公路工程中真空灌浆施工的应用探析

刘晖 张涛

摘要：真空灌浆技术在现代化公路施工中的作用日益突出，文章首先简单介绍了真空灌浆，然后结合实例从准备、水泥浆搅拌以及施工三个方面对其应用进行了分析，并提出了一些加强施工质量的措施。

关键词：真空灌浆；公路施工；真空泵

中图分类号：U495文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）17-0167-01

公路建设直接关系着交通状况，对国民经济发展有着重要影响。灌浆技术有利于提高地层的抗渗性及承载力，在公路施工中的作用不容小觑。随着对公路工程质量要求的提高，加上地质越来越复杂，加大了施工难度，对灌浆技术也要求更为严格。传统的灌浆技术在实际中存在有一定的缺陷，在长期实践探索中，灌浆技术不断更新改进，形成了一种新技术，即真空灌浆。真空灌浆在加固地基处理、提高孔道密实度等方面颇具优势，在当前的公路工程建设中应用的越来越广泛，值得推广。

1灌浆法与真空灌浆

在公路建设的前提工作中，原地基的稳定性或强度可能不符要求，此时需对其进行加固处理，提高其强度和稳定性。灌浆法借助各种灌浆设备将提前配置好的浆液灌入到原地层，使其土层结构发生改变，密实度得到加强，从而达到预期目的。在此过程中，灌注浆液能否均匀填充各个预应力钻孔，显得极其关键；否则，浆体和原结构就不能完全结合，产生一定的缝隙，进而引发渗水，对钢丝形成锈蚀。

灌浆法有很多种类，为满足越来越高的要求，真空灌浆技术被研发出来，并得到了广泛应用。所谓真空灌浆，是指利用真空泵将孔道一端抽真空，当真空度约为-0.1 MPa时，在孔道另一端灌入提前配置好的特种水泥，使其充满整个孔道；然后施加低于0.7 MPa的正压力，确保灌浆液体能够完全渗透到孔道每一部分，从而提高混凝土结构的耐久性和安全度。该技术使得孔道处于真空状态，密实度高，可有效避免气泡、渗水等现象；真空状态有利于浆体的均匀分布，且采使用的优化后的浆体，可减少裂缝发生率；真空灌浆较为迅速，节约了灌浆时间。

2实例分析

2013年8月，某建设单位拟建一条长14 km的公路，以缓解交通紧张。路面宽30 m，采用（2.5 m+12.5 m+2.5 m+12.5 m）的双行道模式。建设途中有一段软土地基，承载力十分弱，亟需加固处理。在对比多套方案后，决定采用真空灌浆技术。

3真空灌浆施工技术在公路工程中的实际应用

3.1准备工作

3.1.1材料的准备

与普通灌浆法一样，材料的优劣是影响施工质量的基础。结合工程要求，精心选择，确保材料性能良好、质量合格。合理设计浆体的调配比例，准备适量的材料，包括减水溶剂等附加剂。真空灌浆与其他灌浆方法使用的浆体有区别，对公路基层的强度更加有利。在实际施工中，通常需要先排除孔道的空气，然后灌入浆体，以提高其和易性，降低孔隙率。

3.1.2辅助设备

真空灌浆施工涉及诸多方面，除了材料，还包括各种机械设备，确保其能够安全稳定地运行，且规格和种类与要求相符。电力设备同样是不可少的部分，施工前对水电系统全面检查，需确保其能够顺利开展作业。如有问题，应立即修复，为安全施工提供保障。

3.1.3压浆准备

按照正确顺序完成各部件的连接组装，关闭灌浆阀和排气阀后，开启真空机，全面检查真空压力表，若管内真空度达到施工要求，表明正常。然后将真空泵停止1 min左右，观察真空压力表，若其值没有变化，则可以停止抽真空工作。

3.2水泥浆的搅拌

3.2.1 搅拌机的处理

该环节较为关键，因为只有泥浆质量得到保障，才能顺利开展灌浆作业，所以应合理控制其拌制程序。首先要进行泥浆搅拌，必须确保搅拌机的正常运行。先添加一定的水对搅拌机进行湿润处理。搅拌机空转正常，内壁充分湿润后，将其中的积水完全清理，准备下一步工作。

3.2.2投料

材料主要包括水泥、水、粉煤灰等，投料顺序、一次投料量都应有合理的控制。按照设计好的比例，依次将各种材料投入，搅拌过程中对用水量进行严格控制，以维护泥浆质量。若用水量太大，为防出现空隙，需及時将多余的水泌处。搅拌2 min后，适量掺加减水剂，再次搅拌约3 min，便可出料。

3.2.3泵送

搅拌工作结束后便需准备泵送。而在出料时，搅拌机不可停止，应保持匀速运转状态。直至水泥浆全部卸除，方可停止搅拌机运行。水泥浆完全用完之前，不可将原材料再次投入搅拌机。另外，禁止进料、出料同时进行的现象发生。

3.3灌浆施工

搅拌结束后，将优化的水泥浆灌入灌浆泵，灌浆泵的高压橡胶管可利用自身产生的高压将浆体打出；若水泥浆实际浓度与灌浆泵中一致，可将灌浆泵关掉，将高压橡胶管与孔道灌浆管扎牢；而后开启真空泵，开始抽真空，当管道内的负压值满足要求后（此工程为-0.09 MPa~-0.06 MPa），可将真空泵关闭，开始灌浆。开启灌浆阀，浆体经过空气过滤器后时，可关掉真空泵和抽汽阀。在浆体浓度与灌入浆体相同时，关掉排气阀，同时持续灌浆3~5 min，而后将灌浆阀关掉，至此真空灌浆完成。

4如何加强真空灌浆技术的施工质量

4.1材料设备控制

灌浆材料和施工设备是整个工程的物质基础支撑，其质量在达到规定标准的前提下还应与工程要求相符。如水泥浆，作为灌浆的主要混合物，其流动性、水灰比、和易性等参数都应有严格的检测，若不合格，不得投入使用，否则必将影响到施工效果。为提高水泥浆的性能，施工人员在其中掺加了适量的添加剂，主要是减水剂。添加剂通常应具有微膨胀、缓凝等特点，而且需确保添加剂对水泥无损。设备包括真空泵、气密阀、压力表、输浆管等，尤其是真空泵，必须能够持续稳定的工作。

4.2施工过程的控制

真空施工前，需要对应力管道进行清洗，并采用高压风将其吹干，然后再对其临时密封，以避免再次污染。可采用水泥砂浆进行封锚，并在24 h后进行灌浆；灌浆前保证各项装备及管道处于紧密连接的状态。水泥浆搅拌时应连续进行，以保证进入管道的水泥浆的均匀性和流动性，尽量避免因泥浆淤积而影响灌浆作业的顺利进行。如果泥浆没能及时使用，而导致泥浆的流动性降低，则应及时采取有效措施加以解决，但要严禁以加水的方式提高泥浆的流动性。

4.3预应力管道及波纹管的控制

预应力管道的作用不容忽视，应保证其处于封闭的的范围内，孔道内存在的真空度能够与设计需求相符合。若施工中波纹管出现损裂，应及时修补，以保证其密封性。为不影响浆液的均匀分布，尽量选择聚乙烯材料的波纹管。因其摩阻系数较小，且具备较高的密封性和耐腐蚀性。

5结语

经济的进步带动了公路建设事业的发展，随着规模的扩大，公路建设工艺愈发复杂。在其基础加固处理中，灌浆技术发挥着重要作用。真空灌浆具有诸多优势，在当前受到高度重视，应用也越来越广泛，值得推广使用。在实际应用中，应严格按照规定要求进行每一步操作。

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