公路工程真空灌浆技术的应用研究

霍建兵

山西吕梁高速公路有限公司，山西吕梁 032200

1 概述

在后张预应力孔道中灌注水泥浆，可以预防预应力筋被锈蚀，同时促进预应力筋和混凝土之间的共同作用，传递预应力筋的效应力。传统的灌浆方法是压力灌浆法，即用0.5MPa～1.0MPa压力把水泥浆压入预应力孔道中[1]，这种压浆方法不能把泥浆压密实，容易产生孔隙，水分容易滞留或渗入孔道中，从而导致预应力筋氧化锈蚀，这就给公路工程留下安全、质量隐患。真空灌浆技术弥补了传统压浆方法的不足，在公路工程中应用，可以有效解决这些问题，提高孔道灌浆的饱满度和密实性，确保公路结构的安全性和耐用性，保证公路工程的实施进展和正常投入使用。采用水泥混凝土作为公路路面是我国公路的主要形式之一，在公路工程中应用真空灌浆技术，能对水泥混凝土路面进行有效养护，延长公路的使用寿命，改善其通行能力，保证公路的舒适度和安全性。

2 真空灌浆技术

2.1 真空灌浆技术的工艺原理

真空灌浆技术是在预应力孔道的一端用真空泵对孔道进行抽真空，使孔道内形成0.1MPa左右的负压，然后用灌浆泵在孔道的另一端用0.7MPa以上的正压力往孔道注入水泥浆，直至孔道内充满水泥浆，继续施压1min～2min[2]，提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实性。真空灌浆技术优点：

2.2 真空灌浆技术的优点

1）清洗预应力孔道时残留的水在进行抽真空的时候被汽化、抽离，在灌浆的时候就不会形成水泡、气泡了，同时，灌浆过程中形成的气泡也在真空负压条件下破裂，同时被抽离，这就解决了传统灌浆方法中形成孔隙、气泡导致浆体不饱满、密实的问题，减少了水分滞留或渗入的现象，保证了公路工程的质量；

2）在真空环境下，浆体得以均匀分布，从而保证其稠度、均与度一致，公路路面受压力平衡，消除了产生裂缝的情况，确保浆体密实度和强度，提高预应力筋和混凝土之间的共同作用，使预应力筋的效应力得到很好的传递；

3）预应力孔道是密封、呈真空状态的，浆体能迅速、均匀地充满整个孔道，减少压浆工序，缩短了灌浆时间。

3 真空灌浆技术的要求

真空灌浆技术是一项新技术，需要较高的技术水平和质量监控，但其在公路工程应用上还缺乏相应的技术支撑，所以，要根据具体情况，设计出合适的施工工艺，对真空灌浆实施步骤、技术措施、施工材料、机械设备等，进行严格全面的测验和技术分析。

3.1 真空灌浆技术对施工程序的要求

进行真空灌浆前要清洗预应力管道，用高压风吹干净，然后进行临时性密封，避免再次污染。用水泥砂浆封锚24小时左右进行灌浆。确保各装备是已连接妥当，做好各项准备，保证能顺利施工。水泥浆的搅拌应该保持持续搅拌状态，保证水泥浆进入管道前都是均匀、流动的。

3.2 真空灌浆技术对预应力管道的要求

真空条件是真空灌浆技术正常实施的关键，所以在公路工程中实施真空灌浆对预应力管道有高要求，要求预应力管道、管道两端能形成一个封闭空间，保证孔道内可以形成真空状态，并达到要求的真空度。在施工过程中，如果波纹管出现损坏，要及时进行修补，维持孔道的密封性。金属波纹管摩阻系数较大，在灌浆过程中对浆体均匀分布造成一定的阻碍，所以，目前多选用摩阻系数较小、密封性较高的高密度聚乙烯塑料波纹管作为成孔材料。塑料波纹管还具有耐腐蚀、强度高、韧性高等特点，在公路工程中使用，可以有效保护预应力筋不被氧化锈蚀、不漏水等，为公路工程的顺利实施提供可靠的材料支持[3]。

3.3 真空灌浆技术对施工材料的要求

选用合适的施工材料，是真空灌浆技术正常实施作业的重要保证。水泥浆的水灰比、和匀度、渗透性、流动性、强度等是需要注意且需要完善的几个方面。在水泥浆中加入适量的添加剂，可以提供水泥浆的性能，所以，要根据实际使用的水泥品种选择合适的添加剂，添加剂要求是具有减水、缓凝和微膨胀等作用效果，但不会损坏预应力筋和水泥的材料。

3.4 真空灌浆技术对机械设备的要求

真空灌浆技术需要的机械设备除了基本的压浆施工设备外，还需要真空泵、压力表、控制盘、压力瓶、输浆管、气密阀、气锚帽等设备。真空泵是实施真空灌浆技术的重要工具，所以对其要求更高，要求其进行空气抽空时真空度（负压）控制在-0.08MPa～-0.1MPa之间，在整个灌浆过程中能保持稳定、连续工作。

4 真空灌浆技术的施工工艺

4.1 水泥浆的配比设计

为了提高管道灌浆的密实度和强度，真空灌浆技术中采用的水泥浆要比普通的水泥浆的水灰比低、成分多，一方面改善了水泥浆的性能，提高其强度和耐性，另一方面弥补了普通水泥浆的和匀度低、稠度低等不足方面。

4.2 真空灌浆施工工序

根据真空灌浆技术的要求和原理，总的施工工序可概括为“真空-真空+灌浆-灌浆”不断重复施工的工序。

施工前要检查各项材料的数量、品质，把不合格的清除，把不足的补上；检查机械设备的零部件是否齐全、稳固、完好，确保机械能正常运转；检查水电资源是否正常，保证施工过程中不出现断水、断电现象，保证施工能持续进行。

张拉完毕后，用砂轮机将露出外面的钢绞线切割掉，预留30mm～50mm，用没用收缩性能的水泥砂浆把锚头密封，确保其不漏泥浆、不漏水。检查孔道的气密性，保证孔道能形成真空状态，达到施工所需真空度。

检查各部件表观及其功能是否完整，确定抽真空端及灌浆端，安装引出管、球阀、接头，连接各部件，确保真空泵机组、灌浆泵等施工设备按顺序连接。

按工程设计要求称量水泥等原料，在灌浆施工前半个小时进行配合比试验。搅拌水泥浆，注意现场测定水泥浆的稠度、泌水性、流动性、均匀度，没达到要求重新搅拌，达到要求指标的就装入储浆罐中，如果还不进行泵送，就要不停地搅拌，确保其稠度、和匀度保持均匀一致。

把水泥浆放置灌浆泵中，等浆体稠度达到要求时，启动灌浆泵，进行灌浆，真空泵在灌浆过程中保持持续工作。

水泥浆经过空气滤清器时，关闭真空泵及抽气阀，打开排气阀。排出的水泥浆稠度和灌入稠度一致时，关掉排气阀，灌浆泵持续工作2min，使管道内维持0.5MPa～0.7MPa的稳定压力后关掉灌浆泵及灌浆阀门，完成该孔道的灌浆工作，拆卸外接管等，清洗空气滤清器和阀门等。

当日的灌浆工作完成后，拆卸外接管路、真空泵、空气滤清器、灌浆胶管等，清洗空气滤清器、阀门、灌浆泵、搅拌机等设备零部件，以及粘有灰浆的工具器械[4]。

5 结论

水泥混凝土是我国公路路面的主要形式之一，研究改善孔道灌浆技术对公路工程的实施、发展具有重要意义。传统的灌浆法已不符合公路工程现阶段发展的需求，真空灌浆技术作为一种新型的加固技术，相比传统的灌浆法有更多优势，在公路工程施工中应用可以有效弥补其不足之处，提高公路工程的质量。在公路工程中应用真空灌浆技术，经过严密设计、合理用材、严格施工，使得孔道灌浆保持均匀性能有效提高后张预应力混凝土结构的密实性、安全度和耐久性，保证公路工程顺利实施，以及确保公路能正常投入使用，延长其寿命。真空灌浆技术目前在我国公路中应用具有广泛前景。

[1]胡建武.真空灌浆技术及营养.广东科技，2006，150：140-141.

[2]张春梅.浅议真空压浆施工技术.城市道桥与防洪，2007，2：63-64.

[3]宋小军.浅谈预应力混凝土真空压浆工艺及质量监控要点.铁道建筑技术，2007：258-260.

[4]戴秋萍.后张法预应力箱梁真空灌浆施工技术.建筑工程，340.