王明

中鐵二十四局集團南昌鐵路工程有限公司 江西 南昌 330009

引言

在研究我國基礎橋梁建設工程的大量實踐案例后發(fā)現(xiàn)，預應力施工技術在實踐中使用被施工團隊所追捧。預應力施工技術，是隱蔽性工程實踐中非常常見的施工方法之一，也是一個建筑工程項目質(zhì)量管理環(huán)節(jié)上最難以有效實施監(jiān)管的部分，特別是針對預應力孔道壓漿飽滿狀況的施工控制問題。但凡在壓漿飽滿度操作上有任何不當，都將對整個橋梁結構和建筑質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響，極易導致橋梁結構出現(xiàn)有效使用壽命縮短和故障頻發(fā)等問題。本文將從孔道壓漿工序著手，介紹相關施工技術重點和難點。

1 工程概況

本文在眾多橋梁施工案例中，選擇以吳起至定邊高速公路LJ-6標段廟溝大橋為例進行說明[1]。吳起至定邊高速公路位于陜西省陜北地區(qū)延安市吳起縣和榆林市定邊縣境內(nèi)，是陜西省規(guī)劃的高速公路網(wǎng)“兩環(huán)六輻射三縱七橫”（或“2637”網(wǎng)）中第三縱邊定邊至漢中公路的組成部分。LJ-6標段起于K84+200，路線南北走向，跨新安邊川、省道S303，過張茆灣、崖窟溝、謝邊村、廟溝、分別設橋梁通過，于K88+365.6設新安邊互通，K89+100接LJ-7標，線路里程4.9km，共設大橋7座，中橋2座，小橋1座。共計使用688片預應力預制箱梁。

該項目的在孔道壓漿技術施工方面有極多的應用，且施工團隊具有相當豐富的施工經(jīng)驗。除此之外，這一系列工程在實施過程中，最具備技術施工案例講解意義。整個工程在很短的時間內(nèi)高效完成，且相關工程投入控制得當，得到了社會的廣泛好評。對于國內(nèi)高速公路工程承包企業(yè)以及相關施工單位而言都具有相當重要的參考價值和技術借鑒意義。

2 孔道壓漿所采用的設備及材料

2.1 壓漿設備

廟溝大橋和標段其他橋梁時在壓漿操作中都引入了LJ-YJA系列大循環(huán)智能壓漿施工設備進行壓漿操作。該系列施工設備的特點在于，通過計算機控制中心發(fā)布指令，通過數(shù)據(jù)操控實現(xiàn)預制漿液和灌壓漿這兩項主要操作工序。漿料稱量等精細化操作，憑借先進施工設備的計算機控制中心得以實現(xiàn)，有效減少了傳統(tǒng)操作時稱量誤差的產(chǎn)生并將不可避免誤差控制在極低水平。這是對綠色施工理念的極大發(fā)揚，相關施工單位只需要進行簡單的技術升級，就可以實現(xiàn)對物料配比的全方位把控，極大地減少了工程成本投入的同時，原材料的高效利用也能降低環(huán)境污染問題。

在漿料的攪拌環(huán)節(jié)中其機器轉速可達到1400轉每分鐘，該轉速能夠實現(xiàn)配制質(zhì)量優(yōu)良的漿體材料的同時，還可以實現(xiàn)臨時儲漿桶中的漿液在待用階段保持40轉每分鐘的攪抖頻率，有利于良好施工漿液的狀態(tài)保持。但需要考慮到的問題是施工地的氣候因素，比如本文所舉的工程案例在陜西一帶，當?shù)氐臍夂蛱攸c在于偏干燥，加上工程的整體工期持續(xù)時間跨越了幾個季度。在進行漿料攪拌，特別是漿料保持待用的過程中可以根據(jù)實際需要進行適當?shù)脑牧吓浔日{(diào)整。

2.2 孔道壓漿材料

在20年前的建筑施工環(huán)節(jié)，橋梁項目所使用的壓漿料基本上都是由水泥和水混合而成的粗原料，使得材料在物理性質(zhì)上水灰比非常高，造成工程的施工質(zhì)量無法達到預期甚至有安全風險。相關施工人員為了有效降低水灰比，通常會盡量降低水在其中的參與量[2]。除此之外，還有另外一種解決方案，主要采取在水泥漿內(nèi)添入其他化學試劑的方式進行。但存在的問題是，這種方案會造成水泥材料在物理上無法添加劑實現(xiàn)充分融合，這也造成了壓漿工序在操作中經(jīng)常出現(xiàn)泌水性差、流動性差和質(zhì)量不達標等紕漏。漿液材料流動性差就非常容易發(fā)生堵塞管道及相關問題，并且也會在使用時造成大量氣泡摻入的問題，造成管道內(nèi)部的漿液達不到設計需求的飽滿度，而且在漿液完全凝固后極易出現(xiàn)粉狀堆層問題降低材料強度。

因此，在實施本項目的過程中，相關專業(yè)人員采取對壓漿材料進行有效改進的解決辦法，選擇產(chǎn)品質(zhì)量更符合需求的水泥基材質(zhì)和高性能的添加劑作為輔助，結合兩類材料的物理特性合理分配組成配比。在經(jīng)過一系列的測試后，最終敲定混合方案，達到孔道內(nèi)漿液飽和度的設計標準，并成功找到了超過傳統(tǒng)漿液灌注孔道效果的施工方案。

3 孔道壓漿及質(zhì)量控制

3.1 孔道及其他準備工作

在實際施工時會發(fā)現(xiàn)孔道中經(jīng)常會有水泥塊、水泥漿等固態(tài)物的殘留，因此，必須使用高壓水泵徹底清理干凈孔道內(nèi)部結構，再配合壓縮空氣技術實現(xiàn)影響生產(chǎn)安全物質(zhì)的清理工作。在執(zhí)行預應力束的張拉工序時，嚴格限制錨具外側的鋼絞線在5cm左右的距離范圍[3]。與此同時，在調(diào)節(jié)并穩(wěn)定壓漿壓力處于規(guī)定范圍時，必須對所有的泌水通道實現(xiàn)徹底封堵。為此，不得不借助具備高強灌漿一類的材質(zhì)將應用錨具錨頭處完全封堵，以實現(xiàn)錨具與錨墊板之間、錨具與夾片的連接處等細節(jié)位置的完全緊閉，避免漏氣、漏水的情況，直至承壓強度在規(guī)定標準范圍后，再進行壓漿工序。

3.2 大循環(huán)壓漿

大循環(huán)壓漿操作過程中允許2～3個管道同時壓漿。而實施大循環(huán)壓漿操作的意義在于壓漿的同時，促使?jié){液在管道內(nèi)的循環(huán)處于流暢，以便于將其內(nèi)部的氣體組成部分全部排出，最終促使?jié){液飽滿度達到設計標準。通常情況下，需要按照一下流程進行操作：

預制漿液：先在攪拌鍋內(nèi)注入一次攪拌漿液操作需要的水，再將精確稱取的壓漿料加入到鍋內(nèi)后，接通反應鍋的電源。機器在啟動的過程中，需要留出一定的時間進行機械準備，主要是為了讓機器內(nèi)部零件能夠逐漸調(diào)整到運行參數(shù)標準，避免快速啟動可能造成的局部過熱損傷機器的問題。在攪拌鍋初始工作階段，緩慢且均勻地將事先準備好的壓漿料倒入反應室內(nèi)，原料全部導入后才進行正式攪拌，攪拌時間以3分鐘為宜。

連接灌漿管：將進漿管和回漿管分別連通孔道的兩端，并核查確認整個管道處于完全密閉狀態(tài)。這樣的做法出于兩方面考慮：一方面，漿料在管道內(nèi)流通的過程中與管道之間存在一定的摩擦力，一旦管道出現(xiàn)漏氣問題對漿料流出的影響很大；另一方面，漿料最終流出的形態(tài)應該盡量保持內(nèi)部的完整與凝實，以方便在應用的過程中不存在空洞問題。的需要注意，在測試灌漿管的密閉性時必須將進漿、回漿口全部打開。

開始壓漿：將事先預制好的原料從進漿口直接輸送到預應力管道內(nèi)，此過程應控制壓力保持在標準的規(guī)定氣壓之間。若壓漿管道超過預設數(shù)量時，就會增加原料的管道流動長度，此時就必須施加更多外力以增加管道氣壓。繼續(xù)保持壓漿操作到管道內(nèi)的漿液徹底充滿，開始向儲漿桶中流入。依舊保持循環(huán)至出漿口處流出的漿液狀態(tài)稠密后關閉回漿閥門，但進漿口繼續(xù)工作5 分鐘左右，使壓力保持在0.5MPa以上。穩(wěn)壓操作結束后還要停留10分鐘再拔除進漿口、回漿口的管道和閥門。

3.3 質(zhì)量控制

在鋼絞線穿束環(huán)節(jié)也要保證孔道內(nèi)雜物被徹底清除?？椎赖那宄ぷ饕葘⒏邏核畨喝氲焦艿赖膬?nèi)側，保持5分鐘以上的清洗時間，然后向一側塞人直徑小于管道內(nèi)徑的海綿球，通過空氣壓縮機的作用實現(xiàn)海綿球的管內(nèi)移動持續(xù)10分鐘，確保絕大多數(shù)殘留水分被清除。

假如斷然封閉了整個錨頭，將會造成泌水通道內(nèi)漿液暢通受阻，進而使?jié){液的水灰比重嚴重偏離。因此，盡量選用具備高強屬性的灌漿料，并注意只封堵錨具或鋼絞線的附近和夾片的上端，切記不要封住鋼絞線的上端以免耽誤水分及空氣成分的通出。

壓漿作業(yè)時，禁止多根管道同時操作，理論上不能超過2根管道。其主要原因為多管道操作時，管道數(shù)量將致使孔道長度間接性延長?？椎览L會直接導致預設壓力不足，壓漿時無法保證漿液飽和度達到標準要求。在特殊情況下，如若將漿液水灰比例調(diào)整至0.28以下，雖然可以進行無壓力灌漿。但該方法對水灰比的控制要求極高，如果無法保證對水灰比例得到嚴格控制，則必須采用壓力灌注法。

同時應遵循以下要求：

3.3.1 如果出現(xiàn)回漿口處漿液的狀態(tài)開始變得濃稠，通常情況下都是由于壓力不足導致的，需操作人員立即對閥門進行關閉處理，檢查設備的相關運營參數(shù)以及設備的運轉情況，在確保管內(nèi)壓力達到0.5MPa后，再行實施相應操作；

3.3.2 進行穩(wěn)壓操作過程中，氣泡以及溢出漿液會在雙向漿口的錨頭鋼絞線頂端處逐漸稀薄變少，直至漿液不再溢出。過程中如果出現(xiàn)溢出量快速大幅度降低的現(xiàn)象，應判斷為壓力過載，此時需立刻終止穩(wěn)壓與供漿，確保管內(nèi)壓力能經(jīng)由鋼，絞線頂端釋放；

3.3.3 在停止?jié){液流出供應后，切忌立即拔出進、出漿口的管道，避免壓力的大幅下降造成噴出漿液的情況。施工過程中，對于漿液的取用有明確的施工規(guī)劃，待供應量滿足需求后，應該采取緩慢的方式停止機械運轉，并且漿液的后續(xù)流出應該維持一定的時間，直到輸出漿液開始呈現(xiàn)固態(tài)后再緩緩關閉閥門，并能夠保證漿液壓力值處于穩(wěn)定狀態(tài)后撥出管道。一般來說，現(xiàn)代施工設備都安裝了數(shù)字化控制系統(tǒng)和智能化操作系統(tǒng)，具備自動泄壓功能也必須等到徹底泄壓后才能開始設置。

常規(guī)情況下，儲漿池中的漿液必須在半小時內(nèi)使用。在實際施工過程中，從質(zhì)量安全的角度出發(fā)還需要保持原材料在儲漿池內(nèi)處于低速攪拌狀態(tài)。如果儲漿池內(nèi)的漿液原料的靜置時間達到一定數(shù)值，材料的流動性就會大幅降低，此時便不宜使用。孔道在進行施工作業(yè)時，進行壓漿處理環(huán)節(jié)尤為重要。壓漿過程中無須過度考慮孔道位置，必須以由低點至高點的原則進行處理，先進行下層管道處操作，確認無誤后再進行上層管道壓漿處理。

與此同時，必須確保壓漿的連續(xù)性和均勻性操作規(guī)定。假如在孔道頂端設有排氣孔的情況下，則方便于在壓漿時觀察漿液的狀態(tài)，并調(diào)節(jié)和控制排氣孔對孔道中的空氣實現(xiàn)排出控制。壓漿操作必須按照設備組成部位順序依次進行。整個壓漿環(huán)節(jié)耗時8小時左右，并配合質(zhì)量檢測操作，確保漿液的飽滿度和緊實度在設計標準范圍內(nèi)。作為職業(yè)的施工單位，理應在壓漿環(huán)節(jié)中力求一次完成，盡可能避免返工問題的發(fā)生。除此之外，必須嚴格控制和執(zhí)行拔出壓漿操作完成2天后，再移運孔道位置。需要注意，冬季氣溫較低的情況，在壓漿環(huán)節(jié)就需關注溫度問題。

4 結束語

綜上所述，在施工過程中應用后張法來預制箱梁的操作難度極高，不單是需要進行多重工序以完成組合操作，而且其中任何一道工序在操作時出現(xiàn)失誤都極可能影響到最終竣工驗收時工程質(zhì)量問題。在針對這該類型工程實踐深入研究后發(fā)現(xiàn)，所有工序質(zhì)量的監(jiān)測在科學控制下進行時，是可以保障竣工標準達到規(guī)劃設計程度的，也就完成了對橋梁工程安全保障的承諾。