后张法预应力混凝土梁管道真空压浆施工技术

0 前言

高速铁路建设自2005年开始在中华大地上如火如荼的展开，桥梁作为稳定性好，维护成本低、能够确保线路高平顺性的基础形式受到高铁建设者青睐。据统计我国在建和已建成的高铁线路中桥梁的比重占到50%，在一些线路中更是占到80～90%。后张法预应力混凝土梁作为其主要的承载结构，具有刚度大、稳定性好、高耐久的特点，预应力筋的安全关系到桥梁的成败。在高应力状态下的预应力筋对腐蚀极为敏感，一旦遭受腐蚀，其腐蚀速度是无应力状态下的预应力筋腐蚀速度的几倍，从而导致预应力迅速失效，后果不堪设想。预应力管道压浆作为其主要的保护方式，管道压浆的效果和质量显得尤为重要。笔者通过参建的高速铁路桥梁施工，总结了管道真空压浆的关键质量控制点，供同行参考。

1 影响管道压浆的因素分析

1.1 操作人员的因素

(1)管道压浆人员对真空压浆技术不熟悉，操作不熟练，技术人员未掌握控制要领。管道压浆前应对操作人员和技术人员进行详细的交底，并进行试压操作演练，熟练掌握后方可进行压浆工作。

(2)管道压浆控制技术人员不足，应配置不少于1名技术员和1名试验人员。

1.2 压浆设备不合格

(1)压浆设备的投料不能做到自动上料、计量。造成压浆形成间歇、材料的的计量不能满足±1%的称量误差，严重影响浆液的质量。应使用具有自动上料和计量的压浆台车。

(2)搅拌机转速太低。造成浆液搅拌不均匀，颗粒多，浆液质量差。应使用高速搅拌机进行浆液的搅拌，转速不低于1 000/min。

(3)压浆泵不能自动稳压。稳压期间压力不能保持在0.5～0.6 MPa，补压的瞬时冲至1.0 MPa，造成过压浆体泌水。应采用保压型螺杆灌浆泵，配蓄能罐，连续、微量补压，保证压浆时不过压。

1.3 压浆材料差

传统的压浆材料就是水泥、膨胀剂和水，浆液的抗压强度和泌水率很难达到要求。应使用管道压浆剂配合水泥或管道压浆料来制备浆液，使用前应试拌浆液检查浆液的指标是否满足TB/T3192-2008《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》要求。

1.4 压浆封气技术落后

传统的压浆工艺，封气主要采用锚具端砂浆封堵或安装真空罩的方法。

(1)锚具端砂浆封堵的封气方法，需待砂浆达到一定强度后，才能进行压浆作业。而封堵的砂浆经硬化后，容易形成裂隙，抽真空时漏气，压浆时漏浆，并且在压浆后难以清除，影响锚具的防腐作业，容易导致锚具的腐蚀。

(2)真空罩封气的方法，虽在抽真空时表现较好，但在压浆的过程中，由于浆液的强大压力易出现漏浆现象。

经实践的检验，我们采取在真空罩内辅以砂浆的做法，很好的解决了漏气漏浆问题(见图1)。

图1 真空压浆封气方式图

1.5 压浆环境的影响

压浆的环境温度也是不可忽略的问题，低温和高温条件下都很容易使浆体离析对浆液的质量产生严重影响。温度低于5℃时，浆体凝结时间加长甚至受冻，浆体最终无法达到设计强度;温度高于35℃时，浆体与管壁接触后易形成假凝，造成管道阻塞，影响管道内浆体的密实度。对低温和高温条件下要采取措施，保证管道压浆时管道温度在5～35℃。

2 管道真空压浆的施工工艺

2.1 准备工作

(1)张拉施工完成之后，要切除外露的钢绞线(注意钢绞线的外露量为35±5mm)。

(2)在灌浆施工前，将锚垫板表面清理干净，保证平整，在真空罩底面与锚垫板间装上O形圈，并在真空罩内填充砂浆，将真空罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓柠紧(见图2)。

(3)清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道通畅。

(4)确认浆体配合比。

(5)检查材料、设备、辅件的型号或规格、数量等是否符合要求。

(6)按设备原理图进行各单元体的密封连接，确保真空罩、管路各接头的密封性。

图2 真空压浆系统图

2.2 安装好设备，连接好管道

2.3 制浆

按设计的水泥浆配合比称量原材料，搅拌水泥浆，现场检测浆体流动度，达到18±4s时，将水泥浆过滤储存到储浆罐中，并在进入孔道之前一直处于搅动状态。储浆罐中的水泥浆的浆量达到不少于所要灌注的一条孔道所需的灌浆量的1.3倍之后，开始启动真空泵。

2.4 抽真空

关闭阀门7，打开阀门3、阀门4、阀门6，阀门5打到截止位置，阀门1打到真空泵进水位置，启动真空泵观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.06～0.08 MPa。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好)，停泵1 min，若压降低于0.01 MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在灌浆前进行检查及更正工作。

2.5 灌浆

(1)启动真空泵，当真空度达到并维持在负压0.07±0.01 MPa左右时，打开阀门7，启动灌浆泵，开始灌浆;

(2)当浆体流进透明高压管时，将阀门5打到排浆位置，打开阀门2，关闭阀门3，将阀门1打到截止位置，关闭真空泵;注意透明高压管应超过20 m长控制;

(3)当进入透明高压管内流动的浆体稠度与盛浆桶浆体基本一样时，关闭灌浆泵，关闭阀门6，迅速检验出浆流动度，是否满足18±4 s，如不满足，开启阀门6，继续泵浆直至满足要求后关闭阀门6;

(4)启动灌浆泵使灌浆泵压力达到0.5～0.6 MPa时，持压3 min，压力稳定后关掉灌浆泵，关闭阀门7，完成该孔道的灌浆。

2.6 清洗

接通水，拆下接在阀门6处的透明高压管，打开阀门2，阀门5打到截止位置，将阀门1打到清洗处，清洗阀门2和连接阀门2的管道;然后关闭阀门2，将阀门4关闭，打开阀门3，将阀门5分别打到清洗位置和排浆位置清洗滤清装置及透明高压管。

2.7 清理锚头

待浆体初凝后，使用錾子清理锚具上的封锚砂浆，用高压水清理干净，待风干后对锚具及外露钢绞线进行防腐处理，设置钢筋网片浇注封锚混凝土。

3 结束语

真空压浆的质量直接影响到桥梁的使用功能和寿命，压浆从头到尾需要全过程的质量监控，不但要掌握设备的操作，对压浆的各个环节的质量控制标准也要熟练掌握。只要我们细心操作，严格按照技术标准中的技术指标进行把控，就能保证真空压浆的质量。