预应力波纹管压浆方案

第一节工程概况

一、基本概况

王家沟大桥位于重庆市两江大道上。

两江大道道路呈南北走向，采用城市主干道I级，设计车速60km/h，双向八车道。王家沟大桥位于两江大道K3+963.745-K4+994.745，北端与两江大道南延段相接，南段与两江大道江北段相接。桥梁全长1031米，为特大桥，桥面面积37625m2。桥面标高261.568，渝万铁路轨面标高233.950，桥面宽度41.9m。桥梁上部结构为预应力混凝土结构，桥墩为矩形实心墩和双柱式桥墩，基础为嵌岩桩基础。设计荷载等级：地震基本烈度；Ⅵ度，按Ⅶ度构造设防，结构设计安全等级：一级。

上部结构为PC变截面连续箱梁，预应力钢绞线：符合GB/T5224－2003低松驰钢绞线，标准强度Rby=1860Mpa，弹性模量Ey=195000Mpa，公称直径15.2mm，公称面积139mm2。竖向预应力钢筋采用直径32mm精轧螺纹钢筋（fpk=785Mpa）一种形式。波纹管：箱梁预应力选用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。塑料波纹管道（μ≤0.17，Κ≤0.0015），真空压浆工艺，波纹管采用直径φ90的塑料波纹管。锚具：锚具采用符合国家标准GB/T14370-2007中的Ⅰ类要求的群锚体系，并能符合真空压浆工艺要求。

二、参建单位

1.建设单位：重庆两江新区龙兴工业园建设投资有限公司；

2.设计单位：机械工业第三设计研究院；

3.监理单位：长江工程监理咨询有限公司；

4.勘察单位：重庆市勘测院；

5.施工单位：中国新兴建设开发总公司。

第二节 施工组织管理与安排

一、施工组织

成立专项领导小组，桥梁工区作业队负责具体施工，详见组织机构框图。

二、工期安排

2012年8月初至2013年8月末，具体时间跟进箱梁后张进度进行。压浆工作安排在张拉后24小时内进行。

三、施工人员安排

1、拌浆4人，操作员7人，压力表记录管测员1人，电工1人，杂工4人。

2、项目部管理人员全程跟班作业，负责检查，同时做好各方面协调工作。

四、材料与机械设备

（1）真空泵1台（含真空压力表、过滤装置），配透明软管一根（参见附图二）；

（2）压浆泵1台，配套高压橡胶管1根；

（3）砂浆搅拌机2台； 

（4）带阀门金属管若干根；

（5）20kg左右秤1台、计量水桶；

（6）循环水水桶、废液桶.

（7）52.5级普通硅酸盐水泥，砂，水（凡饮用水皆可）。用量根据施工部位张拉结构计算。

第三节 真空压浆施工方案

一、真空压浆原理

1、真空压浆原理（推拉理论）

（1）在封闭的孔道中，把浆液视为一流动的液柱，进浆端的正压力将液柱一方面源源不断的压注进入管道，给液柱施加一强大的推力；另一方面，出浆口端的真空泵给液柱施加拉力。

（2）孔道内空气稀薄，液柱在相对于空气中的表面张力及表面能减小，使浆液更容易填充预应力筋的间隙并带走残存在预应力筋间隙的水分，不易形成气泡（气泡较多也可影响过浆面积），密实填充成孔材料空间。

（3）拉力形成液柱的导向，减少了液柱在孔道内的紊流情况，也就减小了孔道的阻力。

（4）在真空作用下，液柱内的气泡和富余的水分向液柱端部移动，并在后期的补压稳压过程中排除。这种效应对于长孔道更明显。但需要说明的是，对于孔道中的较多留存水分，单靠真空泵的作用，处理效果不明显，必须靠高压风吹干净。

2、真空压浆工艺原理

真空辅助压浆技术是后张预应力压浆施工的一项新技术，它的基本原理是在孔道的一端采用真空泵对预应力管道先进行抽真空，使之产生-0.08Mpa左右的真空度，然后用压浆泵将搅拌好的水泥浆体从孔道的另一端压入直至充满整条孔道，并加以不大于0.7Mpa的正压力。工作简图如下：

阀2 Mpa

阀3 333333323Mpa

压力表Mpa

真空泵Mpa

构件Mpa

阀1 Mpa

搅拌机 Mpa

吸浆管 Mpa

灌浆泵Mpa

二、真空压浆装置布置图。

1 ——电机  2 ——过滤装置

图一  真空泵构造示意图

3 ——锚具  4 ——钢绞线  5 ——密封罩  6 ——水泥砂浆封锚  7 ——锚垫板

图二  锚头封锚示意图

安装说明：

1、管6作进浆管，假设管6为出浆管，管6用透明软管接管4，管6排出的管道残留水通向管4；

2、管2接管7，将管6的管道残留水过滤后通过管8排进水桶；

3、管1、管8接水桶，管1为进水管，管8为出水管，为电机提供降温循环水；

4、管5接废液桶。

工艺说明：

1、关闭阀5，打开阀1、阀2、阀3、阀4、阀6，开真空泵电源，则可开始抽真空；

2、当浆液通过管6经透明软管排向管4时，马上关闭阀3，打开阀5，关掉真空泵电源，判断浆液稠度；

3、当判断管5排出为浓浆后，关闭阀6，补压后关闭压浆处阀门结束压浆过程；

三、浆体的技术要求

1、浆体配合比确定 

浆体设计是压浆工艺的关键之处，合适的水泥浆应是：

（1）和易性好（泌水性小、流动性好）

（2）硬化后孔隙率低，渗透性小

（3）具有一定的膨胀性，确保孔道填充密实

（4）高的抗压强度

（5）有效的粘接强度

（6）耐久性 

为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂，并保证水泥浆在管道中的流动性，参加少量的添加剂如减水剂。为使水泥浆在凝固后密实，则掺入添加剂如膨胀剂。 

（1）改善水泥浆的性质，降低水灰比，减少孔隙、泌水，消除离析现象。 

（2）降低硬化水泥浆的孔隙率，堵塞渗水通道。 

（3）减少和补偿水泥浆在凝结硬化过程的收缩和变形，防止裂缝的产生。 

2、配合比的试拌及各项指标 

（1）水灰比：选用水泥浆，0.3～0.45。

（2）流动度：用流锥仪测定流动度，拌和好后的流动度＜30S；在管道出口处流动度＞15S；试验结果表明，配合比和水灰比不同，流动度也不同，水灰比越大，则流动度越大。

（3）泌水性：搅拌后3h后泌水率不宜大于2%，密水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。

（4）初凝时间：3～4h。

（5）体积变化率：<10％（24h）（将搅拌好的水泥浆装人玻璃量杯内，在室温下静置3h后测定）

（6）稠度：在1.725L漏斗中，水泥浆的稠度14～18S。

（7）强度：按设计要求第1~5和7联达到M50、第6联达到M55。

（8）浆液温度：5℃≤T浆液≤25℃，否则浆体容易发生离析。

3、对具体材料的要求

（1）水灰比：采用≥P.O.52.5级普通硅酸盐水泥。

（2）水：水中硫酸盐含量不能大于0.1%，氯盐含量不能大于0.5%，水中不能含有糖份或悬浮有机质。

（3）真空压浆水泥浆配合比

强度等级M50、M55砂浆水泥与水的质量比为1:0.41

四、真空压浆施工工艺

1、准备工作

（1）张拉施工完成后，要切除外露的钢绞线，注意钢绞线的外露量≤30mm，然后用水泥砂浆封锚头，再安装密封罩，最后连接真空泵和压浆泵及其它配套设备，并连接牢固、密封不漏气；

（2）在压浆施工前将锚垫板表面清理，保证平整，装上石棉密封圈，将密封罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧；

（3）清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅；

（4）确认浆体配合比，按配方秤量浆体材料；

（5）检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求；

（6）按真空辅助压浆装布置图进行各单元体的密封连接，确保密封罩、管路各接头的密封性；

（7）检查供水、供电是否齐全、方便。

2、试抽真空

启动真空泵10min试抽真空，检查水泥砂浆封锚头或密封罩是否完全密封，真空度应达到-0.08MPa左右。将压浆阀关闭，抽真空阀打开，启动真空泵抽真空，从导管中排除空气，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.08MPa左右。当孔道内的真空度保持稳定时（真空度越高越好），停泵1min，若压力降低小于-0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在压浆前进行检查及更正工作。

3、拌浆

（1）拌浆前先加水至搅拌机拌浆筒空转数分钟，使拌浆筒内壁充分湿润；

（2）将称量好的水倒入搅拌机的拌浆筒之后边搅拌边倒入水泥，在搅拌3～5min直至均匀；

（3）将外加剂倒入拌拌筒，再搅拌5～15min，测试稠度后放入储浆桶；

（4）倒入储浆桶的浆体不管是否马上泵送，都要不停地搅拌。

4、压浆

（1）启动真空泵，当真空度达到并维持在-0.06～-0.08MPa值时，启动压浆泵； 

（2）压浆泵的高压橡胶管出口打出浆体，待这些浆体浓度与储浆筒中的浓度一样时，关掉压浆泵，关闭高压橡胶管压浆阀门，将高压橡胶管的压浆管接到孔道的压浆管上，打开这两个压浆管的阀门开始压浆；

（3）观察管5的出浆情况，当浆体稠度和灌入之前稠度一样时，关闭阀6，孔道加压到0.5MPa左右，仍继续压浆2～3min，使管道内有一定的压力，完成排气泌水，使管道内浆体密实饱满，完成压浆，最后关掉压浆阀；

（4）压浆时每个工作班应留取不小于3组的7.07×7.07×7.07cm立方体试件，标准养护28天，并检查其抗压强度作为压浆质量评定的依据之一。

5、清洗

清洗压浆泵、搅拌机、阀门、过滤装置、各种管道以及粘有灰浆的工具。

注意事项

（1）锚头一定要密封好，最好在密封后24h开始压浆。

（2）压浆管应选用牢固结实的高强橡胶管，抗压能力≥1MPa，在压浆时不能破裂，连接要牢固，不得脱管。

（3）严格掌握材料配合比，否则多加的水会全部泌出，易造成管道顶端有空隙。

（4）水泥浆进入压浆机之前应通过70目的筛子。

（5）压浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30～45min时间内进行，孔道一次压浆要连续。

（6）中途换管道时间内，继续启动压浆泵，让浆体循环流动。

第四节 质量保障

一、质量保证措施

为确保压浆的安全及质量，可采取以下措施：

1、考虑浆体的稳定及对压浆的影响，可将压浆时间安排在温度较低时进行。

2、检查封锚及孔道密封工作，检查整个连通管路的气密性，合格后方能进入下一道工序。

3、为保证压浆的连续性，考虑水泥浆储备能力，

4、浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制，材料称量误差不大于2%。

5、必须严格控制用水量，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性。

6、搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法。

7、向搅拌机送入任何一种外加剂，均需在浆体搅拌一定时间后送入。

8、桥面存在纵坡，要从管道低处向高处压浆。

二、质量管理体系

第五节、安全文明施工

一、安全施工措施

1、施工人员进入现场必须戴安全帽，穿防滑鞋，高空作业必须系安全带。

2、施工现场不设置临时宿舍，民工生活用房采取现场附近租用解决，以保证施工场地整洁、有序。

3、各种机械设备的操作人员必须经过相应的安全技术操作规程培训，考试合格后，持有效证件上岗。

4、机械操作人员工作前，应对所使用的机械设备进行安全检查，严禁带病使用，严禁酒后作业。

5、机械操作人员离开机械设备，必须按规定将机械平稳停放于安全位置并把电器设备的控制箱拉闸上锁。

6、严禁在行走的机械的前后逗留，行走前应检查周围情况，确认无障碍时方能操作。

7、施工现场有条件的实施维护，非施工人员未经允许严禁进入施工现场。

8、夜间施工时应保证足够的照明。

9、现场要求整洁，材料运输畅通，材料堆放集中，场地平整，排水设施齐全。

10、开展“创文明建筑工地”活动，定期检查，发现问题及时整改。

二、文明施工和环境保护措施

（一）现场文明施工

本工程在实施中必须坚持文明施工。按照市建委颁发的渝建发[2000]39号文件（《重庆市建筑工地文明施工标准》），采取一切合理的措施，保持整个现场的整洁，保护工地及工地周围环境，避免污染、噪音对周围景观、环境产生危害和干扰。

1、项目经理对本工程的文明施工负责，由项目经理牵头成立文明施工组织管理机构，制定、完善文明施工制度，并严格实行奖惩制度。

2、施工准备阶段，应办理完善开工手续、施工手续、办理劳务人员暂住证，确保本工程项目符合国家和重庆市相关法规的开工要求。

3、进入施工现场的所有人员要佩戴标明其姓名、职务（工种）的胸卡，戴好安全帽。有关管理人员和特种操作人员要按规定持证上岗。现场指挥、质量、安全等检查监督人员佩戴明显袖章和标志。危险施工区域派人佩章值班。

4、现场要求整洁，材料运输畅通，砂石材料堆放集中，场地平整，排水设施齐全。

5、现场材料、构件、料具、废料及建筑垃圾等按平面布置定点分区分类堆放，成线成块成堆，材料标识牌应醒目、规范、完整，堆放整齐。易燃易爆物品应分类妥善存放。

6、施工机械设备整洁，定期保养，安全保护装置齐全可靠，并按规定设置，有岗位职责挂牌和安全操作规程标牌，用电符合相关要求。

7、施工不得危及周边建筑物、构筑物和电力、通信等城镇基础设施安全。

8、加强对全体施工人员进行文明施工教育，开展“创文明建筑工地”活动，定期检查，发现问题及时整改。

（二）现场环境保护

1、严格执行国家、地区有关环保的法律、法规和规章制度。

2、实行环保责任制，项目经理是环保工作的第一责任人，各工段、工序设环保负责人。

3、工地出入口必须设置车辆冲洗设施及沉砂井、排水沟，集中清淤，无积水，污水不得外溢场内、场外。

4、施工期间保持工地清洁，经常洒水以控制扬尘。

5、注意保护工程范围以外的土地植被，采取有效措施预防和消除因施工造成的环境污染。

6、及时处理施工及生活中产生的废弃物，运至指定地点弃置，应注意避免造成环境污染。

7、不乱排放施工废水、污水，施工及生活中产生的污水或废水，均按要求进行处理后再排放。出渣车辆按规定办理准运证，按规定线路运输到制定渣场弃放。

8、严禁排放有毒烟尘气体，不得从建筑物高处向下流放污水、倾倒垃圾。

9、施工现场运送各种材料、预拌混凝土、垃圾、渣土等应有覆盖和防护措施，保证行驶途中不污染道路和环境，不影响城镇容貌和卫生。

三、安全文明施工保障体系