空辅助压浆技术的出现，在很大程度上解决了这一难题，但是在具体运用过程中依然要遵循基本的运用原则，讲究方法和效率，合理使用专用添加剂，保证混凝土结构安全和耐久性。

一、真空辅助压浆技术的特点、原理及优势

(一)真空辅助压浆技术特点

真空辅助压浆技术在与传统工艺相比时，具备很多特点。首先，在工艺方面有了重大的突破，使工艺和浆体得到优化，避免裂缝的产生，从而使施工拥有了饱满的灌浆效果，保证了建筑的强度[1]。其次，在压浆的时候，孔道内的压力会不同。真空辅助压浆技术在真空的条件下将孔道内的空气和水分消除，利用的是塑料波纹管成型孔道，这种波纹管有很好的密封性，能够达到真空压浆的要求。再次，真空压浆技术还具备的特点是在压缩过程中保持连续压缩，这样一来大大缩减了压缩所用的时间，使得施工非常迅速，拥有很高的施工效率。最后，真空压浆技术拥有不同的效果，是管道内的浆体充盈的有力保障。

(二)真空压浆技术的原理

真空压浆技术突破了传统压浆工艺中应用金属材料做波纹管的局限，采用了塑料材质。当完成预应力张拉工序时，将孔道系统封死，这时利用的是密封罩，然后利用真空泵进行真空处理，但是没必要完全真空。当真空比例达到80%以上时，利用压浆机从与真空机工作相反的一面进行正压力注浆，而对压力值也有要求，压力值要大于0.7Mpa[2]。当孔道被抽真空后，内部空气非常少，所以浆液内很难再混入气泡。另外，孔道与压浆机之间存在着很大的压力差，这种压力差会使浆液受到挤压力，从而使得其饱满度大大提高，有效避免水分进入浆体，使预应力筋得到了良好的保护，桥梁的寿命有效得到延长。

(三)真空压浆技术的优势

当孔道被抽真空后，就很少有空气存在孔道之间，多余水分在很大程度上已经气化，从而使浆液不会轻易产生气泡，也不会有多余水分混入浆液，所以真空压浆具有防腐蚀的优势。在压浆过程中，压力差能使狭窄间隙在孔道内形成的堵浆现象消失，有效避免孔道堵浆。在浆体流动方面，使浆体的流动性大大提高，能够保证管道内部全部被冲浆，并且很少有死角出现，有效避免了钢绞线与浆体之间产生孔洞，另外还增强了浆体表面的光滑性和密实性。最后真空压浆还具有控制孔道阻力的优势，使水泥浆的流动性大大提高，提高成型几率。

二、真空辅助压浆的工艺流程

(一)管道的密封

在管道方面首先要选择波纹管，然后安装波纹管，最后铺设波纹管。在选择波纹管的时候，强烈推荐使用塑料材质的有较高强度的波纹管，打破传统压浆工艺中采用金属材质波纹管的陈规。因为塑料波纹管拥有更好的性能，首先是塑料波纹管很难被腐蚀，具有良好的抗腐蚀性。在密封方面，由于塑料比较柔软，实现密封相当简单，而且还是很好的绝缘体，没有导电现象发生，能够很好地抵抗杂散电流的腐蚀。其次，塑料波纹管能够有很大的弯曲度，使拆装很便捷，对于小半径的弯曲很容易就能实现，并且满足多种情况下的预应力束的要求。

当安装波纹管的时候，首先要进行管道定位钢筋的布设。按照管道的坐标进行放样，然后安设定位钢筋，直线段保持750mm的间距，曲线段距离应适当缩短，最好小于500mm[3]。

铺设波纹管应采用电焊的方式，尤其要注意保护管壁。最后的步骤就是安装浆孔和排气孔，按照锚板上预先留的排气和压浆的孔洞进行安装，压浆孔统一布置在孔道的下方，排气孔在上端布置。

(二)相关设备的检查与保养

设备的检查和保养能够使设备正常运作和保证设备使用寿命。对于阀门要采取定期检查和临时抽查相结合的措施，并且在检查过程中要做好相关保养工作，保证工作过程中设备不出现故障。另外在保养时要严格按照操作规程进行相关操作，使工作能够顺利进行。

(三)封锚操作

当张拉工作完成后，对外漏的钢绞线应及时进行处理，一般选用砂轮机对钢绞线进行切除，尤其值得注意的是外漏的钢绞线小于25mm时就可以封锚。采用保护罩封锚的方式进行封锚，使保护罩起到封锚罩的作用，并在压浆后的3小时拆除[4]。然后把锚垫板的表面清理掉，使其平整，将玻璃胶涂在压浆保护罩底面和橡胶密封表面，然后安装橡胶密封圈。最后需要将锚垫板与保护罩之间的安装孔对正，使用螺栓拧紧。

(四)孔道的检查

要想使浆液和空气顺利被压出，就要保证压浆孔和排气孔通畅。如果在作业的过程中发现孔道内有残留的赃物或水分，应该马上进行处理。将无油分的压缩空气吸入管道，进行清洗，然后利用化学方法清洗，例如生石灰水或氢氧化钙澄清溶液。利用化学方法一直进行清洗工作，直到管道内杂物被清除干净为止。清洗干净的管道会有水分存在，这时还要将无油分的压缩空气吸入管道，使其把管道吹干。

(五)布置压浆装置

将密封阀门接在水泥浆出入口处，在非压浆处连接真空泵，在压浆端连接压浆泵，然后用串联的方式将负压容器和三向阀门锚具端头进行连接，并在锚具端与阀门之间连接一段强度比较高的透明塑料管。

(六)判断抽真空条件是否具备

当各部件连接完成以后，应进行一次试验，判断是否具备了抽真空的条件。在压浆前关闭所有排气阀门，并启动真空泵约10分钟，使真空度达到-0.08～-0.1Mpa，并保持稳定，如未能满足此数据则表示波纹管未能完全封闭，需在继续压浆前进行检查及更正工作。

(七)拌浆作业

在真空辅助压浆的操作过程中，拌浆工作十分重要，并且应按照具体流程进行操作。首先将清水加入搅拌机，进行清水空转，目的是使搅拌机的内壁充分湿润。搅拌机内壁湿润以后，将里边积水全部清理。然后需要对水进行称量，把一定质量的水倒入搅拌机，在搅拌的同时把水泥倒入搅拌机，一边搅拌一边加水泥。当水泥全部加完以后再继续搅拌4分钟左右，一直到水泥均匀。然后需要添加的就是一些溶于水的几种必要的外加剂，加完外加剂以后再搅拌10分钟左右就可以出料了[5]。搅拌好的浆体在全部卸出前不得再投入其它原料，对于使用剩余的浆体不能采用加水的方式使其稀释，当然也不能出料和进料同时进行。

(八)压浆作业

搅拌完以后要检测浆体的稠度，符合要求后便可以进行压浆。首先将水泥浆注入压浆泵，在压浆泵的高压胶管出口处会打出浆体，当观察到浆体的浓度与压浆泵中的浓度相同时，便可以开始压浆。在压浆前应关闭除连接到真空泵以外的所有排气阀门，然后启动真空泵，进行抽空。还应该注意的是，在压浆过程中，要保正真空泵连续工作。当完成一束管的压浆时，要使用木塞封闭，并且保证水泥浆不受震动，直到水泥浆凝固才可以。另外为了防止堵管，在移动压浆泵和真空泵的时候应使压浆泵处于工作状态，这样能够保证浆体的循环流动。

(九)配件的清洗

孔道的压浆工作完成以后要对压浆泵、搅拌机、空气滤清器以及各种管道和阀门等及时进行清理，保证所有工具的整洁，以便在后续的使用过程中不出现问题。

三、真空辅助压浆的材料要求和设备选择

(一)材料的要求

在选择材料时，要注意采用正规厂家生产的具有特定效果的水泥，对水泥中化学物质的含量也要根据相关要求进行选择，如果水泥选择不好，那么就会给后续的一系列工作带来连续性的影响，导致压缩的效果不好，更重要的是工程的质量达不到标准质量，使桥梁寿命大大缩减。在使用水的方面，由于真空压缩的要求比较高，所以最好能够使用饮用水。也就是对水中物质的含量有所要求。硫酸盐的含量应小于0.1%，氯盐含量不超过0.5%，水中还不能含有糖分和悬浮有机质[6]。外加剂的作用是改善浆体的性能，使浆体发挥更好的作用，但是外加剂的使用量要在合理范围之内，不得超出所规定的范围。

(二)压浆设备的选择

1.搅拌机

搅拌机主要是用来搅拌灰浆，使水泥和水等液体完全融合来拌制浆体。在真空辅助压浆的过程中对搅拌机的要求并不高，可以选择普通的搅拌机，但是需要在搅拌过程中能够保证对水量的准确控制。

2.真空灌浆组件

真空灌浆组件主要包括真空泵、真空表和连接阀门，在选择这些组件的时候要保证产品的质量，确保每个组件在使用过程中都不会出现问题。另外还应考虑各种组件的保养和检修难度，尽量在经济方面也有所考虑，既经济，又实用。

3.压浆组件和高压管

压浆组件包括压浆泵和压力表，选择时基本没有难度，常规规格就可以使用。而高管表在选择的时候要根据不同的要求进行仔细斟酌。要保证在压浆过程中高压管能够承受很大的压力，尤其是透明管。在满足压力要求的同时，还应满足能够观察浆体的特殊要求，严格防止浆体进入真空泵的现象发生。