红水河大桥桥型结构为75+125+75m后张预应力连续刚构，箱梁高度由6.8m~2.5m变化，设纵、横、竖、三向预应力，孔道众多。大桥的孔道压浆施工工艺原设计为普通压力压浆，按设计施工完成了箱梁0#块、1#块后，孔道压浆采用了后张预应力混凝土结构施工中的新技术——真空压浆，下面谈谈真空压浆的施工工艺及其在红水河大桥中的应用情况。
1、        真空压浆的基本原理和技术优点
普通压力压浆一般是在孔道的压浆端对水泥浆施加0.5~0.7Mpa的压力，缓慢均匀地向孔道内压入浆体，直至浆体在孔道高点处的排气孔流出；而作为孔道压浆施工的一项新技术，真空压浆的基本原理是：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.1Mpa左右的真空度，然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端压入，直至充满整条孔道，并加以≤0.7Mpa左右的正压力，以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度。跟普通压力压浆相比，真空压浆具有以下技术优点：
（1）        在真空的状态下，孔道内的空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少了浆体孔隙、泌水现象。
（2）        压浆过程中孔道具有良好的密封性，使浆体保压及充满整条孔道得到保证。
（3）        工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使压浆的饱满性及强度得到保证。
（4）        真空压浆过程是一个连续且迅速的过程，缩短了压浆时间。
2、        真空压浆的技术指标
对后张预应力孔道采用真空压浆施工工艺，须从孔道成型、水泥浆配制等方面进行施工前期控制，其技术要求有以下几点。
（1）        真空压浆过程中，孔道始终处于真空状态，故孔道及两端必须密封，因此预应力孔道应采用密封性好、不怕踩压、不生锈、不易被振捣棒凿破的塑料波纹管成型；在预应力张拉施工完成后，必须切除外露钢绞线（钢绞线外露量≤30mm），进行封锚，封锚时，要将外露钢绞线、锚垫板、夹片等全部包裹，使覆盖层厚度>15mm，同时注意清理压浆孔，安装、引出压浆管和排气管，压浆应在封锚后24~48小时内进行。
（2）        真空泵的压力表须预先标定，抽真空时，真空度（负压）控制在-0.06Mpa~-0.1Mpa之间。
（3）        压浆前须在实验室进行水泥浆配合比试验，水泥浆的水灰比控制在0.30~0.40之间（普通压力压浆一般为0.40~0.45），浆体的稠度控制在30~50s（普通压力压浆一般为14~18s），做泌水性实验，浆体的泌水性<2%。
（4）        要求水泥浆的初凝时间为6~8小时，浆体7天龄期强度至少≥40Mpa。
3、        真空压浆的施工工艺。
3.1真空压浆的施工设备
除了须备有普通压力压浆所需要的搅浆机、储浆斗、压浆泵及附属配件外，采用真空压浆工艺还须配备一台抽真空用的真空泵及附件，真空压浆施工的设备连接顺序如下图：

        

        
        


3.2 真空压浆的施工步骤
真空压浆施工可按以下步骤进行：
（1）        张拉施工完成后，切除外露的钢绞线，在压浆前24~48小时内进行封锚，封锚时注意安装、引出压浆管和排气管。
（2）        检查搅浆机、压浆泵、真空泵及附属配件的性能，确定要压浆的孔道的抽真空端和压浆端，把真空压浆的施工设备按顺序连接。
（3）        按经过试验室试验确定的水灰比开始搅拌水泥浆，现场测定水泥浆的稠度、泌水性，看是否达到技术指标要求，否则要重拌水泥浆，直至符合要求为止。
（4）        关闭阀门3，打开阀门2、阀门4，启动真空泵开始抽真空，使真空度达到-0.06Mpa~-0.1Mpa并保持稳定。
（5）        真空度稳定在-0.06Mpa~0.1Mpa之间约5分钟后（真空度稳压时间可根据孔道长短而定），打开阀门1，启动压浆泵，开始压浆。压浆泵的压力维持在0.5~0.7Mpa内，压浆过程中，真空泵要保持连续工作。
（6）        待抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时，打开阀门3，同时关闭阀门4，让水泥浆从阀门3处流出，当流出的水泥浆稠度与压入孔道内的浆体相当时，关闭阀门2，随后关闭真空泵。
（7）        压浆泵继续工作，在压力0.5~0.7Mpa下，持压1~2分钟后，将从锚板内引出的孔道排气管折起。
（8）        关闭压浆泵，关闭阀门1，折起从锚板内引出的孔道压浆管，完成压浆。
（9）        完成当日压浆后，拆卸外接管路及附件，将所有沾有水泥浆的设备及附件清洗干净。
4、        真空压浆在红水河大桥的应用情况
红水河大桥的预应力系统为纵、横、竖三向预应力，ф100纵向孔道单根长15m~123m，横向孔道长11.3m，ф50竖向孔道长2.2~6.5m，在采用真空压浆之前，已完成0#块、1#块内4根纵向孔道及其内横向、竖向孔道的压浆施工，其余梁段孔道压浆均采用真空压浆工艺施工，采用真空压浆工艺后，优化了水泥浆的配比，保证了压浆的饱满度，并大大缩短了压浆时间。红水河大桥的孔道压浆质量控制是比较理想的。
红水河大桥孔道压浆的水泥浆设计标号为M45，采用华宏42.5普通硅酸盐水泥，外加剂采用珠海红墙牌复合膨胀剂，在试验室进行试配。
0#块、1#块采用普通压力压浆施工工艺，水泥浆的试验室配合比报告如下表：
序号        单位用水量W（kg/m3）        单位水泥用量C（Kg/m3）        设计配合比容重(kg/m3)        配合比（重量比）        稠度        强度（Mpa）
                                水泥：水：膨胀剂                7d        28d
1        526        1315        1940        1:0.4:0.075        18        47.0        63.0
2        535        1305        1940        1:0.41:0.075        17        45.6        57.0
3        544        1295        1940        1:0.42:0.075        16        42.4        55.0
经比较，选择1#配合比指导施工。
采用真空压浆施工工艺的其它梁段，水泥浆的试验室配合比报告为：


         序号        单位用水量W（kg/m3）        单位水泥用量C（Kg/m3）        设计配合比容重(kg/m3)        配合比（重量比）        稠度        强度（Mpa）
                                水泥：水：膨胀剂                7d        28d
1        470        1423        2000        1:0.33:0.075        50        64.2        75.4
2        481        1413        2000        1:0.34:0.075        37        60.3        73.5
3        491        1404        2000        1:0.35:0.075        22        56.4        70.4
经比较，选择2#配合比指导施工。
从两种不同施工工艺所选择的施工配合比可以看出，采用真空压浆工艺，压入孔道内的水泥浆得到了优化：指导施工的水泥浆的水灰比由普通压浆的0.40降低至0.34，流动性由18s减缓至37s，浆体流动性减缓即意味着浆体收缩率的减小，使压浆后的孔道更饱满密实。
在施工中，在孔道的一端抽真空使之产生负压，在压浆端施加正压力，压浆过程连续且迅速，压浆时间大大缩短，孔道越长，真空压浆在缩短压浆时间上就越明显。
以红水河大桥的纵向孔道（孔道直径φ=100mm）为例，箱梁1#块纵向T1号孔道单根长为15m，采用普通压力压浆，水泥浆水灰比为0.40，稠度为17s，从开始压浆至压浆饱满，用时约8min；箱梁14#块T14号孔道单根长为107m，采用真空压浆工艺，水泥浆水灰比为0.34，稠度为35s ，从开始压浆至压浆饱满，用时约23min ，真空压浆工艺在缩短压浆时间上是显著的。
5、        用真空压浆工艺 应注意的问题
  为控制孔道压浆的质量，结合施工中出现的情况，在真空压浆施工中应注意以下问题：
（1）        压浆前孔道两端的封锚要符合密封要求，使孔道在压浆时的真空度得到保证，注意压浆管和排气管的安装引出。
（2）        若压浆孔道为曲线，应在波纹管每个波峰的最高点靠同一端设立泌水管，泌水管为钢管，高出混凝土200mm。
（3）        输浆管应选用高强橡胶管，橡胶管的抗压能力≥1Mpa，带压压浆时不易破裂，连接要牢固，不得脱落。
（4）        搅拌后的水泥浆进入储浆斗之前应通过1.2mm筛网进行过滤，水泥浆在压入孔道前必须做稠度、泌水性实验，符合技术指标要求后方可进行压浆。
（5）        抽真空用的真空泵为水循环式SZ-2型真空泵，启动真空泵前，检查进水管是否连接好，应注意进水阀门是否打开（否则容易把泵烧坏），真空泵启动时应注意泵是否正转。
（6）        压浆工作宜在灰浆流动性下降前进行（约30~45分钟内），单根孔道压浆要连续，直至完成。
（7）        真空泵应有专人操作，压浆过程中要注意抽真空用管中阀门2、阀门3、阀门4的启、闭；单根孔道压浆完成后，应先清洗空气滤清器及抽真空用管，再进行下步操作；清洗空气滤清器及管道时可在进、出水管连接正常下使真空泵反转，直至清洗干净为止。
6、        结束语
作为后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，真空压浆也存在其不足之处：真空压浆的施工设备须增加一台真空泵及其附属配件；在技术上要求孔道密封而要求孔道成型采用塑料波纹管（塑料波纹管每延米采购价约为铁皮波纹管的3倍），增加了资金投入，真空压浆工艺在施工操作程序上略显繁琐；此外，真空压浆施工在对长度短、孔道直径小（如箱梁横向、竖向孔道）的预应力孔道浆时反而比普通压力压浆耗时。
但真空压浆工艺在孔道压浆的施工质量控制上是比较理想的，在红水河大桥采用真空压浆工艺施工后，预应力孔道中没有出现过管道堵塞、压浆不饱满的情况，真空压浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。

参考文献：柳州海姆建筑机械有限公司《真空灌浆技术及应用》