高墩混凝土喷淋养护施工工法.docx
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高墩混凝土喷淋养护施工工法
高墩混凝土喷淋养护施工工法
（王前冲）
1、前言
当前，随着建筑业的不断发展和中国基础建设的需要，高墩桥梁越来越多，墩台身混凝土养护难度加大，在保证安全的前提下做到经济、适用、简便，促使我们研制形成了“高墩混凝土喷淋养护”施工工法，通过三槽湾特大桥、中坝大桥、大田湾特大桥、祁家岩大桥高墩混凝土喷淋养护应用，取得了较好的效果，经四川省建筑工程质量检测中心在施工现场对“高墩混凝土喷淋养护”施工后混凝土的强度、外观质量检测，鉴定合格。
2、工法特点
“高墩混凝土喷淋养护”采用高扬程水泵和时间继电器自动喷淋养护，具有安装灵活、适用方便、养护效果显著、养护效率高、施工安全风险低、节约用水等特点，与传统的覆膜洒水或涂养护液养护相比，可节约成本、缩短工期、保证安全和质量等。
3、使用范围
本工法适用于高墩混凝土养护，具体使用条件如下：
3.1施工气温高于5℃；
3.2墩身高度大于30m；
3.3采用滑模或爬模施工。
4、工艺原理
“高墩混凝土喷淋养护”
工艺原理是通过蓄水池、高扬程水泵、时间继电器、输水管、喷淋管组成喷淋系统（如图4-1），蓄水池的蓄水量能够保证连续喷淋作业条件后，设定时间继电器的时间间隔和持续时间并开动喷淋系统电源，喷淋系统进入工作状态。
继电器到达制定的喷淋时间后接通水泵开关，高扬程水泵从蓄水池内抽水送至输水管内，输水管连接喷淋管对需养护的混凝土面进行喷水养护，喷水时间达到预定的时间后，时间继电器关闭水泵开关停止喷水。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.2操作要点
5.2.1供给水池蓄水容量不小于18m3，采用砖块砌筑并用砂浆抹面以防渗水，其尺寸为3m×3m×2m。
水池应尽量靠近桥墩修建，且能保证不影响桥墩施工的其他工序作业，如有多个桥墩，可修建在中间位置或修建多个水池。
供给水池应始终保证有足够的蓄水量，防止高扬程水泵在缺水状态下工作时烧毁水泵造成喷淋系统失效。
在水池内标注警戒水位线，水位下降至警戒水位线时应对水池进行补给，确保水池水位符合要求。
5.2.2水泵扬程应高于桥梁最高墩身5m，以确保养护用水能够泵送至最高墩身施工作业面后有足够的水压将水花喷射到混凝土养护面上。
高扬程水泵应具备长时间并反复开关工作的耐久性，以保证在反复开关及长时间工作时的可靠性，防止在上述使用环境下由于水泵的性能不稳定而影响整个喷淋系统的喷淋效果。
水泵还应具备一定的送水量以满足同墩位各墩身同时喷淋时的水量需求，送水量可根据下列公式确定：
S=10.3n2/d5.33（5.2.2-1）
H=P/（ρg）（5.2.2-2）
Q=[H/（SL）]1/2（5.2.2-3）
V=4Q/（3.1416d2）（5.2.2-4）
式中：
S——管道摩阻；
n——管内壁糙率;
d——管内径，以m为单位；
H——水头差，以m为单位；
P——管道两端压强差;
ρ——液体密度;
g——重力加速度;
Q——流量；
H——管道两端水头差，以m为单位；
L——管道长度，以m为单位；
速V——管道流；
Q——流量，以m3/s为单位；
V——流速，以m/s为单位。
5.2.3输水管采用5cm（根据表5.2.3-1：
管径、流速、流量对照表及表5.2.3-2：
流速推荐值表确定）钢管，连接水泵与喷淋管。
输水管用管卡牢固固定在塔吊标准节上，升至墩顶后与喷淋管道连接。
若墩身高度大于120m，墩身下部范围输水管应使用7cm钢管或根据现场实际情况采用适当管径钢管，使用较大管径的钢管长度应同过计算获得。
管径/流速/流量对照表
管径（DN）
流量m3/h
0.4m/s
0.6m/s
0.8m/s
1.0m/s
1.2m/s
1.4m/s
1.6m/s
1.8m/s
2.0m/s
2.2m/s
2.4m/s
2.6m/s
2.8m/s
3.0m/s
20
0.5
0.7
0.9
1.1
1.4
1.6
1.8
2.0
2.3
2.5
2.7
2.9
3.2
3.4
25
0.7
1.1
1.4
1.8
2.1
2.5
2.8
3.2
3.5
3.9
4.2
4.6
4.9
5.3
32
1.2
1.7
2.3
2.9
3.5
4.1
4.6
5.2
5.8
6.4
6.9
7.5
8.1
8.7
40
1.8
2.7
3.6
4.5
5.4
6.3
7.2
8.1
9.0
10.0
10.9
11.8
12.7
13.6
50
2.8
4.2
5.7
7.1
8.5
9.9
11.3
12.7
14.1
15.6
17.0
18.4
19.8
21.2
65
4.8
7.2
9.6
11.9
14.3
16.7
19.1
21.5
23.9
26.3
28.7
31.1
33.4
35.8
80
7.2
10.9
14.5
18.1
21.7
25.3
29.0
32.6
36.2
39.8
43.4
47.0
50.7
54.3
100
11.3
17.0
22.6
28.3
33.9
39.6
45.2
50.9
56.5
62.2
67.9
73.5
79.2
84.8
125
17.7
26.5
35.3
44.2
53.0
61.9
70.7
79.5
88.4
97.2
106.0
114.9
123.7
132.5
150
25.4
38.2
50.9
63.6
76.3
89.1
101.8
114.5
127.2
140.0
152.7
165.4
178.1
190.9
200
45.2
67.9
90.5
113.1
135.7
158.3
181.0
203.6
226.2
248.8
271.4
294.1
316.7
339.3
250
70.7
106.0
141.4
176.7
212.1
247.4
282.7
318.1
353.4
388.8
424.1
459.5
494.8
530.1
300
101.8
152.7
203.6
254.5
305.4
356.3
407.1
458.0
508.9
559.8
610.7
661.6
712.5
763.4
350
138.5
207.8
277.1
346.4
415.6
484.9
554.2
623.4
692.7
762.0
831.3
900.5
969.8
1039.1
400
181.0
271.4
361.9
452.4
542.9
633.3
723.8
814.3
904.8
995.3
1085.7
1176.2
1266.7
1357.2
450
229.0
343.5
458.0
572.6
687.1
801.6
916.1
1030.6
1145.1
1259.6
1374.1
1488.6
1603.2
1717.7
500
282.7
424.1
565.5
706.9
848.2
989.6
1131.0
1272.3
1413.7
1555.1
1696.5
1837.8
1979.2
2120.6
600
407.1
610.7
814.3
1017.9
1221.4
1425.0
1628.6
1832.2
2035.7
2239.3
2442.9
2646.5
2850.0
3053.6
表5.2.3-1
管径（DN）
流速推荐值m/s:
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
300
350
400
闭式系统
0.5-0.6
0.6-0.7
0.7-0.9
0.8-1
0.9-1.2
1.1-1.4
1.2-1.6
1.3-1.8
1.5-2.0
1.6-2.2
1.8-2.5
1.8-2.6
1.9-2.9
1.6-2.5
1.8-2.6
开式系统
0.4-0.5
0.5-0.6
0.6-0.8
0.7-0.9
0.8-1.0
0.9-1.2
1.1-1.4
1.2-1.6
1.4-1.8
1.5-2.0
1.6-2.3
1.7-2.4
1.7-2.4
1.6-2.1
1.8-2.3
表5.2.3-2
5.2.4喷淋管采用3cmPVC管制作，其上以10cm间距冲钻2.5mm小孔用于喷水，其喷水孔应正对混凝土面，以防水压有损失的情况下，喷出水花不能喷射到混凝土养护面之上。
喷淋管沿墩身一圈布设，并固定在模板下方。
喷淋管在底层模板上安装时应调整其与混凝土面的距离，确保喷淋时水柱在混凝土面上能够散射开，并使相邻两喷水孔喷出水柱的散射范围能够相互重叠。
5.2.5自动控制系统由时间继电器及电磁开关组成，设定时间继电器计时间隔后，继电器控制电磁开关接通或关闭高扬程水泵的电力供应。
时间继电器及开关亦应符合高频率的开关状态下的稳定性，且在不同环境温度下均可调节，以确保高温时段的养护频率符合要求及雨天停止工作以节约资源。
时间继电器应由专人设置，高温时段设置为20min喷淋一次，常温时段为30min喷淋一次，每次喷淋5min，喷淋时间的设置应考虑在第二次喷淋时能确保上次喷淋水分还未完全蒸发。
5.3劳动组织
本工法所需人员如下表：
序号
组别
人数
工作内容
备注
1
普工
2
修建蓄水池
2
水管工
2
安装、拆卸输水管
3
操作工
1
喷淋时间设置、喷淋过程中检查
6、材料与设备
6.1材料
6.1.1钢管
本工法采用Q235-A级钢（含碳量为0.14-0.22％）的焊接钢管，钢管必须具有产品质量合格证和钢管材质检验报告，材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）中Q235-A级钢的相应规定。
6.1.2PVC管
本工法采用PVC给水管，拉伸屈服强度≥40MPa，维卡软化温度≥90℃，应符合GB/T5836.1-2006中相应规定，内外壁光滑、平整，不允许有气泡、裂口和明显的痕纹、凹陷。
6.1.3自固式水管接头
制造精度按GB3764-83执行，表面硬度550—800HV，芯部220—300HV，硬化层深0.03—0.05mm。
6.2主要设备
6.2.1水泵
型号：
150QJ（R）5-150/21
功能：
供水
6.2.2时间继电器
型号：
HHS2（DH48L）
功能：
控制喷淋起始时间
7、质量控制
7.1本工法必须遵照执行的现行规范、规程、标准
7.1.1《安全帽》（GB2811—）
7.1.2《安全带》（GB6095—）
7.1.3《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—）
7.1.4《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80—）
7.1.5《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ4—）
7.2系统安装条件要求
7.2.1按照要求对水泵、时间继电器、钢管、钢丝橡胶管等进行检查验收，不合格产品不得使用。
7.2.2对喷淋用水水质进行试验，对混凝土有腐蚀性的水源不得使用。
8、安全措施
8.1在安装及喷淋过程中应严格按照《安全生产法》及施工现场安全规范中相关要求执行。
8.2输水管道的高空安装及随升模安装过程中，应严格按照高空施工有关要求作业，必须系安全带、穿防滑鞋、戴安全帽，且应注意在墩身模板翻转时离开危险区域，防止模板翻转时出现意外将作业人员碰落及撞伤。
8.3调试喷淋管道与养护面的距离时，应注意高压水管的连接部位的连接效果，防止连接不牢靠致使水管脱开，击伤或击落作业人员，且务必注意在此过程中安全带的有效使用。
8.4现场严格按“三相五线制”供电，并按要求做好保护接零及接地。
8.5电器设备应该安装专用的开关和插销，插销上应具备专用的保护接零接地触头。
8.6配电箱应严格实行“一机一闸一漏”制度。
8.7施工现场的一切电气线路、设备的安装、维护和拆除必须由持证的电工来完成。
9、环保措施
9.1输水管、PVC管进场后应按审批同意的施工方案中施工平面布置图的要求分类堆放在指定的堆场。
9.2输水管搭、拆过程中，应传递物件，严禁抛掷物件，更不得用硬器敲击输水管或塔吊传递信息。
9.3输水管安装应符合规范要求，拆除时应按一步一清原则进行，拆除的输水管应及时运至地面分类堆放，当天拆除当天清理，做到文明施工。
10、效益分析
10.1质量方面
本工法采用自动喷淋，这样避免了因养护不均而造成的质量问题，也因不需人工高空作业而增大了养护安全系数，确保了混凝土养护施工质量。
10.2工期方面
本工法采用自动喷淋，喷淋养护过程中不受混凝土施工影响，从而节约了人力资源，加快了施工速度，缩短了工期，保证了后续工作的顺利进行。
10.3成本方面
自动喷淋系统采用钢管及PVC管，可多次重复使用，同时采用自动喷淋，节约了人力资源，大大降低了工程成本，有较好的经济效益。
特别是随着高墩数量增多，工程成本更低。
10.4社会效益
高墩混凝土喷淋养护简化了养护程序，解放了劳动力，反映了一个施工企业自动化、机械化水平，树立了企业的良好形象，增强了企业的市场竞争力。
11、应用实例
11.1高墩混凝土喷淋养护应用实例
高墩混凝土喷淋养护已在三槽湾特大桥、中坝大桥、大田湾特大桥项目中应用，均取得了较好的效果，达到验收要求。
11.2高墩混凝土喷淋养护应用照片
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