專利名稱：一種循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法及循環(huán)壓漿系統(tǒng)的制作方法
一種循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法及循環(huán)壓漿系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及到橋梁等建筑施工領(lǐng)域，特指一種預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法及壓漿系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
后張法預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工是預(yù)應(yīng)力橋梁施工的關(guān)鍵工序，關(guān)乎橋梁結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性，大量預(yù)應(yīng)力橋梁垮塌事故的發(fā)生往往與壓漿不密實、鋼絞線提前銹蝕有關(guān)。預(yù)應(yīng)力管道壓漿不密實，一方面使得管道內(nèi)的鋼絞線未被水泥漿包裹，容易提前銹蝕；另一方面使得預(yù)應(yīng)力鋼絞線不能與混凝土結(jié)構(gòu)形成整體受力，降低了結(jié)構(gòu)的承載能力，縮短了橋梁的使用壽命。
目前，傳統(tǒng)的壓漿方式主要有兩種一種是普通壓漿，另一種是真空輔助壓漿。
普通壓漿采用單缸活塞泵將漿液由進(jìn)漿口壓入，出漿口流出濃漿即可，其主要存在以下不足之處A、不能排盡孔道內(nèi)空氣。普通壓漿方式從管道進(jìn)出壓入、出口流出，漿液一次流經(jīng)管道即完成壓漿，對管道內(nèi)的漿液流量、壓力未做任何控制，對管道內(nèi)空氣不能有效的排除，導(dǎo)致壓漿完成以后管道內(nèi)存在氣倉，形成空洞。
B、水膠比不能準(zhǔn)確控制。水膠比是漿液主要性能參數(shù)，傳統(tǒng)壓漿(包括普通壓漿與真空輔助壓漿)對水膠比未做嚴(yán)格控制，現(xiàn)場往往通過增加用水量來提高流動性能，最終導(dǎo)致泌水率過大，在管道內(nèi)形成空隙并泌出自由水，加速了鋼絞線銹蝕。
C、普通壓漿壓力不可控。壓力控制是壓漿密實的關(guān)鍵因素，普通壓漿采用活塞單缸泵進(jìn)行泄壓式加壓，不能通過調(diào)節(jié)漿液的流量來控制灌漿壓力，而壓力不足直接導(dǎo)致管道內(nèi)漿液無法壓滿。
真空輔助壓漿與普通壓漿相比在出漿口增加了真空泵抽取真空，使得管道內(nèi)達(dá)到一定的負(fù)壓，以解決普通壓漿空氣不能排盡的問題，但是此工藝主要存在以下3個方面的問題A.封錨不嚴(yán)實導(dǎo)致采用真空機(jī)進(jìn)行抽真空時有空氣泄漏入管道，難以達(dá)到-0. 06 -0. IOMPa真空度要求；B.當(dāng)管道的兩端高差較大時，真空壓漿的效果甚至要差于普通壓漿工藝的效果，即孔道的最高點的頂部可能會出現(xiàn)空洞；C.在孔道有傾角時，在傾角處漿液會產(chǎn)生先流現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、操作簡便、便于實時控制、能夠提高壓漿質(zhì)量的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法及循環(huán)壓漿系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，通過管路將待壓漿的預(yù)應(yīng)力管道與制漿部件串聯(lián)成一循環(huán)壓漿回路，使從制漿部件泵出的漿液在管路和預(yù)應(yīng)力管道中循環(huán)流動，直到壓漿完畢。
作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn) 所述壓漿方法的步驟為(1)封閉預(yù)應(yīng)力管道，留出用來灌漿和返漿的進(jìn)漿咀和出漿咀；(2)構(gòu)建循環(huán)壓漿回路用管路依次將制漿部件、泵送部件、進(jìn)漿測控部件、預(yù)應(yīng)力管道、返漿測控部件串聯(lián)成循環(huán)壓漿回路；(3)啟動并循環(huán)壓漿制漿部件將制作好的漿液送出，經(jīng)泵送部件、進(jìn)漿測控部件后從進(jìn)漿咀流入預(yù)應(yīng)力管道；然后經(jīng)過出漿咀、返漿測控部件后返回制漿部件；(4)完成壓漿持續(xù)步驟(3)—段時間后，使出漿咀與制漿部件之間的管路截止，進(jìn)漿咀與制漿部件之間管路中的漿液換向留回制漿部件，完成壓漿作業(yè)。
所述步驟(3)的循環(huán)壓漿過程中，先在循環(huán)過程中通過進(jìn)漿測控部件和返漿測控部件的測試得到預(yù)應(yīng)力管道兩端壓力損失值ΔΡ，確定并預(yù)先設(shè)定進(jìn)漿壓力的目標(biāo)值P，當(dāng)進(jìn)漿咀處的進(jìn)漿壓力達(dá)到目標(biāo)值P后，進(jìn)入步驟(4)的操作。
所述步驟(3 )中，制漿部件在制漿過程中，對拌制漿液的水膠比進(jìn)行檢測，滿足要求后才開始通過泵送部件送出，否則就調(diào)整原材料用量，重新攪拌。
所述水膠比的要求為0.沈 0.觀。
所述步驟(3)中，在循環(huán)壓漿過程中，實時監(jiān)控循環(huán)壓漿回路中漿液的流量、壓力和水膠比，一旦不符合預(yù)設(shè)的流量、壓力和水膠比的波動范圍，則實時調(diào)節(jié)流量和壓力或者調(diào)整原材料用量，重新進(jìn)行漿液攪拌。
所述壓力的波動范圍為士0. 05MPa/min，所述流量的波動范圍為士 1. OL/min，所述水膠比的波動范圍為士0. 02/min。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種循環(huán)壓漿系統(tǒng)，包括控制部件以及通過管路依次相連并構(gòu)成循環(huán)壓漿回路的制漿部件、泵送部件和預(yù)應(yīng)力管道，所述泵送部件與預(yù)應(yīng)力管道的進(jìn)漿咀之間的管路上設(shè)有進(jìn)漿測控部件，所述預(yù)應(yīng)力管道的出漿咀與制漿部件之間的管路上設(shè)有返漿測控部件，所述返漿測控部件、進(jìn)漿測控部件、制漿部件和泵送部件均與控制部件相連。
作為本發(fā)明壓漿系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)所述進(jìn)漿測控部件包括進(jìn)漿壓力檢測單元和換向閥，所述返漿測控部件包括出漿壓力檢測單元、壓力調(diào)節(jié)閥和截止閥。
所述循環(huán)壓漿回路的管路上設(shè)有漿液流量檢測部件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1、本發(fā)明采用循環(huán)壓漿的方式，利用壓漿的持續(xù)性和充分流動性，最大可能的排出管道內(nèi)殘留空氣，進(jìn)而提高壓漿質(zhì)量；本發(fā)明還可以進(jìn)一步通過漿液在管道內(nèi)持續(xù)循環(huán)和控制流量大小以做到完全排除管道內(nèi)空氣和其它顆粒類雜質(zhì)。
2、本發(fā)明在壓漿過程中對壓力、流量、水膠比進(jìn)行測控，實施“三參數(shù)”測控法，最大可能的保證壓漿完整過程的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)一步提高壓漿質(zhì)量；并可通過計算機(jī)控制進(jìn)漿、返漿測控儀動作及記錄壓漿全過程技術(shù)信息。
3、本發(fā)明的循環(huán)壓漿系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、操作簡便、能夠?qū)簼{作業(yè)的全程進(jìn)行實時測控并記錄，進(jìn)而保證壓漿質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明壓漿施工方法的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明循環(huán)壓漿系統(tǒng)的框架原理示意圖。
圖3是采用現(xiàn)有技術(shù)方法壓漿后的管道切片效果圖。
圖4是采用本發(fā)明方法壓漿后的管道切片效果圖。
圖例說明1、制漿部件；2、預(yù)應(yīng)力管道；3、泵送部件；4、進(jìn)漿測控部件；5、返漿測控部件；6、水膠比檢測部件；7、漿液；8、鋼絞線；9、空洞；10、梁體；11、進(jìn)漿咀；12、出漿咀；13、流量檢測部件；14、控制部件。
具體實施方式
以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，是通過管路將待壓漿的預(yù)應(yīng)力管道2 與制漿部件ι串聯(lián)成一循環(huán)壓漿回路，使從制漿部件1泵出的漿液7在管路和預(yù)應(yīng)力管道 2中循環(huán)流動，直到壓漿完畢。管道內(nèi)殘留空氣是管道壓漿不密實的根本因素之一，本發(fā)明通過循環(huán)壓漿的方式，利用壓漿的持續(xù)性和充分流動性，最大可能的排出管道內(nèi)殘留空氣， 進(jìn)而提高壓漿質(zhì)量；還可以進(jìn)一步通過漿液7在管道內(nèi)持續(xù)循環(huán)和控制流量大小以做到完全排除管道內(nèi)空氣和其它顆粒類雜質(zhì)。
如圖1所示，以梁體10為例，在本實施例中，該壓漿施工方法的步驟為(1)封閉預(yù)應(yīng)力管道2，采用封錨膠及快硬水泥將預(yù)應(yīng)力管道2的端部封閉，僅留出用來灌漿和返漿的進(jìn)漿咀11和出漿咀12，錨頭能夠保證在加壓時不破裂，以保證壓漿質(zhì)量。
(2)構(gòu)建循環(huán)壓漿回路用管路依次將制漿部件1、泵送部件3、進(jìn)漿測控部件4、預(yù)應(yīng)力管道2、返漿測控部件5串聯(lián)成循環(huán)壓漿回路。
(3)啟動并循環(huán)壓漿制漿部件1將制作好的漿液7送出，經(jīng)泵送部件3、進(jìn)漿測控部件4后從進(jìn)漿咀11流入預(yù)應(yīng)力管道2 ；然后經(jīng)過出漿咀12、返漿測控部件5后返回制漿部件1。
(4)完成壓漿持續(xù)步驟(3)—段時間后，使出漿咀12與制漿部件1之間的管路截止，進(jìn)漿咀11與制漿部件1之間管路中的漿液7換向留回制漿部件1，完成壓漿作業(yè)。清洗機(jī)具，待水泥漿初凝(初凝時間為45min左右)后拆下進(jìn)漿咀11和出漿咀12。
本實施例的步驟(3)的循環(huán)壓漿過程中，先在循環(huán)過程中通過進(jìn)漿測控部件4和返漿測控部件5的測試得到的預(yù)應(yīng)力管道2兩端壓力損失值△ P，確定并預(yù)先設(shè)定進(jìn)漿壓力的目標(biāo)值P，通過設(shè)置的控制部件14發(fā)出電訊號至返漿測控部件5控制自動調(diào)壓閥進(jìn)行壓力調(diào)整；當(dāng)進(jìn)漿咀11處的進(jìn)漿壓力達(dá)到目標(biāo)值P后，進(jìn)入步驟(4)的操作。
本實施例的步驟(3)中，制漿部件1在制漿過程中，可以通過設(shè)置的水膠比檢測部件6對拌制漿液7的水膠比進(jìn)行檢測，滿足要求后才開始通過泵送部件3送出，否則就調(diào)整原材料用量，重新攪拌。本實施例中，水膠比的要求為0. 26 0. 28。
本實施例的步驟(3)中，在循環(huán)壓漿過程中，實時監(jiān)控循環(huán)壓漿回路中漿液7的流量、壓力和水膠比，一旦不符合預(yù)設(shè)的流量、壓力和水膠比的波動范圍，則實時調(diào)節(jié)流量和壓力或者調(diào)整原材料用量，重新進(jìn)行漿液7攪拌。
通過設(shè)置漿液的流量檢測部件13，可以實時監(jiān)測漿液7循環(huán)過程中在預(yù)應(yīng)力管道 2兩端的實際流量，同時根據(jù)監(jiān)測到的流量差(管路暢通，預(yù)應(yīng)力管道2兩端的流量數(shù)據(jù)應(yīng)接近相等)與穩(wěn)定性判斷管道內(nèi)空氣是否排盡或是否有異物堵塞。若出現(xiàn)流量不穩(wěn)或兩端流量差過大的情況則可通過加大流量沖管(灰漿泵流量可調(diào))，可有效的排除管道內(nèi)的空氣與雜質(zhì)。
通過進(jìn)漿測控部件4和返漿測控部件5可以對進(jìn)漿咀11、出漿咀12的壓力進(jìn)行實時測量，進(jìn)而對管道中的壓力損失進(jìn)行測試，并根據(jù)實測壓力值適時調(diào)整進(jìn)漿咀11處的壓力，保證壓力達(dá)到規(guī)范要求。
通過在循環(huán)管路上設(shè)置實時水膠比檢測部件6，能夠?qū)崟r監(jiān)測漿液7的水膠比，判斷其是否符合規(guī)程要求并在不符合時提出警示。
本實施例中，設(shè)定壓力的波動范圍為士0.05MPa/min，設(shè)定流量的波動范圍為士 1. OL/min，設(shè)定水膠比的波動范圍為士0. 02/min。
參見圖3和圖4為通過采用傳統(tǒng)壓漿方法和本發(fā)明壓漿方法進(jìn)行工程實體梁的壓漿作業(yè)后對出漿口錨頭位置進(jìn)行切片的示意圖，通過比較可以證明，采用本發(fā)明的方法， 在壓漿錨頭處這一最不易壓漿密實的位置，能夠使?jié){液7填滿整個空間，保證壓漿密實、無空隙；而采用傳統(tǒng)壓漿方法的錨頭處卻存在較大空洞9，管道內(nèi)鋼絞線8未完全被漿液7包裹。
如圖2所示，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種循環(huán)壓漿系統(tǒng)，該循環(huán)壓漿系統(tǒng)用來執(zhí)行上述的壓漿施工方法，它包括控制部件14以及通過管路依次相連并構(gòu)成循環(huán)壓漿回路的制漿部件1、泵送部件3和預(yù)應(yīng)力管道2，泵送部件3與預(yù)應(yīng)力管道2的進(jìn)漿咀11之間的管路上設(shè)有進(jìn)漿測控部件4，預(yù)應(yīng)力管道2的出漿咀12與制漿部件1之間的管路上設(shè)有返漿測控部件5，返漿測控部件5、進(jìn)漿測控部件4、制漿部件1和泵送部件3均與控制部件14相連。利用控制部件14與各執(zhí)行部件的配合，能夠根據(jù)不同類型、長度、形狀的管道自動調(diào)整進(jìn)漿壓力與流量，以保證在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓力下完成壓漿。整個壓漿控制過程可以通過控制組件實現(xiàn)一鍵完成壓漿，作為控制組件的計算機(jī)能夠記錄全過程壓漿技術(shù)信息并進(jìn)行儲存，方便了質(zhì)量管理并可進(jìn)行質(zhì)量追溯。
本實施例中，進(jìn)漿測控部件4包括進(jìn)漿壓力檢測單元和換向閥，返漿測控部件5包括出漿壓力檢測單元、壓力調(diào)節(jié)閥和截止閥。循環(huán)壓漿回路的管路上設(shè)有流量檢測部件13， 流量檢測部件13也可以直接集成于進(jìn)漿測控部件4和返漿測控部件5中。泵送部件3可以采用三缸活塞泵?？刂撇考?4采用計算機(jī)，且通過無線方式與各個執(zhí)行部件相連。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例， 凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于通過管路將待壓漿的預(yù)應(yīng)力管道與制漿部件串聯(lián)成一循環(huán)壓漿回路，使從制漿部件泵出的漿液在管路和預(yù)應(yīng)力管道中循環(huán)流動，直到壓漿完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于，步驟為(1)封閉預(yù)應(yīng)力管道，留出用來灌漿和返漿的進(jìn)漿咀和出漿咀；(2)構(gòu)建循環(huán)壓漿回路用管路依次將制漿部件、泵送部件、進(jìn)漿測控部件、預(yù)應(yīng)力管道、返漿測控部件串聯(lián)成循環(huán)壓漿回路；(3)啟動并循環(huán)壓漿制漿部件將制作好的漿液送出，經(jīng)泵送部件、進(jìn)漿測控部件后從進(jìn)漿咀流入預(yù)應(yīng)力管道；然后經(jīng)過出漿咀、返漿測控部件后返回制漿部件；(4)完成壓漿持續(xù)步驟(3)—段時間后，使出漿咀與制漿部件之間的管路截止，進(jìn)漿咀與制漿部件之間管路中的漿液換向留回制漿部件，完成壓漿作業(yè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于所述步驟(3) 的循環(huán)壓漿過程中，先在循環(huán)過程中通過進(jìn)漿測控部件和返漿測控部件的測試得到預(yù)應(yīng)力管道兩端壓力損失值Δ P，確定并預(yù)先設(shè)定進(jìn)漿壓力的目標(biāo)值P，當(dāng)進(jìn)漿咀處的進(jìn)漿壓力達(dá)到目標(biāo)值P后，進(jìn)入步驟(4 )的操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于所述步驟(3)中，制漿部件在制漿過程中，對拌制漿液的水膠比進(jìn)行檢測，滿足要求后才開始通過泵送部件送出，否則就調(diào)整原材料用量，重新攪拌。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于所述水膠比的要求為0. 26 0. 28。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于所述步驟(3)中，在循環(huán)壓漿過程中，實時監(jiān)控循環(huán)壓漿回路中漿液的流量、壓力和水膠比，一旦不符合預(yù)設(shè)的流量、壓力和水膠比的波動范圍，則實時調(diào)節(jié)流量和壓力或者調(diào)整原材料用量， 重新進(jìn)行漿液攪拌。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法，其特征在于所述壓力的波動范圍為士0. 05MPa/min，所述流量的波動范圍為士 1. OL/min，所述水膠比的波動范圍為 士0.02/min。
8.一種循環(huán)壓漿系統(tǒng)，其特征在于包括控制部件以及通過管路依次相連并構(gòu)成循環(huán)壓漿回路的制漿部件、泵送部件和預(yù)應(yīng)力管道，所述泵送部件與預(yù)應(yīng)力管道的進(jìn)漿咀之間的管路上設(shè)有進(jìn)漿測控部件，所述預(yù)應(yīng)力管道的出漿咀與制漿部件之間的管路上設(shè)有返漿測控部件，所述返漿測控部件、進(jìn)漿測控部件、制漿部件和泵送部件均與控制部件相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的循環(huán)壓漿系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)漿測控部件包括進(jìn)漿壓力檢測單元和換向閥，所述返漿測控部件包括出漿壓力檢測單元、壓力調(diào)節(jié)閥和截止閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的循環(huán)壓漿系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)壓漿回路的管路上設(shè)有漿液流量檢測部件。
全文摘要
一種循環(huán)式預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工方法及循環(huán)壓漿系統(tǒng)，該方法是通過管路將待壓漿的預(yù)應(yīng)力管道與制漿部件串聯(lián)成一循環(huán)壓漿回路，使從制漿部件泵出的漿液在管路和預(yù)應(yīng)力管道中循環(huán)流動，直到壓漿完畢。該系統(tǒng)包括控制部件以及通過管路依次相連并構(gòu)成循環(huán)壓漿回路的制漿部件、泵送部件和預(yù)應(yīng)力管道，泵送部件與預(yù)應(yīng)力管道的進(jìn)漿咀之間的管路上設(shè)有進(jìn)漿測控部件，預(yù)應(yīng)力管道的出漿咀與制漿部件之間的管路上設(shè)有返漿測控部件，返漿測控部件、進(jìn)漿測控部件、制漿部件和泵送部件均與控制部件相連。本發(fā)明具有原理簡單、操作簡便、便于實時控制、能夠提高壓漿質(zhì)量等優(yōu)點。
文檔編號E01D21/00GK102493351SQ20111043259
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者劉柳奇, 徐有為, 梁曉東, 肖映城, 陳康軍 申請人:湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司