真空辅助压浆施工工艺

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摘 要： 贵溪制梁场负责DK402+453～DK430+172段共计6座桥梁的箱梁预制与架设工作。真空辅助压浆体系是将孔道系统封闭，一端用抽真空机将孔道内的空气抽出，保证孔道真空度在-0.06～-0.08MPa，同时从另一端（压浆端）压入拌制完成的浆体，当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同，进行保压，确保孔道内水泥浆体饱满。

关键词： 后张法； 抽拔橡胶管； 真空辅助压浆； 施工工艺

中图分类号： TB4 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2010）08-0045-02

引言

后张法预应力结构中（抽拔橡胶管成孔），预应力筋主要依靠包裹在预应力筋外面的浆体这层屏障进行防护。浆体除了具有保护预应力筋的作用外，还会对后张预应力砼梁的整体强度产生重要的影响。为详细了解真空压浆工艺，提高压浆质量，并最终达到提高预应力构件耐久性和安全性的目的，故探讨真空辅助压浆施工工艺。

工程概况

新建铁路杭州至长沙客运专线江西段站前工程HKJX-2标全长64.029km，起讫里程DK365+430～DK430+179.725，总体走向为由东向西，途经上饶县、上饶开发区、铅山县、横峰县、弋阳县、贵溪市六县市。线路正线数目为双线，设计时速350km/h，采用CTRSⅡ型板式无砟轨道结构型式。标段桥梁共计47座，制架整孔箱梁1407孔，其中32m梁1276孔，24m梁131孔。

我贵溪制梁场负责DK402+453～DK430+172段共计6座桥梁的箱梁预制与架设工作，共计制架箱梁700片，其中32m箱梁654片，24m箱梁46片。

一、真空辅助压浆原理概述

真空辅助压浆体系是将孔道系统封闭，一端用抽真空机将孔道内的空气抽出，保证孔道真空度在-0.06～-0.08MPa，同时从另一端（压浆端）压入拌制完成的浆体，当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同，进行保压，确保孔道内水泥浆体饱满。

二、真空压浆优点

1. 由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差，孔道中原有的空气和水被清除。同时，混夹在水泥浆中的气泡和多余的自由水被排出，大大提高孔道内浆体的饱满和密实度。

2. 浆体中的微沫及稀浆在真空负压下率先进入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆的稠度即能保持一致，使浆体密实性和强度得到保证。

3. 压浆过程中孔道具有良好的密封性，使浆体保压及充满整个孔道得到保证。

4. 工艺及浆体的优化，减少浆体的离析、析水和干硬收缩，同时提高浆体的强度，使压浆的饱满性及强度得到保证。

5. 真空压浆过程是一个连续且迅速的过程，缩短了压浆时间。

6. 孔道在真空状态下，减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些异形关键部份。

三、浆体性能

（一）浆体配合比确定

浆体设计是压浆工艺的关键之处，合适的水泥浆应是：

1. 和易性好（泌水性小、流动性好）

2. 硬化后孔隙率低，渗透性小

3. 具有一定的膨胀性，确保孔道填充密实

4. 高的抗压强度

5. 有效的粘接强度

6. 耐久性

为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂，保证水泥浆在管道中的流动性，并使水泥浆在凝固后密实，掺入适量压浆剂。

（1）改善水泥浆的性质，降低水胶比，减少孔隙、泌水，消除离析现象。

（2）降低硬化水泥浆的孔隙率，堵塞渗水通道。

（3）减少和补偿水泥浆在凝结硬化过程的收缩和变形，防止裂缝的产生。

真空辅助压浆水泥浆理论配合比水泥：压浆剂：水=1：0.111：0.344，压浆水泥浆施工配合比为水泥：压浆剂：水=1：0.111：0.34（200：22：69）。

（二）浆体各项性能指标

1. 水胶比为0.30＜0.33。

2. 流动度：用流锥仪测定流动度，出机流动度为16s∈[14,22]s，30min后流动度为27s＜30s，配合比和水胶比不同，流动度也不同，水胶比越大，则流动度越大。

3. 泌水性：24h自由泌水率为0,3h毛细泌水率≤0.1；0.22Mpa（当孔道垂直高度≤1.8m时），0.36Mpa（当孔道垂直高度＞1.8m时），压力泌水率≤3.5。

4. 初凝时间4h20min＞4h，终凝时间22h30min＜24h。

5. 对钢筋无锈蚀作用。

6. 24h自由膨胀率为0～3%。

7. 强度：7d抗折强度为8.1Mpa＞6.5Mpa，7d抗压强度为47.1Mpa＞35Mpa，28d抗折强度为11.2Mpa＞10Mpa，28d抗压强度为66.0Mpa＞50Mpa。

（三）具体材料

1. 水泥：采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥。

2. 压浆剂：压浆剂中氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.06%。真空压浆助剂应具有减水、微膨胀和增加浆体和易性等作用，含有机透迁移性阻锈剂，但不得含有对预应力筋有害物质，尤其不得含有氯化物和亚硝酸盐等腐蚀性介质，膨胀成分严禁含有铝粉；压浆助剂应参照企业标准进行验收，并符合上述要求。

3. 水：孔道压浆宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质量应符合《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》(科技基 [2005]101号) 的规定。

四、施工工艺流程

（一）压浆前的准备工作

1. 压浆前检查预施应力的锚固情况，如有不良现象，立即采取措施处理，方可压浆；检查各种压浆设备，并试运转情况良好，输浆管是否畅通，正常状况方可使用。

2. 压浆24小时之前，必须将锚头部位全部缝隙堵塞严密。堵塞部位是锚具与支承垫板接触面的缝隙和锚垫板与夹片间的钢绞线之间的间隙。采用封锚器（小礼帽）。

3. 为了使孔道压浆流畅，浆液与孔壁结合良好，压浆前应清除管道内杂物及积水，方法用高压风冲孔道。如管道内杂物未冲干净，管道不流畅，不允许压浆。

4. 压浆作业必须在环境温度高于+5℃的条件下进行。否则应采取保温措施或采用冬季施工方法，入冬以前应用高压风将全部存梁的管道内的水吹干净，以免冻裂梁体。

5. 真空压浆各部件连接图

（二）试抽真空

启动真空泵10min试抽真空，检查水泥砂浆封锚头或密封罩是否完全密封，真空度应达到-0.08MPa左右。将压浆阀关闭，抽真空阀打开，启动真空泵抽真空，从导管中排除空气，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.08MPa左右。当孔道内的真空度保持稳定时（真空度越高越好），停泵1min，若压力降低小于-0.02MPa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，需在压浆前进行检查及更正工作。

（三）拌浆

1. 拌浆前先加水至搅拌机拌浆筒空转数分钟，使拌浆筒内壁充分湿润；

2. 将称量好的水倒入搅拌机的拌浆筒之后边搅拌边倒入水泥，在搅拌3～5min直至均匀；

3. 将压浆剂倒入拌拌筒，再搅拌5～15min，测试稠度后放入储浆桶；

4. 倒入储浆桶的浆体不管是否马上泵送，都要不停地搅拌。

（四）压浆

1. 启动真空泵，当真空度达到并维持在-0.06～-0.08MPa值时，启动压浆泵；

2. 压浆泵的高压橡胶管出口打出浆体，待这些浆体浓度与储浆筒中的浓度一样时，关掉压浆泵，关闭高压橡胶管压浆阀门，将高压橡胶管的压浆管接到孔道的压浆管上，打开这两个压浆管的阀门开始压浆；

3. 观察出浆情况，当浆体稠度和灌入之前稠度一样时，关闭阀门，孔道加压到0.5MPa左右，仍继续压浆不少于3min，使管道内有一定的压力，完成排气泌水，使管道内浆体密实饱满，完成压浆，最后关掉压浆阀；

4. 压浆时每个工作班应留取40mm×40mm×160mm试件，标准养护28天，并检查其抗压强度作为压浆质量评定的依据之一。

（五）清洗

清洗压浆泵、搅拌机、阀门、过滤装置、各种管道以及粘有灰浆的工具。

五、质量保证措施

为确保压浆的安全及质量，可采取以下措施：

1. 压浆设备采用XX工程机械有限责任公司生产的DYJ-G700A型全自动高速搅拌台车、MBV80型预应力用水环真空泵和DYB-L45(SQ45)连续式螺杆压浆机。搅拌机转速1020 r/min ＞1000r/min，浆叶的最高线速度小于15m/s；压浆泵采用连续式泵，其压力表最小分度值为0.1MPa。真空泵极限负压力为0.097＞0.092。

2. 考虑浆体的稳定及对压浆的影响，可将压浆时间安排在温度较低时进行。

3. 检查封锚及孔道密封工作，检查整个连通管路的气密性，合格后方能进入下一道工序。

4. 为保证压浆的连续性，考虑水泥浆储备能力，特自制2方砂浆搅拌机。

5. 浆体搅拌时，水、水泥和压浆剂的用量都必须严格控制，材料称量误差不大于2%。浆体从搅拌至压入孔道内的间隔时间不超过40min，在此时间内要不断搅拌。必须严格控制用水量，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性。搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法。

6. 压浆时浆体温度不超过35℃；浆体压入管道温度不低于5℃。管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。浆体的28天强度不应低于50Mpa。浆体的性能检验严格按照试验操作规程要求进行，并注明梁号及施工日期。压浆完毕后必须逐孔进行管道压浆密实性的检查，防止管道压浆出现不密实的现象。

7. 试件制作40mm×40mm×160mm三组，进行抗压强度和抗折强度试验。评定浆体强度的试件在标准养护条件下养护，检查入库强度的试件必须随同梁体在同样条件下养护。

8. 认真做好管道压浆记录，尤其重点记录管道真空度。

9. 其他注意事项

（1）锚头一定要密封好，最好在密封后24h开始压浆，且必须在终张拉后48小时内完成。

压浆管应选用牢固结实的高强橡胶管，抗压能力≥1MPa，在压浆时不能破裂，连接要牢固，不得脱管。

（2）严格掌握材料配合比，否则多加的水会全部泌出，易造成管道顶端有空隙。

（3）压浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30～45min时间内进行，孔道一次压浆要连续。

（4）中途换管道时间内，继续启动压浆泵，让浆体循环流动。

结语

在本次压浆施工前，我们组织管理人员与作业人员参观学习及培训，制定了合理的施工工艺，现场管理与作业人员操作规范，并获得了相关工艺参数，为优质顺利完成本梁场箱梁制取任务打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》(科技基 [2005]101号)

[2] 《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》（TB/T 3192-2008）

[3] 《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》(铁建设[2007]159号文修订)