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预应力管道的真空辅助压浆的技术应用
摘要：介绍了后张法预应力管道真空吸浆法的原理及工艺流程，与传统的压浆法进行对比，真空吸浆
能保证浆体的密实度和强度，缩短压浆时间。
关键词：预应力管道；真空辅助；压浆施工
某高速公路XX特大桥桥梁上部结构T梁共有475片，为后张法预应力C50混凝土构件；上部结构箱型梁共460节(块)，为后张法预应力C55混凝土构件，两类构件均为后张法张拉，因预应力管道的波峰和波底较多，管道内摩擦力较大，孔道采用真空灌浆技术才能保证工程质量要求。
一、真空辅助压浆的主要原理
“真空辅助压浆”是在普通压力灌浆的基础上，在压浆之前，在孔道一端采用真空泵抽吸排除孔内空气，使孔道内形成-0.1Mpa的真空度，然后在孔道的另一端再用压浆机以大于0.4Mpa的正常压力将优化后的特种水泥浆压入预应力孔道中，直至充满整条管道，最后对静止的孔道内浆体加0.7Mpa的压力1~2分钟，提高预应力管道的饱满度和密实度。
由于孔道中只有极少的空气，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，在水泥浆中，减小水灰比，添加了专用的外加剂，提高了水泥浆的流动度，缩短了灌浆时间，减小了水泥浆的收缩。
二、波纹管的选用与连接
2.1 波纹管的选用
全部采用SBG（B）塑料波纹管。与金属波纹管相比，SBG（B）塑料波纹管有以下特点： 1）SBG（B）塑料波纹管的原材料是HDPE。它的耐腐蚀性能远远优于金属，不怕酸、碱腐蚀，它本身不腐蚀，能有效的保护预应力筋不受腐蚀。很多预应力结构承受着外界严重的影响，除冰盐或盐水。当后张构件由于防水层的崩溃、微裂缝漏水和排水设施的阻塞或失效时，预应力筋就会可能受到腐蚀作用。《FIP施工指南（1990）》中的“预应力筋的灌浆”指出，金属管没有永久的防腐能力，不足以抵抗水的渗漏和到达浆体以及预应力筋。而SBG（B）塑料波纹管能为预应力筋提供一种远远优于金属波纹管的屏障保护作用，能防止有害物质穿透管道的污染，从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性；
2）同等条件下，SBG（B）塑料波纹管预留孔道的摩擦系数明显小于金属波纹管预留孔道的摩擦系数，减小了张拉过程中预应力的摩擦损失。一般地，塑料波纹管的摩擦系数取0.14，而金属波纹管的摩擦系数取0.25；SBG（B）塑料波纹管的强度高，不怕踩压，不易被振捣棒凿破，其密封性能和抗渗性能高于金属波纹管，更适用于真空灌浆；
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3）SBG（B）塑料波纹管不导电，可以防止杂散电流腐蚀，而金属是电的良导体； 4）SBG（B）塑料波纹管具有更好的耐劳性能，能大大提高构件的抗疲劳能力。 但是，塑料波纹管怕高温，在其四周电焊等的高温作业会烧坏管壁，所以必须采取隔热措施，并加强检查，对损坏处进行修补。
2.2 塑料波纹管的连接和固定
塑料波纹管间的连接：采用HDPE塑料连接管直接连接；
波纹管与锚垫板的连接：用HDPE塑料OLT圆形连接头连接，不同型号的锚垫板其喇叭口接口直径不一样，必须配套不同规格的连接头。 三、排气前预应力端头的封堵
预应力钢束张拉完后，用手持式砂轮锯切割外露钢绞线，钢绞线预留长度以不防碍封端为准，并留3.5cm保护层。清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通。
灌浆前必须密封预应力端头锚垫板。封堵的方法采用细石混凝土或无收缩水泥砂浆两种方法，本工程主要采用无收缩水泥砂浆法。即用掺入抗收缩剂的水泥砂浆，封堵锚垫板和锚板之间、锚板和夹片钢绞线之间，钢绞线之间的缝隙。封堵必须将锚板、夹片、外露钢绞线全部进行包裹，包裹覆盖厚度大于15mm。这种封堵操作简单，缺点是可靠性不高，但只要注意掌握好时间，时间太短砂浆无强度，时间太长砂浆易开裂。当真空泵抽气时发现漏气可在砂浆上再覆一层即可堵住。
四、浆体的配比和拌制
孔道压浆所用水泥浆用拌浆机搅拌。水泥浆的配合比由试验室配制，其性能应达到下列指标：
本工程采用42.5R级普通硅酸盐三峡牌水泥拌制水泥砂浆，水灰比宜为0.4～0.45，掺入特殊的减水膨胀剂，水泥：水：外加剂=1：0.44：0.12，浆体的调制为先将水泥和水先搅拌成干硬性的浆体，待水泥团块完全散开再加外加剂。浆体拌制温度控制在25℃以内。泌水率<3%，水泥浆稠度宜控制在14～18秒之间，强度不低于40号，初凝时间控制在6小时。压浆从水泥浆调制后45min内完成。从制浆到压浆过程中始终不停的搅动，进入压浆管水泥浆经过滤网，清除一切杂质或水泥浆的团块，
五、真空辅助压浆的主要工艺流程
1）构件施工的最后一个工序压浆是后张法预应力施工中的最后也是很关键的一步，压浆前对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，充分冲洗，润湿管道，至全部管道冲洗完后，正式开始拌浆。
2）在水泥浆出口及入口处接上密封阀门，将真空泵连接非压浆端上，压浆泵连接在压浆
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端上，以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚具盖连接起来，其中锚具盖帽和阀门之间用一段透明的喉管连接。
3）在压浆前关闭所有排气阀门并启动真空泵十分钟，显示出真空负压力的产生，应能达到负压力0.1 Mpa，如果没有满足此数据则表示波纹管未能完全密封，需在继续压浆前检查及更正工作。
4）在保持真空泵运转的同时，开始往压浆端的水泥浆入口压浆，注意，在压浆过程中真空压力将会下降约0.3Mpa。从透明的喉管中观察水泥浆是否已填满波纹管，继续加压直至水泥浆到达安装在负压容器上方的三相阀门。
5）、操作阀门以隔离真空泵及水泥浆，将水泥浆导向废浆桶的方向，继续压浆直至所溢出的水泥浆形成流畅及一致性，没有不规则的摆动。
6）、关闭真空泵，关闭设在压浆泵出浆处的阀门。
7）、将设在压浆盖帽排气孔上的小盖打开，打开压浆泵出浆处的阀门直至所溢出的水泥浆形状均匀，在压浆盖帽的排气管上安装小盖，并保持压力在0.7 Mpa下继续压浆2分钟。
8）、关闭设在压浆泵出浆处的阀门，关闭压浆泵。
9）压浆完毕立即用水冲洗梁端面、浆桶、压浆泵。待水泥浆凝固以后，拆除压浆杆，凿毛板梁端面、T梁湿接缝等处。
六、管道压浆施工应注意问题
1) 压浆设备
根据孔道长度和压浆要求，选用威胜利真空压浆机进行纵向管道注浆，横向及竖向预应力
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管道采用普通型压浆泵配以UJW6灰浆拌合机进行压浆。
2)进浆孔和排气孔设备
纵向管道进浆孔和排气孔均设于锚垫板上，用铁管与喇叭管接通，曲线管道最高处及长管道每隔30～40m设置一排气孔。竖向管道是与竖向预应力筋、锚垫板和锚具连接后，安装于腹板内的，压浆孔设于管道下端，排气管设于管道上端，压浆时通过排气管道排气。
3)灰浆调制及技术要求
a.水泥浆使用的水泥及标号与梁体用的水泥相同。 b.灰浆强度不低于设计强度。 4). 作业程序
a.张拉后，应立即将锚垫板、夹片周围用水泥浆封锚，待水泥浆强度达10MPa时，即可压浆。压浆应及时，以张拉完毕不超过24h为宜。同一管道压浆作业要一次完成。不得中断。长孔道压浆可利用排气孔接力压浆。
b.灰浆经4900孔/cm2筛子过滤后存放在储浆桶内，并保持足够数量，以使每个孔道压浆能一次连续完成。对储浆桶内的水泥浆要低速搅拌，以保持灰浆均匀，水泥浆自调制至压入管道相隔时间不得大于10min。
c.压浆时压浆泵内不能出现空缺现象，在压浆泵工作暂停时，输浆嘴不能与压浆口脱开，以免空气进入孔内影响压浆质量。出浆孔流出浓浆后关闭球形阀门，压浆泵持压30s后，再关闭进浆口球形阀门。
d.每班应制作不少于3组水泥浆试件，用以评定水泥浆强度。 e.夏季施工，尽量选择在夜间气温较低时压浆。 八、结语
在后张预应力混凝土桥梁中，高强钢丝在高拉应力下对腐蚀极为敏感，一旦锈蚀，后果严重。孔道中的灌浆是防止预应力钢束锈钢的最后一道防线，在保证桥梁的整体安全方面起着极为重要的作用，为防止预应力钢束被腐蚀，采用真空吸浆法能获得良好的使用效果 。
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