市政桥梁预应力管道灌浆施工技术研究

杨永辉

（广东冠诺建设工程有限公司）

0 前言

在大型市政桥梁工程中，高技术含量的灌浆技术应用能够有效节省施工成本、提高施工效率和质量、缩短工期、提升综合效益，预应力管道灌浆施工技术的应用便能够取得这类成果。为更好发挥预应力管道灌浆施工技术的优势，本文围绕该课题开展具体研究。

1 技术基本应用要点

1.1 技术简介

所谓预应力管道灌浆施工技术，指的是通过真空泵抽真空处理预应力管道的孔道，使其维持-0.1MPa 左右的真空度，由此在孔道中灌入特种水泥浆，基于布满整条管道的特种水泥浆施加正压力0.7MPa，即可有效提升管道内灌浆的饱满度和密实度，更好服务于市政桥梁建设。深入分析可以发现，预应力管道灌浆施工技术能够基于真空泵排除孔道里的空气和水分，孔道内还存在的气泡也能够通过正压力排除，灌浆质量自然可随之提升。密实性增加的灌浆可保证整个孔道中更好地充实浆体，负压容器会在真空压环境下自动收集浆体里的微浆和稀浆，浆体稠度可在孔道内更好保持，管道内的空隙消除、高效的灌浆施工、高连续性施工、灌浆时间缩短均可在技术支持下实现[1]。

1.2 施工工艺要求

在应用预应力管道灌浆施工技术前，必须全面清理孔道，并在之后注入不含油的压缩空气，全部抽出孔道内的积水。在搅拌水泥浆前，需加水空转几分钟并随后排出积水，充分湿润搅拌机内壁，在全部卸出搅拌好的灰浆后，不得加入未搅拌的材料，禁止出料的同时再次掺料搅拌。在完成张拉施工作业后，施工人员需使用切割机切除外露的钢绞线，以此保证外露钢绞线在30mm内，配合针对性的封锚处理、孔道清洗、高压风吹洗，即可为正式施工奠定基础。需采用水泥砂浆或保护罩进行封锚，需要在灌浆结束后拆除封锚（至少3h），为控制平整性，同时需清理锚垫板表面，封锚采用的水泥浆应不具备收缩性。还应定期清理锚垫板灌浆孔，需保证管线阀灌浆端和真空机真空端在清洁前提下进行二者连接，以此提升预应力管道灌浆施工技术的整体性能。水泥、水、膨胀水泥、水泥的调配必须采用正确的比例，水泥浆用水量的严格控制、水泥浆出料后的泵作业施工、全程监测排气管的出浆状况、施工装备拆卸后的清洗，可为施工质量控制提供有力支持[2]。

1.3 施工注意事项

为更为科学地应用预应力管道灌浆施工技术，必须重视波纹管接头的密封，压降施工作业应在封锚水泥砂浆强度满足规范和施工要求后进行，灌浆施工作业应在密封24h 后进行。应采用拥有1MPa 抗压能力的高强度橡胶管作为灌浆管，以此避免施工过程中的破裂故障，为避免脱管的现象出现，同时需绑牢灌浆管。还应做好水泥品种和生产厂家的审查，水泥的相容性考量、合理的添加剂选择，以及重视水泥浆凝结时间、收缩率、流动度、泌水率的配比设计，获得最佳的配合比。为杜绝溢水现象出现，配合比水份需得到严格控制，水泥浆流动性的控制也不容忽视，避免管道顶端空隙的出现，基于加水的流动性增加情况不得出现。灌浆作业需在水泥浆流动性下降前30～45min 进行，施工的连续性需得到严格控制，如施工过程需更换管道，灌浆泵需要重新启动，以此保证浆体的循环流动，否则将出现管道堵塞等问题。

2 基于智能控制的技术及施工质量控制要点

2.1 智能预应力管道灌浆施工技术

为更好满足市政桥梁的建设需要，智能预应力管道灌浆施工技术近年来也开始应用于市政桥梁工程，该技术的应用需得到智能预应力压浆系统支持，智能化的施工可由此实现。相较于传统的预应力管道灌浆施工技术，智能预应力管道灌浆施工技术可实现管道大循环，预应力管道内部的浆液可由此一直循环，管道内的杂质、水分、空气均可由此不断被带出，这不仅能够提高施工质量，还能够同时进行两个预应力管道压浆施工，工效可由此提高1 倍。智能预应力管道灌浆施工技术还能够较好服务于预应力管道压浆施工的流量、压力、水胶比控制，更好保障施工质量。在技术的具体应用中，智能压浆仪、连接管道、预应力管道组成的循环回路极为关键，通过设置精密的传感器于管道进、出口，即可实时监测相关参数，计算机可基于参数实施调控压力及流量，施工可更好贯彻《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）要求[3]。

2.2 硬件组成

智能预应力管道灌浆施工技术的具体应用需得到连接管路、控制计算机、智能压浆仪组成的智能压浆系统支持。控制计算机负责基于压浆实际情况的整个压浆过程控制，通过向智能压浆仪传递数据，最终实现自动化的压浆过程施工，降低人为影响和人力消耗；智能压浆仪由灰浆泵、水箱、水胶比测试仪、储浆桶、制浆机、翻浆测控装置、进浆测控装置、高性能传感器组成，通过实时测控进浆及返浆的压力、水胶比、流量，浆液质量可通过自动加水加料得到保障，压浆充分程度、压浆质量也可得到保障；连接管路由进浆管、返浆管组成，连接管用于大循环过程，配合预应力管道和智能压浆仪构成循环回路，连接管路即可较好服务于施工质量和效率的提升，图1 为智能压浆系统工作流程图。

2.3 质量控制要点

2.3.1 精准控制

市政桥梁工程的智能预应力管道灌浆施工技术应用可实现对水胶比、浆液流量、浆液压力的精准控制，传统技术应用存在的压力控制精度不高、无法测量流量、水胶比控制随意、工人操作影响施工质量等问题均可较好解决。为最大化发挥智能预应力管道灌浆施工技术优势，工程需采用零泌水率、高流动度、低水胶比的浆液，配合先进的压浆工艺、合理的压浆设备、精细的施工组织管理，保证市政桥梁施工质量。在浆液水胶比的控制中，需通过自动加水装置装配（智能压浆系统）配备的吸水泵、电磁阀、高精度涡轮流量计，以此基于程序设定实现准确、自动的加水，加水的精度需在1.0%以上。在准确控制水量的同时，配合质量一定的外加剂、袋装水泥，水胶比值即可实现准确、方便的控制；浆液流量的精确测量需依托测控装置（智能压浆系统），以此通过比较预应力管道体积和管道内的浆液体积，判断管道浆液的充盈情况；压浆压力的精确控制需严格遵循规范要求，保证管道的压浆压力控制在0.5～0.7MPa 区间，出浆口关闭后也需要至少维持在0.5MPa。在每次压浆过程中，智能压浆系统需对管道压力损失进行实时测量，压浆压力值设置可由此获得依据，施工过程中的沿途压力损失可由此得到考量，满足规范要求的整个预应力管道自然能够保证压浆的可靠、密实。值得注意的是，在浆液持续循环过程中，进、出浆口压力损失值也需要得到实时测试，压浆压力需基于测试结果自动调整，全管路压浆压力值可由此得到更好控制，施工质量、效率、经济性也能够同时得到较好保障。

图1 智能压浆系统工作流程图

2.3.2 循环压浆工艺应用

为保证智能预应力管道灌浆施工技术的循环压浆工艺更好服务于市政桥梁工程建设，必须认识到循环压浆工艺相较于传统技术能够更好排出管道内杂质、水分、空气，预应力管道内的空洞形成可有效规避，否则市政桥梁使用过程中很容易因空洞中的空气和水分导致预应力钢束锈蚀，预应力钢束的有效截面降低、预应力钢束断丝等问题也可能出现。在循环压浆工艺的具体应用中，必须保证循环的持续开展，以此输送管道，通过判断压浆过程中进、出浆口压力，管道内的漏浆、堵塞等情况即可明确。如出现管道不通情况，加大流量进行冲孔处理，以此保证管道通畅，不断带出管道内的杂质、水分、空气，保证施工质量。智能预应力管道灌浆施工技术的循环压浆工艺应用流程可概括为：“密封锚头/管道连接→施工准备→浆液拌制（0.26～0.28 水胶比）→循环压浆开始→压力/流量/水胶比测试→自动调压→锁压并开启溢流阀→持续3～5min 稳压→符合要求→压浆结束”，基于该流程，即可更为明确的应用智能预应力管道灌浆施工技术。

3 结语

综上所述，市政桥梁预应力管道灌浆施工技术的应用需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的施工注意事项、精准控制、循环压浆工艺应用等内容，则提供了可行性较高的市政桥梁预应力管道灌浆施工技术应用路径。为保证技术更好服务于市政桥梁工程建设，基于智能技术的预应力管道灌浆施工必须得到重视，各类智能控制系统的建设和优化也应成为行业关注的焦点。