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摘要：文章阐述了真空辅助压浆施工法在桥梁工程中的应用，介绍了其技术特点、技术要求、工艺流程，以确保孔道压浆的质量，提高了结构的安全耐用性。
关键词：桥梁施工；技术应用；真空浇灌
中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）18－0088－02
真空灌浆是桥梁施工结构中的一项新技术，浆体的材料、配比及灌浆施工工艺是真空灌浆的关键。真空灌浆法由于其施工工艺日臻完善，压浆效果在很多方面优于普通压浆工艺，因此，在我省的公路、市政桥梁预应力结构施工中逐步得到了应用。
1真空灌浆法与普通压浆法的区别
1.1真空灌浆法
真空灌浆法是在压浆之前，首先采用其空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80%以上，使之产生－0.06～0.1 MPa内真空度，然后用真空灌浆泵将配好的水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以≥0.7 MPa的正压力。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。减小了水灰比，添加了专用的添加剂，提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。
1.2普通压浆工艺
传统的压浆是压力保持在0.5～1.0 MPa的压力下，用活塞式压浆泵将混合料浆体压入预应力孔道。由于压浆施工中浆体较稀，施工中易发生混合料离析、析水和干硬性收缩。由于析水、收缩的发生，致使孔道内预应力钢绞线和结构物黏结强度不够，留有一定的质量隐患。
2真空灌浆法的技术特点
（1）在真空状态下，孔道内的空气、水分及水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象；尤其在平直束、弯束和U形束的预应力筋管道压浆中真空管将能更好的保证灌浆的密实度。
（2）灌浆过程中孔道具有良好的密封度，使浆体保证充满整个孔道。
（3）工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使灌浆饱满性及强度得到保证。
（4）真空灌浆是一个连续且迅速的过程，缩短了传统的灌浆时间。
3真空灌浆法技术要求
（1）孔道及两端必须密封，且孔道内无杂物，孔道畅通。
（2）抽真空时真空度（负压）控制在－0.08～－0.1 MPa之间。
（3）水灰比控制在0.3～0.4之间。
（4）浆体流动度30～50 s。
（5）浆体沁水性小于水泥浆初始体积的2%，四次连续测试的结果平均值＜2%，拌和后24 h水泥浆的沁水应能吸收。
（6）浆体初凝时间至少6 h。
（7）浆体体积收缩率＜2%。
（8）浆体强度指标满足规范要求。
（9）浆体对钢绞线无腐蚀作用。
4真空灌浆工艺流程
切割钢绞线清洗孔道封锚设备检查试抽真空搅拌水泥浆真空灌浆清洗设备结束。
（1）张拉完成后，用切割机切除超长的钢绞线（钢绞线留3～5 cm）。
（2）清水冲洗孔道，高压风吹干，保证孔道内应无其他杂物，确保孔道畅通、清洁、干燥。
（3）用无收缩水泥砂浆封锚，并将锚板、夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层大于15 mm，封锚后24～48 h内进行真空灌浆。清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆孔与孔道畅通。
（4）检查设备型号及性能是否能够满足施工需求；阀门及接口是否完好，确定抽吸真空端与灌浆端，安装连接管、控制阀和接头，并检查其功能，确保施工安全、顺利。
（5）试抽真空：将灌浆阀、排气阀、出浆端阀关闭，抽真空阀门打开，启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，真空度达到－0.06～0.1 MPa且保持稳定，压力持续1 min。
（6）搅拌水泥浆：浆体严格按照配合比进行称量配料，同时搅拌机在拌制灌注浆体前，应加水空转搅拌数分钟，将积水排净，并使其内壁充分湿润。
（7）灌浆：首先启动真空泵抽真空，使孔道真空达到－0.06～－0.1 MPa且保持稳定，同时对拌制好存储在储存罐中浆体采用1.2 mm的筛网过滤后加入到灌浆泵中，当灌浆泵输出的浆体稠度达到要求稠度时，灌浆泵上的输送管接到锚垫板上的引出管端，开始灌浆。灌浆过程中保持真空泵连续工作，待抽真空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，当浆体从排气阀顺畅流出且稠度与灌入的浆体相同时，关闭抽真空端的所有阀门。灌浆泵继续工作，在0.5～0.7 MPa的正压力下，持压2 min，最后关闭灌浆泵及灌浆端所有阀门，完成灌浆。
（8）拆除连接管及各种配件，清洗空气滤清器及阀门等，灌浆结束。
5应用实例
某桥梁全长约126.15 m，桥宽30 m，上部结构为4 m×30 m预应力连续箱梁，底板宽11.4 m，顶板宽14.99 m，预应力孔道最长为119.71 m。在箱梁施工中，安装波纹管时，在固定端波纹管或连接器外罩上设置PVC压浆排气管，排气管露出梁外，在梁体空腔最低端设置泄水管，张拉结束后逐孔采用真空灌浆法压浆。
5.1准备工作
（1）真空泵端设在高端。
（2）浆体配比：水泥∶水∶高效减水剂＝1∶0.4∶0.3%，其他指标满足规范要求。为保证灌浆的连续性，每拌和好0.3 m3后，才予以灌浆。
（3）真空泵：使用水环式真空泵。通过连续不断地抽吸空气，在预应力管道内形成－0.8～－0.1 MPa左右的真空度，在工作过程中，工作水不会发热，抽吸的空气和部分水被排进水气分离器，气体向上排走，水则留回泵循环使用，被抽吸的管道内的杂质则留存在过滤器罐内，过滤器罐底部有排污阀，便于用水冲洗。
（4）灌浆泵：选用全封闭式螺杆式灌浆泵。具有吸入性能好，泵压稳，扰动小，泵量调节性能好，压力无极可调，效率高且效区宽。
5.2灌浆工艺
（1）检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况，施工平台等措施，检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。
（2）抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作1 min后压力稳定在－0.075～－0.08 MPa，继续稳压1 min后，开启进浆管球阀并同时压浆。
（3）补压及稳压：真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水，此时灌浆及压力表稳定在1.0 MPa。补压稳压结束后，关闭球阀。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行。尔后进行下一孔道压浆。
5.3实际结果
通过现场试验水泥净浆各项指标及送检水泥净浆试块，均为合格；稳压时间达到规范要求；孔道清洗吹干较仔细，同方向、同长度灌浆时间较为一致。
6真空灌浆法施工注意事项
（1）浆体配制时要综合考虑浆体的稠度、泌水率、收缩、膨胀率、强度来选取外加剂，同时要考虑水质、温度和灌浆时间对浆体的影响。
（2）灌浆工作宜在浆体流动性下降前进行（约30～50 min内），孔道一次连续灌注；中途调换压浆管道时，应继续启动灌浆泵，真空泵应连续工作，让浆体循环流动；储浆罐中的浆体体积必须大于所需灌浆的一道预应力孔道的体积；灌浆后，应将所有粘有浆体的设备清洗干净。
（3）真空灌浆施工需要有较高水平的质量控制。因此，需要结合现有的施工材料和设备，确定好能够符合预应力施工质量要求而又切实可行的施工工艺。包括对真空灌浆实施的施工步骤和技术措施、预应力孔道制作过程的质量保证以及材料、机械设备选择的要求等，从工艺设计、材料设备、施工措施进行全面的试验分析和比较，这是实施真空灌浆技术的重要环节。
（4）灌浆材料是完成真空灌浆技术的另一个重要环节。在实施灌浆前应反复对比，认真选择。
（5）灌浆前，编制相关的施工操作程序，施工中认真仔细做好各项灌浆记录，以便及时总结经验，进一步规范施工方法，提高后续工程施工质量。
7结束语
总之，真空灌浆技术需有好的质量控制，采用真空灌浆技术将能保证孔道灌浆的均匀性，能形成一个密实、不透水的保护层，并消除孔隙。因此，真空灌浆技术是确保高质量灌浆的一个强有力的手段。
Vacuum Grouting’s Application In Municipal Bridge Construction
Chen Min
Abstract: This article discusses the vacuum－assisted grouting construction method’s application in bridge engineering, describes its technical characteristics, technical requirements and technical process, to ensure the quality of channel’s grouting and improve the safety durability of structure.
Key words: bridge construction; technology application; vacuum casting
关键词：桥梁施工；技术应用；真空浇灌
中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）18－0088－02
真空灌浆是桥梁施工结构中的一项新技术，浆体的材料、配比及灌浆施工工艺是真空灌浆的关键。真空灌浆法由于其施工工艺日臻完善，压浆效果在很多方面优于普通压浆工艺，因此，在我省的公路、市政桥梁预应力结构施工中逐步得到了应用。
1真空灌浆法与普通压浆法的区别
1.1真空灌浆法
真空灌浆法是在压浆之前，首先采用其空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80%以上，使之产生－0.06～0.1 MPa内真空度，然后用真空灌浆泵将配好的水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以≥0.7 MPa的正压力。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。减小了水灰比，添加了专用的添加剂，提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。
1.2普通压浆工艺
传统的压浆是压力保持在0.5～1.0 MPa的压力下，用活塞式压浆泵将混合料浆体压入预应力孔道。由于压浆施工中浆体较稀，施工中易发生混合料离析、析水和干硬性收缩。由于析水、收缩的发生，致使孔道内预应力钢绞线和结构物黏结强度不够，留有一定的质量隐患。
2真空灌浆法的技术特点
（1）在真空状态下，孔道内的空气、水分及水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象；尤其在平直束、弯束和U形束的预应力筋管道压浆中真空管将能更好的保证灌浆的密实度。
（2）灌浆过程中孔道具有良好的密封度，使浆体保证充满整个孔道。
（3）工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使灌浆饱满性及强度得到保证。
（4）真空灌浆是一个连续且迅速的过程，缩短了传统的灌浆时间。
3真空灌浆法技术要求
（1）孔道及两端必须密封，且孔道内无杂物，孔道畅通。
（2）抽真空时真空度（负压）控制在－0.08～－0.1 MPa之间。
（3）水灰比控制在0.3～0.4之间。
（4）浆体流动度30～50 s。
（5）浆体沁水性小于水泥浆初始体积的2%，四次连续测试的结果平均值＜2%，拌和后24 h水泥浆的沁水应能吸收。
（6）浆体初凝时间至少6 h。
（7）浆体体积收缩率＜2%。
（8）浆体强度指标满足规范要求。
（9）浆体对钢绞线无腐蚀作用。
4真空灌浆工艺流程
切割钢绞线清洗孔道封锚设备检查试抽真空搅拌水泥浆真空灌浆清洗设备结束。
（1）张拉完成后，用切割机切除超长的钢绞线（钢绞线留3～5 cm）。
（2）清水冲洗孔道，高压风吹干，保证孔道内应无其他杂物，确保孔道畅通、清洁、干燥。
（3）用无收缩水泥砂浆封锚，并将锚板、夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层大于15 mm，封锚后24～48 h内进行真空灌浆。清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆孔与孔道畅通。
（4）检查设备型号及性能是否能够满足施工需求；阀门及接口是否完好，确定抽吸真空端与灌浆端，安装连接管、控制阀和接头，并检查其功能，确保施工安全、顺利。
（5）试抽真空：将灌浆阀、排气阀、出浆端阀关闭，抽真空阀门打开，启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，真空度达到－0.06～0.1 MPa且保持稳定，压力持续1 min。
（6）搅拌水泥浆：浆体严格按照配合比进行称量配料，同时搅拌机在拌制灌注浆体前，应加水空转搅拌数分钟，将积水排净，并使其内壁充分湿润。
（7）灌浆：首先启动真空泵抽真空，使孔道真空达到－0.06～－0.1 MPa且保持稳定，同时对拌制好存储在储存罐中浆体采用1.2 mm的筛网过滤后加入到灌浆泵中，当灌浆泵输出的浆体稠度达到要求稠度时，灌浆泵上的输送管接到锚垫板上的引出管端，开始灌浆。灌浆过程中保持真空泵连续工作，待抽真空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，当浆体从排气阀顺畅流出且稠度与灌入的浆体相同时，关闭抽真空端的所有阀门。灌浆泵继续工作，在0.5～0.7 MPa的正压力下，持压2 min，最后关闭灌浆泵及灌浆端所有阀门，完成灌浆。
（8）拆除连接管及各种配件，清洗空气滤清器及阀门等，灌浆结束。
5应用实例
某桥梁全长约126.15 m，桥宽30 m，上部结构为4 m×30 m预应力连续箱梁，底板宽11.4 m，顶板宽14.99 m，预应力孔道最长为119.71 m。在箱梁施工中，安装波纹管时，在固定端波纹管或连接器外罩上设置PVC压浆排气管，排气管露出梁外，在梁体空腔最低端设置泄水管，张拉结束后逐孔采用真空灌浆法压浆。
5.1准备工作
（1）真空泵端设在高端。
（2）浆体配比：水泥∶水∶高效减水剂＝1∶0.4∶0.3%，其他指标满足规范要求。为保证灌浆的连续性，每拌和好0.3 m3后，才予以灌浆。
（3）真空泵：使用水环式真空泵。通过连续不断地抽吸空气，在预应力管道内形成－0.8～－0.1 MPa左右的真空度，在工作过程中，工作水不会发热，抽吸的空气和部分水被排进水气分离器，气体向上排走，水则留回泵循环使用，被抽吸的管道内的杂质则留存在过滤器罐内，过滤器罐底部有排污阀，便于用水冲洗。
（4）灌浆泵：选用全封闭式螺杆式灌浆泵。具有吸入性能好，泵压稳，扰动小，泵量调节性能好，压力无极可调，效率高且效区宽。
5.2灌浆工艺
（1）检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况，施工平台等措施，检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。
（2）抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作1 min后压力稳定在－0.075～－0.08 MPa，继续稳压1 min后，开启进浆管球阀并同时压浆。
（3）补压及稳压：真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水，此时灌浆及压力表稳定在1.0 MPa。补压稳压结束后，关闭球阀。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行。尔后进行下一孔道压浆。
5.3实际结果
通过现场试验水泥净浆各项指标及送检水泥净浆试块，均为合格；稳压时间达到规范要求；孔道清洗吹干较仔细，同方向、同长度灌浆时间较为一致。
6真空灌浆法施工注意事项
（1）浆体配制时要综合考虑浆体的稠度、泌水率、收缩、膨胀率、强度来选取外加剂，同时要考虑水质、温度和灌浆时间对浆体的影响。
（2）灌浆工作宜在浆体流动性下降前进行（约30～50 min内），孔道一次连续灌注；中途调换压浆管道时，应继续启动灌浆泵，真空泵应连续工作，让浆体循环流动；储浆罐中的浆体体积必须大于所需灌浆的一道预应力孔道的体积；灌浆后，应将所有粘有浆体的设备清洗干净。
（3）真空灌浆施工需要有较高水平的质量控制。因此，需要结合现有的施工材料和设备，确定好能够符合预应力施工质量要求而又切实可行的施工工艺。包括对真空灌浆实施的施工步骤和技术措施、预应力孔道制作过程的质量保证以及材料、机械设备选择的要求等，从工艺设计、材料设备、施工措施进行全面的试验分析和比较，这是实施真空灌浆技术的重要环节。
（4）灌浆材料是完成真空灌浆技术的另一个重要环节。在实施灌浆前应反复对比，认真选择。
（5）灌浆前，编制相关的施工操作程序，施工中认真仔细做好各项灌浆记录，以便及时总结经验，进一步规范施工方法，提高后续工程施工质量。
7结束语
总之，真空灌浆技术需有好的质量控制，采用真空灌浆技术将能保证孔道灌浆的均匀性，能形成一个密实、不透水的保护层，并消除孔隙。因此，真空灌浆技术是确保高质量灌浆的一个强有力的手段。
Vacuum Grouting’s Application In Municipal Bridge Construction
Chen Min
Abstract: This article discusses the vacuum－assisted grouting construction method’s application in bridge engineering, describes its technical characteristics, technical requirements and technical process, to ensure the quality of channel’s grouting and improve the safety durability of structure.
Key words: bridge construction; technology application; vacuum casting