真空压浆施工工艺.doc

浅谈真空压辅助浆施工工艺杨炳元（四川省德阳市黄山路一段中铁五局成绵乐铁路工程指挥部第二项目部 438000）摘 要 随着中国铁路建设的高速发展，真空辅助压浆技术在铁路后张预应力混凝土结构施工中被广泛应用。本文主要是结合笔者工作多年的经验，简单的介绍了铁路后张预应力混凝土简支箱梁真空辅助压浆施工工艺及质量控制。关键词 真空辅助压浆 后张预应力混凝土简支箱梁 真空泵 施工工艺1前言真空压浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，随着后张预应力混凝土结构在桥梁中的广泛应用，对孔道进行压浆成为了施工过程中一个非常重要的环节。在常规状态下，由于孔道内的空气、水份、混在拌好的浆体中的气泡对压浆质量造成了一定的影响，使压浆效果很难到达一个理想的状态，但真空压浆使用高性能防腐灌浆剂、阻锈剂，改善了浆体的性能，在很大程度上解决了这个问题，提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。采用真空压浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。2工程概况成都至绵阳至乐山客运专线北起江油，经绵阳、德阳、广汉、成都，然后向南经过彭山、眉山、夹江、峨眉，最后抵达乐山。铁路等级：I级；设计速度：200km/h，基础设施速度目标值250km/h；正线线间距：4.8m；最小曲线半径一般采用4500m，困难地段采用3500m； 最大坡度：20。德阳制梁场为成绵乐客运专线的3#制梁场，承担新建铁路成绵乐客运专线CMLZQ-2标D2K76+821.63D2K111+443.984段473孔双线简支箱梁预制任务，其中32m、24m箱梁分别为423孔、50孔，设计梁长分别为32.6m、24.6m，跨度分别为31.5m、23.5m，按预制法架设施工。预制简支梁结构类型为无砟轨道后张法预应力砼双线简支整孔箱梁，截面类型采用单箱双室截面，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。桥面宽度：防护墙根部内侧净宽8.6m，桥上人行道栏杆内侧净宽11.7m，桥面板宽11.8m,桥建筑总宽12.08m。梁端设端隔墙。截面外侧（翼缘板）梁高2.7m，截面中心处梁高2.53m，直线线路中心处梁高2.55m，横桥向支座中心距为2.55m。梁端设端隔墙，端隔墙横向底宽1.4m、顶宽0.95m，纵向底宽0.95m、顶宽0.4m，端隔墙高度为1.36m。32m、24m箱梁分别浇筑混凝土259.7m3、200.1m3，梁体采用强度等级为C50高性能混凝土，封锚采用强度等级为C50的微膨胀混凝土，梁端隔墙下部采用C50高强混凝土、上部采用C50微膨胀自密实混凝土，除梁端隔墙混凝土浇筑二次施工外其余均一次浇筑成型，梁重分别为686.6t、533.9t。3基本原理预应力钢绞线17-15.2-1860-GB/T5224-2003。锚固体系采用自锚式拉丝体系，张拉设备采用与之配套机具设备，预应力锚具执行国家相关标准，管道形成采用直径80mm的抽拔橡胶管成孔。预应力应按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。当预制箱梁混凝土强度达到设计强度100%、混凝土弹性模量达到设计100%且混凝土龄期不小于10d进行终张拉，在终张拉完成24h后、48h内进行孔道压浆。压浆前应清除杂物及积水，首先在预留孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.060.08MPa左右的真空度，然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端压入，直至充满整条孔道，并加以0.50.6Mpa的正压力持续3min，以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度,减少气泡影响。4技术优点(1) 在真空状态下，孔道内的空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象。(2) 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。(3)工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使压浆的饱满性及强度得到保证。(4)真空压浆过程是一个连续且迅速的过程，缩短了压浆时间。5技术要求真空辅助压浆的成功实施取决于下列因素:(1) 孔道及两端必须密封， 抽真空是真空度（负压）控制在-0.06-0.08MPa之间,不宜过大,也不宜过小。(2)水灰比：0.30.4之间。(3)浆体流动度：出机流动度184s，30min后流动度30s。(4) 浆体泌水性：压力泌水率3.5%，24h浆体的自由泌水为零。(5) 浆体初凝时间不宜小于4h、终凝时间不宜大于24h。(6) 浆体24h自由膨胀率：03%。(7)浆体强度：28天龄期强度50MPa。(8)浆体对钢绞线无腐蚀作用，配比中掺有阻锈剂。6配套设备及原材料(1) GLX-3自动计量灰浆搅拌机、储浆罐、ZB4型压浆泵。(2) FZB4-2型真空负压装置、过滤器。(3) 真空压力表、精密压力表、DN20mm控制阀、连接头、高强橡胶管、输浆橡胶管等。压力表按要求定期进行标定。(4) P.O42.5低碱普通硅酸盐水泥，压浆剂，阻锈剂和水按规范要求进行检验并合格。7管道压浆条件梁体压浆条件：后张预制梁终张拉完成24h后、在48h内进行管道真空辅助压浆。环境要求：压浆时浆体温度应在530之间；压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度应在535之间；当环境温度高于35时，应选择在温度较低的时间如夜间施工；当环境温度低于5时，应按冬季施工处理（对梁体进行覆盖加温保温、在压浆剂中适当增加引气剂，但不宜在压浆剂中使用防冻剂）。设备性能及选购：搅拌机的转速不低于1000rmin，浆叶的最高线速度限制在15ms以内，浆叶的形状应与转速相匹配，并能满足在规定时间内搅拌均匀的要求；压浆机应采用连续式压浆泵，其压力表最小分度值不应大于0.1 MPa，最大量程应使实际工作压力在其25%75%的量程范围内；储料罐应带有搅拌功能、真空泵应能达到0.092 MPa的负压力。根据压浆工艺对设备性能的要求，德阳制梁场选用合肥石川液压油管公司生产的FZB4-2型真空负压装置、GLX-3型离心搅拌机和ZB4型压浆泵。计量器具要求：配制浆体拌和物的各类原材料的称量应准确到1%，计量器具均应经法定计量检定合格，且在有效期内。浆体试配：德阳制梁场采用的压浆材料有北京贵铁常青建设工程有限公司生产的TG-G型管道压浆剂和四川巨星JX-ZXJ迁移型阻锈剂（0.5kg/m3浆体）；四川亚东生产的P.O42.5低碱普通硅酸盐水泥（袋装）；地下水。管道压浆前，应事先对上述材料进行试配，确定设计配合比（重量比）为【水泥：压浆剂：阻锈剂：水=1368： 72：0.5：460】，其中阻锈剂的掺量根据施工图确定。经梁场试验室验证试验，浆体各项质量指标均满足要求。8施工工艺8.1真空压浆施工设备连接图（图1）构件阀 2阀 4空气滤清器阀1灌浆泵搅拌机压力表真空泵阀 3图1真空压浆施工设备连接图8.2施工工序 终张拉施工完成24h内，切除外露的钢绞线（注意钢绞线的外露量3040mm），并在终张拉完成24h后观察满足滑断丝数不超过0.5%后进行封锚。封锚方式有三种：a 采用保护罩封锚：保护罩作为工具罩使用，在压浆后3小时内拆除，将锚垫板表面清理，保证平整，在压浆保护罩底面和橡胶密封圈表面均匀涂上一层玻璃胶，装上橡胶密封圈，将保护罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧，注意将排气口朝正上方。b用无收缩水泥砂浆封锚：必须将锚板及夹片、外露钢绞全部包裹，覆盖层厚度15mm，封锚后24小时内压浆。c采用保护罩加无收缩水泥砂浆封锚，不须等无收缩水泥砂浆强度，不喷浆，不漏气，随封随压，目前真空辅助压浆时封锚大多采用该方式。且在德阳制梁场申请全国工业产品生产许可证认证时，实地核查真空辅助压浆工艺时受到在场专家一致好评。清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅。确定抽真空端及压浆端，安装引出管，球阀和接头，并检查其功能。搅拌前，应清洗施工设备。清洗后的设备内不应有残渣、积水，并检查搅拌机的过滤网。搅拌操作顺序为：首先在搅拌机中加入实际拌和用水量的80%，开动搅拌机，均匀加入全部压浆剂和阻锈剂，边加入边搅拌，然后均匀加入全部水泥，粉料全部加入后再搅拌2min，然后加入剩余20%的拌和水，继续搅拌2min使浆体水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标。启动真空泵抽真空，使真空度达到-0.06-0.08MPa并保持稳定。启动压浆泵，当压浆泵输出的浆体达到要求稠度时，将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上，开始压浆。压浆过程中，真空泵保持连续工作。带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（阀4），稍后打开排气阀（阀3），当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与压入的浆体相当时，关闭抽真空端的所有阀门（阀2、阀3、阀4）。压浆泵继续工作，压力达到0.6MPa左右，持压3分钟。关闭压浆泵及压浆端阀门（阀1），完成压浆。拆外接管路、附件、清洗空气滤清器及阀门等。完成当日压浆后，必须将所有沾有水泥浆的设备清洗干净。安装在压浆端和出浆端的球阀，应在压浆后一小时内拆除并进行清理。拆外接管路、附件、清洗空气滤清器及阀门等。将所有沾有水泥浆的设备清洗干净。安装在压浆端和出浆端的球阀，应在压浆后一小时内拆除并进行清理。8.3真空压浆工艺流程图（图2）终张拉检查预应力筋断滑丝情况切割多余钢绞线安装压浆机安装真空泵真空泵抽真空（保持孔道真空度为-0.06-0. 08Mpa）搅拌净浆压浆（压力无异常后换快速档）终张拉后48小时内进行压浆填写压浆记录关闭真空泵，打开排废管阀门关闭抽空端阀门保压3分钟（保持在0.50.6Mpa）关闭压浆端阀门，卸压安装真空密封罩，灌注无收缩砂浆拆除压浆端抽真空端阀门清洗压浆机、搅拌机、各阀门封锚砼原材报检凿除密封罩砂浆原材检验工作锚涂刷防水涂料封锚混凝土配合比安装封锚网筋浇筑封锚砼制作试块记录锚穴外涂刷防水涂料养护浆体初凝搅拌桶加水搅拌湿润内壁浆体到达抽真空端透明管排废管排出压浆端相同稠度净浆高性能无收缩防腐蚀灌浆剂水泥原材报检（物资部）原材检验（试验室）净浆配合比水泥、水灌浆剂称量制作净浆试块螺杆式压浆机加水试运转控制点图中有阴影的为质量控制点图2 真空压浆工艺流程图9质量控制要点及注意事项9.1 质量控制要点(1)压浆用的原材料必须是经检验合格的。(2)孔道的密封性、无水性。(3)浆体配合比控制，压浆专用台车能自动上料、配合比自动计量且称量误差不超过1%，分两次注水80%+20%。流动度184s每10盘测一次，留置3组标样试件。(4)现场施工质量管理控制：浆体搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min，孔道压浆顺序先底部后上部，同一孔道应连续进行，一次完成。冬季压浆时及后3d内，梁体及环境温度不得低于5，负责应采取保温措施。(5)进行密实度开凿验证，按500孔一次，不足500孔按一次。德阳制梁场通过开凿验证用真空辅助压浆的浆体密实度符合规范要求。9.2 注意事项(1)压浆前严禁用清水冲洗管道，避免因弯曲孔道处用高压风吹不出来的积水改变浆体配合比。 (2)输浆管应先选用高强橡胶管，抗压能力1MPa，带压压浆时不易破裂，连接要牢固，不得脱管。(3)灰浆进入压浆泵之前应通过网眼不大于3mm3mm的筛网进行过滤。(4)搅拌后的水泥浆必须做流动度、泌水性试验，并浇注浆体强度试块。(5)压浆工作宜在灰浆流动性下降前进行（约3045分钟时间内），孔道一次关注要连续。(6)中途换管道时间内，继续启动压浆泵，让浆体循环流动。压浆孔数和位置必须作好记录，以防漏浆。(7)储浆罐的储浆体积大于1倍所要压注的一条预应力孔道体积。(8)压浆完成后，浇筑梁体封锚混凝土之前，还应将锚穴周围混凝土进行凿毛、将承压板表面的黏浆和锚环外面的灰浆铲除干净，对锚圈与锚垫板之间的交接缝应用聚氨酯防水涂料进行防水处理，同时检查确认