真空輔助壓漿技術(shù)在廈門同安灣大橋的應(yīng)用

唐雙全

(中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司，福建廈門 361009)

1 工程建設(shè)概況

廈門同安灣大橋?yàn)槿L2 528.2 m的雙線市政公路橋梁，主橋(60+3×100+60)m為跨海通航主孔，橋?qū)?2 m。主橋用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其他是等截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，全橋共14聯(lián)。橋梁下部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，板式和柱式墩，預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土為C50。用塑料波紋管成孔，15.24 mm鋼絞線，群錨和扁錨體系。為保證同安灣大橋上部結(jié)構(gòu)箱梁預(yù)應(yīng)力質(zhì)量、耐久性和安全性，采用真空輔助壓漿工藝的后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿。橋梁布置見圖1。

圖1 同安灣大橋立面圖

2 真空壓漿的基本原理和工藝特性

2.1 基本原理

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土孔道壓漿中，常規(guī)壓漿如壓入的水泥漿不飽滿，預(yù)應(yīng)力筋容易被侵蝕，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)安全可靠和耐久性將受到影響。真空輔助壓漿技術(shù)克服了傳統(tǒng)壓漿技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足。

壓漿前，先采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣使真空度達(dá)到80%以上，然后從孔道的另一端用壓漿泵將水泥漿以不小于0.7 MPa的正壓力壓入。孔道內(nèi)正負(fù)壓力差的存在，大大提高了孔道壓漿的密實(shí)度和飽滿度。真空輔助壓漿原理見圖2。

2.2 工藝特性

1)真空壓漿在負(fù)壓的作用下壓漿過程更為通順，管道狹窄間隙更易于通過，堵塞的情況大大降低。

2)真空壓漿使壓漿過程迅速連續(xù)，減少了孔道中的阻力，提高工效，縮短了壓漿時間。

3)保證了漿液對孔道的充盈。真空壓漿減少泌水孔隙現(xiàn)象，孔道壓漿的漿體強(qiáng)度和密實(shí)性得到了保證。結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性得到了確保。

圖2 真空輔助壓漿原理圖

4)真空壓漿宜使用塑料波紋管成孔預(yù)應(yīng)力管道。

5)真空壓漿要求孔道具有良好的密封性，對預(yù)應(yīng)力體系的安全性能、錨固效率及孔道密封提出了更高要求。

6)對水泥漿液的配合比、工藝及設(shè)備要求高。

3 真空輔助壓漿施工工藝

1)漿體配合比設(shè)計是質(zhì)量控制的源頭，也是真空輔助壓漿工藝的關(guān)鍵，配合比設(shè)計應(yīng)保證漿體的和易性、孔隙率、滲透性小、粘結(jié)強(qiáng)度、耐久性，為確?？椎捞畛涿軐?shí)還應(yīng)有微膨脹性。

2)密封閥門接在水泥漿出口及入口處，真空泵連接非壓漿端，壓漿端接壓漿泵。三相閥門、負(fù)壓容器和密封罩以串聯(lián)的方式連接起來，其中閥門和密封罩之間連接透明喉管。

3)壓漿前除連接至真空泵的所有排氣閥門關(guān)閉，并啟動真空泵達(dá)到真空負(fù)壓力0.1 MPa。如未滿足應(yīng)進(jìn)行檢查及更正工作。

4)真空泵啟動并符合氣壓要求時，開始壓漿口壓漿，壓漿過程中從透明的喉管中觀察漿體是否已充滿波紋管，直至水泥漿達(dá)到三相閥門。

5)操作閥門以隔離真空泵及水泥漿，將水泥漿導(dǎo)向廢漿桶的方向，繼續(xù)壓漿直至所溢出的水泥濃漿均勻、流暢，沒有不規(guī)則的擺動。

6)關(guān)閉壓漿泵出漿處的閥門，關(guān)閉真空泵，打開密封罩上的閥門，關(guān)閉出漿閥門直至密封罩上的閥門所溢出形狀均勻的水泥濃漿。關(guān)閉密封罩上閥門并持壓0.6 MPa～0.7 MPa，繼續(xù)壓漿2 min左右后關(guān)閉壓漿泵。

4 真空輔助壓漿設(shè)備與材料

4.1 預(yù)應(yīng)力錨具和蓋帽

為了達(dá)到預(yù)應(yīng)力錨具良好的氣密性，在錨座的端部增加了蓋帽(見圖3)。安裝錨座時，抽真空端的抽氣孔則位于上方，壓漿孔位于下方。將錨座壓漿口和螺栓孔內(nèi)清理干凈，在蓋帽環(huán)形圈槽內(nèi)和錨座表面及結(jié)合面涂封膠，使蓋帽氣孔垂直向上，而后螺栓涂以密封膠后旋緊。

4.2 塑料波紋管

塑料波紋管是較理想的使用真空輔助壓漿工藝的預(yù)應(yīng)力管道成孔工藝材料。它具有以下特點(diǎn)：密封性好、耐腐蝕、不生銹、耐疲勞性能好。波紋管安裝時，錨座喇叭口的塑料波紋管插入的長度應(yīng)大于3 cm，連接處用防水膠帶密封，塑料波紋管連接用焊接機(jī)焊接。

圖3 蓋帽

4.3 真空輔助壓漿設(shè)備

真空輔助壓漿威勝利工程有限公司的CZB型抽真空機(jī)、YJJ型壓漿機(jī)、VHJ10型塑料波紋管焊接機(jī)。該型壓漿機(jī)性能優(yōu)良，克服了傳統(tǒng)壓漿機(jī)的缺陷、壓漿連續(xù)，不會導(dǎo)致空氣混入孔道，具有體積小，重量輕，真空度高的特點(diǎn)。

5 真空輔助壓漿試驗(yàn)與施工注意事項

5.1 真空輔助壓漿試驗(yàn)

預(yù)應(yīng)力管道真空輔助壓漿前進(jìn)行模擬試驗(yàn)，對真空輔助壓漿設(shè)備的選型、水泥漿配合比、工藝可操作性等進(jìn)行驗(yàn)證。

選用工程施工中最多，最具有代表性的φ100 mm塑料波紋管，模擬箱梁中豎向曲線布置，在鋪設(shè)碎石的地面上用架立鋼筋固定。波紋管接頭完全模擬實(shí)際施工進(jìn)行連接且密實(shí)牢固，安裝模板和預(yù)應(yīng)力錨墊板后，澆筑條形混凝土，將模擬管道等封閉其中。

條形混凝土達(dá)到規(guī)定齡期強(qiáng)度后，按照標(biāo)準(zhǔn)工藝流程進(jìn)行壓漿。壓漿結(jié)束滿足漿體的養(yǎng)護(hù)齡期后，鑿除條形混凝土將完成壓漿的波紋管取出并多段切開，查證漿體飽滿密實(shí)和凝漿混凝土的性狀。如完全滿足要求即可進(jìn)行正式的壓漿施工。

5.2 真空輔助壓漿施工注意事項

除常規(guī)壓漿注意點(diǎn)以外，真空輔助壓漿還有以下注意點(diǎn)：

1)真空輔助壓漿施工的真空度必須達(dá)到并維持在80%以上。

2)預(yù)應(yīng)力管道如果是長曲線，可在曲線部分最高點(diǎn)預(yù)留壓漿管，避免管道空氣淤積并可以用預(yù)留壓漿管接力補(bǔ)壓。

3)氣溫5℃以下或35℃以上，真空輔助壓漿施工不得進(jìn)行。

4)同一預(yù)應(yīng)力孔道的真空輔助壓漿施工壓漿要一次完成，不得有中途停壓的情況。因故必要停壓不能連續(xù)一次壓滿時，要用壓力水清洗干凈后再做處理。互通孔道應(yīng)要一次壓漿施工。

6 結(jié)語

廈門同安灣大橋預(yù)應(yīng)力數(shù)量大，規(guī)格多，全部孔道壓漿施工采用真空輔助法。施工情況良好，質(zhì)量可靠保證，可供同類型施工參考。

［1］ 李學(xué)平，陳富強(qiáng)，張 杰.后張法預(yù)應(yīng)力孔道真空輔助灌漿施工技術(shù)［J］.世界橋梁，2006(2)：81-83.

［2］ 樂韓燕，張明卓，潘立泉.真空輔助壓漿施工技術(shù)在西堠門大橋的應(yīng)用［J］.橋梁建設(shè)，2006(5)：65-67.