预制箱梁自动喷淋养生工法
中铁二十一局集团第三工程有限公司
1 前言
箱梁自动喷淋养生的方法，就是由自动喷淋养生系统喷出的气雾状水对梁板侧面进行养护。其喷出的水雾均匀，可以达到全天候、全湿润的养护质量标准，养护效果极为显著。同时喷淋系统从供水到工作完毕，基本实现了过程全自动控制，大大降低劳动强度，提高劳动生产率，具有成本低，安装、维修方便，节约用水等显著优点。
2 工法特点
2.1养护效果显著。喷淋系统从供水到工作完毕，基本实现了过程全自动控制，喷出的水雾均匀，养护效果极佳，达到全天候、全方位、全湿润的“三全”养护质量标准。
2.2提高劳动生产率。采用自动喷淋养护系统，可采取分榀喷淋。
2.3系统成本低。按照日生产2～3榀箱梁计算，每个梁场配一套系统可满足箱梁养生，而制作、安装费仅2万元。
2.4系统装拆方便。由于系统所需的配套设施均为小型电器设备，在一般的电器市场都可以买到，因此非常适合于工地的流动性特点。
2.5大大降低劳动强度。同等数量梁片养护需要8～10人，而采用自动喷淋系统，只需2人移动喷淋管道并进行日常保养即可。
2.6节约用水。喷淋系统中从供水、用水、回收采用环保理念，养护水经沉淀后重新利用，合理利用了水资源，从而节约用水，又达到保护了施工环境的目的。
3 适用范围
该工法适用于在高速公路、铁路各类箱梁、T梁、空心板梁施工，对于某些条件下现浇梁施工养护有一定的参考价值。
4 自动喷淋养生工作原理
4.1工作原理图
自动喷淋养生系统工作原理示意图如下4.1图。 4.2供水系统
首先在地势较高处做好主水池，在预制场地势较低的两边做好排水沟，排水沟下游是沉淀池。沉淀池里安装水泵与主水池连接形成一个水路循环，这样既节省了水资源又环保。供水系统如下图4.2～4.3。
4.3台座喷淋系统
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分别在箱梁腹板外侧、顶板处及箱室内侧安装喷淋供水支管道，支管道安装喷水口，出水口间距控制在50cm左右。每个喷水口安装二分叉和喷嘴，喷嘴可以上下左右随意调节角度，使得喷淋范围更大，且杜绝了喷淋盲区。台座喷淋系统如下图4.4～4.5。
储水罐电磁阀进水管浮筒控制器喷淋时间继电器及电磁阀水池水泵时间继电器出水管电源压力水泵压力表主水管路支水管路净化水池水沟4.1自动喷淋养生系统工作原理示意图 图1 T梁自动喷淋养护系统平面图
4.2 蓄水池及储压罐
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4.3 台座附近主供水管道及排水沟
4.4智能控制系统
首先在主水池出口的主水管上安装管道增压泵、控制水泵开关定时的“KG316T微电脑时控开关”、水泵开关接触器和总电源开关。
打开自动控制系统总电源开关，定好控制系统喷淋循环的总持续时间和等待时间，压力水泵开始工作。打开需喷淋台座水阀开关，根据天气、温度情况和梁板养护阶段来调节喷淋时间（20s～40s），时间到后自动停止喷淋，转到下一台座，循环一周后开始等待时间，等待时间根据测试梁体表面水分蒸发完毕时间和总循环时间来确认。当等待时间到后水泵再一次开启进入新一轮循环，如此周而复始直到养护期满为止。
4.4 箱梁内外侧的喷淋供水支管道及二分叉和喷嘴
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4.5 箱梁内外侧的喷淋供水支管道及二分叉和喷嘴
电路工作原理如下图：合上开关K1，S1、C吸合，水泵供水，当压力达到0.3Mp时，K2吸合，S3、J1吸合开始喷水，S1时间达到20s～40s时, S2、J吸合，水泵停止供水。
L1L1L2L1L2L3k11800SJRJL2S1k1J1JS2S2JS1CJ1FS3S3MK2J1K: 开关 L：压力继电器（与电磁阀配合） C:压力延时器 J：中间继电器RJ:热继电器 F：电磁阀 M：水泵电机
4.6 电路工作原理图
自动控制系统各部分施工图如下4.7～4.9。
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4.7 管道增压泵
4.8 KG316T微电脑时控系统1
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4.9 KG316T微电脑时控系统2
5 工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
水源 回收循环利用 供水池 水泵工作 压力罐储水 0.3MP 计时器工作 打开水阀 5.1 工艺流程图
5.2操作要点
沉淀净化池停止喷淋 30s 喷淋开始
1、要有足够的水源保证；同时为了满足供水的连续性，需要修建储水池，根据日产量确定储水池容量。若日产量较高，为节约成本可在主水管上分段设置水阀，喷淋时进行分段喷淋。
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2、需要喷淋之前打开电源，起动水泵给储压罐供水。水经过储压罐后再进行入主水管，以保证喷淋时有足够持续的压力。
3、进行时间控制，若连续不断的喷淋，一方面浪费水，另一方面不能持续保持水的压力，因此必须根据一次喷淋所需时间安装时间继电器进行控制。
4、KG316T微电脑时控开关要按需调节时间，以能将梁片喷湿为准，时间一到电磁阀自动打开，自动喷淋，到达喷淋终止时间，电磁阀自动关闭，停止喷淋，以此实现自动喷淋。
5、经过喷淋后的施工用水进入排水沟，然后汇集到沉淀净化池内，经过沉淀后抽回储水池进行回收利用，起到既节约用水又保护环境的目的。
6 机具设备
施工过程中应用的主要材料与设备见表6.1。
表6.1 自动喷淋养生系统机具设备表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设备名称 储压罐 离心式水泵 交流接触器 微电脑时控开关 电结点压力表 进水管路电磁阀 浮筒控制器 喷雾咀 主水管 支水管 水阀 规格型号或功率 1m 5.5KW CJT1-40 KG316T 0.6MPa Φ80 Φ25 Φ25 3额定电压 380V 380V 220V 220V 数量 1个 1台 1个 1个 1个 1个 1个 1000个 300米 650米 40个 备注 控制储压罐压力 控制喷淋区域 7 劳动力组织
劳动力组织方式，以工班为单位施工。现场施工人员根据施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。具体施工人员见下表7.1。
表7.1 劳动力组织
序号 1 2 3 .
主要施工人员 现场施工负责人 现场技术员 安全防护员 数 量 1人 2人 2人 备 注 资料
序号 4 5 6 7 8 9 10 11 主要施工人员 工班长 电工 龙门吊操作工 钢筋工 模板工 砼工 张拉工 养护工 数 量 1人 1人 3人 15人 10人 8人 6人 2人 备 注 8 质量控制
由于该系统属于辅助配套设施，且还需不断的总结完善，目前尚无强制性的国家、行业标准可参考。但在安装使用过程中须注意以下质量要求：
1、为了节约用水和保证喷淋的雾化效果，在购置喷雾咀时要选择喷口大小合适的金属喷雾咀。
2、为了减少喷淋过程中的水压损失，加工过程中的喷雾咀与支水管焊接时焊缝一定要饱满，焊工要持证上岗，确保支水管路不渗不漏，从而保证喷淋效果。
3、喷雾咀的间距及高度设置，间距以能保持梁体全部湿润为宜，要根据喷头距梁体的距离和喷雾咀的“辐射”面积确定；喷雾咀的安装高度以确保箱顶部及翼板与腹板的交叉处能被水雾覆盖为准。
4、时间控制要准确，在每次喷淋后水分还没有完全蒸发时，即砼表面的气泡内还残留少量水分，第二次喷淋又开始，确保生产的箱梁在早期能进行全湿润养护，对防止梁片产生裂纹和快速提高梁片早期强度有较大作用。
5、一次喷淋支路水管不宜过多，一般以3～5片/次为宜，因为支路越多，压力损失越大，若一次喷淋的梁片多，要保证喷淋效果，需要加大资源投入。否则系统就要进行分段工作。
9 安全生产
安全生产应严格执行《安全生产法》及GB/T28001-2001中关于焊接、压力容器的使用及施工现场有关安全管理的各项规定，针对本项目主要注意以下几点：
1、现场安装及操作人员，必须遵守工地现场安全管理规定，进入施工现场均应戴好安全帽，养护人员防水胶鞋，焊工必须配戴防护罩。
2、电工、电焊工应持证上岗，确保作业的安全性。
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3、储水压力罐属压力容器，购买时必须“三证”齐全，并经有资质的单位鉴定合格后方能进行安装使用，操作人员应持证上岗。
4、安装和移动支水管路时，应先观察梁片是否支撑稳定，防止箱梁倾覆而发生伤亡事故。
5、安全员每天应随时对加工过程中及养护过程中的安全问题进行监督检查，发现问题及时予以纠正。
10 效益分析
10.1经济效益分析
按最佳养护效果“三全（全天候、全方位、全湿润）”标准要求，每天出梁三片，养护7天，一天两班倒，若使用人工养护至少需要10人，每人月工资按2000元计，一年则需20万元，而全套自动喷淋系统成本约2万元，另加2人进行日常系统维护约4万元，共6万元，由此可节约14万元。主要在于系统安装、维修简单，操作简便。
10.2社会效益分析
使用该系统，不仅大大提高劳动生产率，而且混凝土养护周期内梁板一直保持湿润状态，由于有了良好的养护条件，砼早期强度上升也较快，对提高混凝土的早期强度、防止混凝土产生收缩裂纹具有明显效果。
体现环保理念，进行废水回收再利用。设置污水净化沉淀池，喷淋后的水、场地清理水，雨水沿排水系统进入沉淀池进行净化，然后用水泵抽回储水池进行再利用，沉淀池内的垃圾定期清理，做到既保护环境又节约用水。
11 工程实例
宝汉高速公路汉中至陕川界项目HC-03标起点YK316+550，终点桩号K323+200，路线全长6.65公里；标段内预制箱梁共398片，其中16m梁4片，20m梁366片，25m梁28片。
预制场位于K322+316线路左侧，占地40亩，场内设置钢筋加工厂、砼拌合站及制梁、存梁台座和钢筋加工台座，预制场于2013年5月初开始建设，2013年6月中旬开始投入生产。
预制梁采用了自动喷淋养生系统，达到了预期的效果，从质量、工期、安全环保等各方面均显示出了其优越性。
梁场自动喷淋养生系统效果施工照片如下图11.1～11.2。
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图11.1 喷淋养生现场1
图11.2 喷淋养生现场2
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