【摘要】根据杭州湾跨海大桥预应力真空辅助压浆法及XI标段CG-W-20 II型无收缩防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂的应用，介绍真空辅助压浆工艺的施工方法。
【关键词】预应力；真空辅助压浆；CG-W-20 II型灌浆剂；施工
传统压浆工艺普遍存在着压浆不密实、管道不饱满的现象，从而使预应力筋受到腐蚀，降低了结构的耐久性、安全性，甚至结构受到破坏。真空辅助压浆技术是目前后张预应力混凝土结构施工中推广的一项新技术，与传统的压浆技术相比，它提高了预应力孔道灌浆的饱满度与密实度，大大提高了结构的耐久性和安全性。根据杭州湾跨海大桥设计100年的耐久性和大桥专用施工技术规范的要求，预应力管道采用塑料波纹管成孔辅以真空辅助压浆的新工艺，并对材料性能有严格要求，本文着重介绍CG-W-20 II型无收缩防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂的应用及真空辅助压浆工艺的施工方法。
工程概况
宁波交工集团承建的杭州湾跨海大桥XI标工程，属南引桥陆地区施工范畴，桥长
真空压浆的必要性
后张预应力构件压浆的目的：一是防止预应力束被锈蚀，增强预应力构件的耐久性；二是填充预应力束的孔道，将构件形成整体，传递预应力并防止应力筋松弛。因此要求孔道压浆一定要饱满，凝固后的水泥浆致密、收缩少（甚至不收缩），并具有较高的强度。
实践证明，采用普通压力压浆工艺的压浆质量往往不尽人意，存在浆体收缩大、管道不饱满等，主要是由于水泥浆质量不稳定、封锚不密实而导致漏浆等原因造成的。要保证或提高普通压力压浆的质量，从技术措施上必须改善水泥浆的性能，如减少水灰比、添加外加剂等；从工艺措施上尽量作好管道的密封工作，排除浆体内混杂的空气，增加浆体密实度。
真空压浆正是针对解决上述问题应用而生的。真空压浆在压浆前先用真空泵抽出孔道内的空气，使孔道内形成约0.1MPa的负压，这要求孔道及封锚必须严密。真空压浆时边抽真空边压浆，孔道内始终保持约0.1MPa的负压，即利于排出浆体内混合的空气，使浆体很难形成气泡，利于浆体致密，同时又相当于给浆体施工增加了一个吸的功能，这样可以达到降低压浆机的负荷，减小压浆难度。从另一个角度说，可以降低水泥浆的水灰比，提高浆体的密实性和强度，减少浆体的收缩。
3 CG-W-20 II型灌浆剂的应用
目前国内使用的灌浆材料大部为水泥浆加入外加剂形式，在现场配制后进行压浆，由于材料的变异性大和性能指标偏低以及施工环境和操作人员的不稳定性，使孔道压浆质量达不到设计要求，在公路、铁路后张梁孔道压浆中，出现各种病害。在杭州湾跨海大桥的设计中，明确了100年的耐久性设计。而《杭州湾跨海大桥专用施工技术规范》中对箱梁孔道压浆进行了详细的规定，体现了设计的先进性、前瞻性及创新性。根据《桥规》的要求和多年的工程实践经验以及吸收多年来灌浆料研究的经验，我单位联合有多年材料研发经验和工程实践的北京建工华创工程技术有限公司，研究了一种新型高性能复合孔道灌浆材料CG-W-20 II型无收缩防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂。灌浆浆体配合比为：灌浆剂︰三狮水泥＝20︰80，水灰比为0.35。所应用的高性能管道灌浆体与传统灌浆材料相比，具有以下优点和创新点：
（1）流动性能好。流动度为16～18秒，30分钟后重新搅拌的流动度在22~26秒之间，流动度随时间的变化小，具有优异的灌注性，浆体易搅拌，便于施工，受到现场施工人员的欢迎。
（2）具有非常高的孔道充盈度与稳定性，泌水率低。在0.14Kpa条件下，压力泌水率小于2.5%。在规定的工艺条件下，能够充满整个孔道，解决了使用普通灌浆剂时出现的常见的月牙形空洞。通过斜管试验和模拟试验，均能够满足《桥规》充盈度的要求。
（3）浆体凝结后具有微膨胀性能，28天限制膨胀率在0～0. 1%间。保证了浆体与孔道、浆体与预应力筋界面之间有良好的粘结力，从而保证了预应力梁体的设计承载能力。
（4）浆体硬化后具有非常高的抗折强度和抗压强度。28天抗压强度大于58MPa，抗折强度大于10MPa。有利于传递预应力筋和混凝土梁之间的拉应力。
（5）掺入了有机迁移型阻锈剂，更进一步加强了浆体对预应力筋的腐蚀保护性能，提高了预应力梁在腐蚀环境中（如碳化、氯离子渗透）的耐久性能。
（6）预应力后张梁在桥梁工程中广泛应用, 本产品将有良好的技术、经济效益和社会效益。
4 塑料波纹管的特点
塑料波纹管由于具有良好的性能，已越来越多地应用于工程实践中，尤其是大跨径的桥梁。塑料波纹管的应用，基本解决了金属波纹管的不足，塑料波纹管具有以下特点：
（1）强度高、刚度大、不易变形、扁压，不生锈，保存时间长；
（2）施工性能好，安装固定方便，不怕电弧等，浇注时不会被匝破，不易被振动棒振破，接头牢固；
（3）连接性好，可焊接，剩余短管利用塑焊机直接焊接，无需另配接头，材料损耗小，连接速度快，接头平滑；
（4）提供防电化腐蚀、防氯盐腐蚀的有效措施，耐疲劳性能好、耐腐蚀，利于钢绞线的保护；
（5）密封性好，可使用真空辅助压浆。
5 真空辅助压浆施工方法
5.1 真空辅助压浆原理
压浆前，先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道中的真空度达到负压0.1MPa左右，然后在孔道另一端用压浆泵以一定的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道。真空辅助压浆的关键是要保证管道及锚固体系的密封性，能保证管道内形成一定压力的负压。
5.2 真空辅助压浆的设备
真空辅助压浆所需机具设备包括：灰浆搅拌机；真空泵、真空表及连接阀门；压浆泵及压力表；压浆管、球阀、滤网、水管、空气滤清器、高强透明胶管及储浆罐等设备。设备连接示意如图1所示。
《桥规》对真空辅助压浆设备的要求：采用转速达1300r/min的高转速拌和机。压浆泵应能连续均匀地压浆，可进行0.7Mpa以上的恒压工作,压浆泵应具有压浆量、进浆压力可调功能；浆体养护缸的搅拌速度不能大于500r/min。
5.3 真空辅助压浆对浆体的要求
浆体除了具有足够的抗压强度和粘结强度，还必须保证有良好的防腐性能和稠度，不离析、析水，硬化后空隙率低、渗透性小，不收缩或低收缩。《桥规》对材料性能要求为：水灰比为0.30~0.35；水泌水率≤2%，泌水应在24h内被浆体吸收；浆体流动度为14~18s；浆体膨胀率＜5%；初凝时间应＞3h,终凝时间应＜24h；需加入阻锈剂；不得含有对预应力筋和水泥有损害的物质，尤其不得含有氯化物和硝酸钙等腐蚀性介质。添加剂中所含的膨胀成分严禁含有铝粉。
5.4 真空辅助压浆施工步骤
5.4.1 压浆前准备工作
① 在施工前，确认浆体配合比。
② 检查材料、设备、辅件的型号或规格、数量等是否符合要求。
③ 切割钢绞线，安装锚垫板盖帽，按设备布置示意图进行各单元体的密封连接。
将机具按图1所示连接好（进浆阀之前的可暂时不连接），关闭进浆阀、排浆阀、打开排气阀、抽真空阀，拧开进循环水口、开动抽真空泵，观察压力表的读数，当压力表稳定达到-0.1MPa读数时，可以进行压浆；否则应重新检查各处封口，再进行抽真空。
5.4.3浆体搅拌
采用常规压力灌浆工艺的双层灌浆搅拌机，上层、下层同时搅拌，上层用于将拌合水和高性能灌浆剂及水泥分散搅拌均匀，搅拌时间一般为3～5分钟。搅拌均匀后，测试上层搅拌罐内浆体流动度，其流动度在14～18s范围内即可通过过滤网进入下层搅拌罐。下层搅拌罐继续搅拌，以保证浆体的流动性。使浆体在压浆前一直处于搅拌中。5.4.4<压浆
① 开启压浆机前，将压浆胶管里的水排掉等待正式压浆。
② 开启真空泵一直抽到孔道内真空度达到并维持0.1Mpa。
③ 启动压浆泵，开始压浆。
④ 当水泥浆从抽真空端的真空管流出时，应关闭通向该真空机的阀门，关闭真空机。同时打开排废管的阀门，让水泥浆从排废管流出，当流出的浆稠度合适时，关闭抽真空端的阀门。
⑤ 当压浆的压力逐渐上升到0.5Mpa时，开始保压，保压时间为2 min，保压结束后点动压浆泵，以便压力维持在0.5Mpa以上。即可关闭压浆端的阀门，并打开安全阀卸压。
⑥ 关掉压浆泵，关闭压浆口铁管阀门。
⑦ 将真空泵和压浆泵的连接器连接到另一条孔道上，重复
⑧ 压浆完毕，清洗搅拌机、压浆剂、真空泵及所有连接管道、连接器。关闭电源。将未用完的材料运回仓库。
5.5 真空辅助压浆注意事项
（1）整个连接管路如果不能承受1MPa的正压力和0.1MPa的负压力，说明管路气密性不好，必须及时检查更正，合格后方能进入下一道工序。
（2）浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量必须按配合比严格控制。
（3）灌浆剂自拌制至压入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般不超过60～90分钟内（浆体流动度不大于30秒）。浆体在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的浆体，不得通过加水来增加其流动度，应予以废弃。
（4）压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土地温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当气35℃，压浆宜在夜间进行。
（5）压浆完毕，应用自来水将搅拌机、压浆泵以及压浆管道清洗干净，以防止浆体硬化堵塞压浆管或压浆孔。
6 结语
本工程通过对CG-W-20 II型无收缩防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂及真空辅助压浆新材料、新工艺的应用，极大地保证了预应力施工的质量，降低了劳动强度，提高了工作效率，加快了施工进度，节约了施工成本，对于长30m或弯曲半径小于5米的预应力孔道应推广应用。（作者：宁波交工奉化三高连接线一标项目部 蒋常龙）
参考文献：《杭州湾跨海大桥专用施工技术规范》 2004.5
