劉麗琴

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006）

0 引言

橋梁在高速公路整個(gè)通車歷程中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，特別是在山區(qū)和丘陵地帶更是如此，這是基于高速公路修建和運(yùn)行的基本特點(diǎn)決定的。而橋梁施工由于施工難度大、工程質(zhì)量和相關(guān)作業(yè)工藝要求更高往往成為道路工程項(xiàng)目施工的瓶頸之一。特別是因?yàn)槭┕と蝿?wù)重和工期較緊，常常因?yàn)樵跇蛄航Y(jié)構(gòu)，特別是預(yù)制梁制作過(guò)程中的施工養(yǎng)護(hù)不到位影響到工程質(zhì)量。眾所周知，因?yàn)榈缆窐蛄菏┕きh(huán)境、施工成本和施工周期等因素的影響，我國(guó)高速公路中的橋梁結(jié)構(gòu)有相當(dāng)部分采用預(yù)制梁施工工藝。這些預(yù)制橋梁構(gòu)件制作過(guò)程中的養(yǎng)生工序必須特別重視，這不僅因?yàn)轭A(yù)制橋梁構(gòu)件的養(yǎng)生期較長(zhǎng)，更是因?yàn)轲B(yǎng)生作業(yè)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到橋梁的承載荷載和結(jié)構(gòu)合理性（如外觀幾何尺寸的變形和保持等）。因此，在預(yù)制梁制作過(guò)程中以合理的養(yǎng)生工藝進(jìn)行施工已成為高等級(jí)道路，特別是高速公路道路設(shè)計(jì)和施工、管理部門(mén)特別關(guān)注的重要工序之一。

1 問(wèn)題的提出

眾所周知，預(yù)制橋梁構(gòu)件的養(yǎng)生離不開(kāi)適量的水。而道路施工往往在遠(yuǎn)離水源和氣候炎熱干燥地帶進(jìn)行。由于用水困難，使得預(yù)制橋梁構(gòu)件養(yǎng)生時(shí)極易產(chǎn)生下列問(wèn)題：

a)水的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸使得工程成本相應(yīng)增加。

b)由于用水困難和成本增加，有時(shí)只好降低用水量，其結(jié)果使得養(yǎng)生效果難以達(dá)到要求。

這些問(wèn)題的存在使得傳統(tǒng)養(yǎng)生方式嚴(yán)重影響道路橋梁的工程質(zhì)量。筆者曾參與208國(guó)道太（原）長(zhǎng)（治）路段的多座橋梁預(yù)制橋梁構(gòu)件和RCC路面的施工，發(fā)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件和水泥混凝土表層的質(zhì)量問(wèn)題往往與養(yǎng)生工序的質(zhì)量控制優(yōu)劣息息相關(guān)。同時(shí)，由于養(yǎng)生用水是一次性使用，其水源的浪費(fèi)是顯而易見(jiàn)的。有鑒于此，改進(jìn)養(yǎng)生工藝、保證施工質(zhì)量和探討?zhàn)B生用水的節(jié)約就顯得十分迫切。

2 預(yù)制梁分散噴水養(yǎng)生及養(yǎng)生用水的循環(huán)利用

山西省地處黃土高原地帶，與國(guó)內(nèi)大多數(shù)省區(qū)相較是典型的少水和缺水地區(qū)，為了解決上述問(wèn)題，山西路橋一公司結(jié)合梁板預(yù)制的實(shí)際情況，根據(jù)傳統(tǒng)工藝的不足，在實(shí)體工程中總結(jié)和提出了采用排水管分散噴水養(yǎng)生和用水循環(huán)回收利用工藝。其主要工藝內(nèi)容是通過(guò)排水管分散噴水和塑料天棚覆蓋養(yǎng)生，梁場(chǎng)養(yǎng)護(hù)用水循環(huán)利用的方法以解決水源緊缺問(wèn)題并有效提高養(yǎng)生質(zhì)量和作業(yè)效率。

2.1 工作原理

預(yù)制梁分散噴水養(yǎng)生工藝適用于各種工程預(yù)制梁的施工，可在環(huán)境溫度大于等于5℃以上的施工場(chǎng)合應(yīng)用[1]，因此具有廣泛的適用性。同時(shí)無(wú)需對(duì)原施工場(chǎng)地進(jìn)行大的改造，只需在梁場(chǎng)建設(shè)時(shí)根據(jù)養(yǎng)生場(chǎng)地的地形設(shè)置回流水溝，保證及時(shí)回收養(yǎng)生灑落到地面的水，在沉淀和濾清后循環(huán)利用，并以壓力泵水的方式對(duì)置于塑料天棚覆蓋下的預(yù)制梁進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。

2.2 施工工藝流程

預(yù)制梁散噴養(yǎng)生及水循環(huán)利用是在保證養(yǎng)生質(zhì)量前提下對(duì)傳統(tǒng)施工工藝的技術(shù)升級(jí)和改進(jìn)，為保證順利實(shí)施，必須以圖1作業(yè)流程完成整個(gè)作業(yè)工序。

圖1 預(yù)制梁散噴養(yǎng)生及水循環(huán)利用作業(yè)工序

2.3 場(chǎng)區(qū)排水設(shè)置

為保證自流水能順暢回流至蓄水池，整個(gè)梁場(chǎng)呈回字形狀，其外部和相鄰兩個(gè)底座中間位置設(shè)置20 cm×20 cm（截面的寬×深）的混凝土排水溝。為保證流水順暢，溝底坡度應(yīng)具有0.3%的坡度。從而形成流水順暢的整體型排水系統(tǒng)（見(jiàn)圖2，圖中的L和B分別是其外廓尺寸長(zhǎng)和寬，應(yīng)視作業(yè)需求決定）。

圖2 梁場(chǎng)排水系統(tǒng)布設(shè)圖

所有養(yǎng)生作業(yè)時(shí)噴灑流落的地面水，應(yīng)全部流至橫縱排水溝內(nèi)，順排水系統(tǒng)匯集于沉淀池中進(jìn)行沉淀、排污和凈化后作為循環(huán)水再用。作業(yè)時(shí)應(yīng)對(duì)各排水溝經(jīng)常觀察和清理污物，確保水溝中的水流暢通。

2.4 噴水管道和噴頭設(shè)置

成型并已經(jīng)拆模的梁板應(yīng)盡快開(kāi)始養(yǎng)生工序，將其在養(yǎng)生底座就位固定后，在梁板上支設(shè)排水管道。管道分為梁頂板1道，左右側(cè)翼梁板各1道，翼緣板兩側(cè)管道比翼緣板低20 cm（采用鐵絲掛鉤綁扎在翼緣板環(huán)形筋下部，邊板可以綁扎在防撞墻預(yù)留筋下部），管道采用φ50PVC管道，每50 cm安裝1個(gè)噴灑頭（圖3）。噴頭應(yīng)具有水量和霧化調(diào)節(jié)功能，目前市場(chǎng)可供購(gòu)置的可調(diào)節(jié)噴頭為金屬和塑料兩種，由于塑料噴頭可有效避免因銹蝕而產(chǎn)生的堵塞現(xiàn)象，因此建議使用塑料噴頭為宜。為使通水順暢，所有管路彎折處的彎角不允許小于90度。每套管道設(shè)置3個(gè)閥門(mén)（3個(gè)閥門(mén)分別負(fù)責(zé)頂板部位、翼緣板兩側(cè)管道的噴灑開(kāi)關(guān)）并接起來(lái)與主管道出水口順接（3個(gè)閥門(mén)分別負(fù)責(zé)頂板部位、翼緣板兩側(cè)管道的噴灑開(kāi)關(guān)）。

圖3 預(yù)制梁側(cè)邊噴管和噴灑頭布置

3 噴灑系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)及其選擇原則

3.1 噴灑壓力和水泵的選擇

如本文前述，噴灑系統(tǒng)應(yīng)具有較好的霧化效果。為達(dá)此目的，系統(tǒng)的水壓應(yīng)大于等于0.5 MPa，這個(gè)壓力值已接近一般離心式水泵的系統(tǒng)壓力上限，因此應(yīng)選擇質(zhì)量良好的水泵。由于離心水泵屬于非容積式連續(xù)作業(yè)，對(duì)水質(zhì)的清潔度要求較低[2]（柱塞式水泵壓力較高，但對(duì)水質(zhì)的潔凈度要求較高），因此更加適于預(yù)制梁養(yǎng)生水循環(huán)介質(zhì)中雜質(zhì)較多這種較為惡劣的作業(yè)環(huán)境，并在連續(xù)作業(yè)狀態(tài)下保持較高的使用壽命。

3.2 噴灑流量

系統(tǒng)的噴灑流量必須滿足養(yǎng)生作業(yè)所耗水量的要求，因此養(yǎng)生水量成為噴灑流量選擇的主要依據(jù)。顯然，水量的多少與同時(shí)進(jìn)入養(yǎng)生的預(yù)制梁的數(shù)量成正比關(guān)系。有鑒于此，可列出下式并以其對(duì)噴灑流量（水泵流量）的理論值進(jìn)行計(jì)算和校核。

式中：Q為系統(tǒng)的噴灑流量，L/min;Δ為單位面積的噴灑量，L/m2;S為同時(shí)進(jìn)入養(yǎng)生預(yù)制梁的受水總面積，m2;ηv為噴灑系統(tǒng)的容積效率，可據(jù)實(shí)際情況取0.8～0.85。

噴灑流量的理論值可作為水泵選擇的理論依據(jù)。目前離心式水泵的設(shè)計(jì)和制造在我國(guó)已形成產(chǎn)品系列，可依噴灑流量的理論值進(jìn)行選擇。筆者認(rèn)為應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的系統(tǒng)壓力和噴灑流量的理論值進(jìn)行綜合考慮并選擇相近參數(shù)的水泵以滿足養(yǎng)生用水的需要。

3.3 儲(chǔ)水池

儲(chǔ)水池應(yīng)建在養(yǎng)生梁場(chǎng)周邊高程偏低部位，設(shè)置兩個(gè)管槽連通的蓄水池。一個(gè)作為沉淀池，一個(gè)作為蓄水池，前者承接參與養(yǎng)生后由水槽流回的水并在池中沉淀和清污后流回（自流）蓄水池備用；后者用于清水或沉淀和清污后的再生水的儲(chǔ)存并供水泵泵出使用。從理論上講，沉淀池容積大些對(duì)使用過(guò)的污水沉淀和清污有利，蓄水池的容積必須滿足養(yǎng)生需求，同時(shí)考慮污水回流、沉淀和清污過(guò)程所需的遲滯問(wèn)題，所以儲(chǔ)水池的有效容積不應(yīng)小于噴灑流量的5倍。

特別提到的是，雖然離心式水泵對(duì)介質(zhì)的清潔度要求相對(duì)不高，但水泵自儲(chǔ)水池的吸水管端應(yīng)設(shè)置濾網(wǎng)（以20目左右為宜），以防止較大顆粒雜物的吸入。另外，離心式水泵的自吸能力較差，故其自儲(chǔ)水池取水的高度不宜大于5 m，以保證水泵的正常工作。

4 貼養(yǎng)生膜和覆蓋塑料棚

貼養(yǎng)生膜和覆蓋塑料棚是保證養(yǎng)生效果和節(jié)水的重要舉措。養(yǎng)生膜采用塑料薄膜，避免破損、皺折和脫落。養(yǎng)生薄膜全部覆蓋緊貼梁板腹板位置，確保全部濕潤(rùn)。塑料棚要采用加厚的透明塑料篷布，全部嚴(yán)實(shí)將梁板覆蓋住。養(yǎng)生作業(yè)過(guò)程中塑料薄膜和塑料棚應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)破損、脫落和漏縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整修。

圖4 腹板貼膜

圖5 塑料棚覆蓋

5 應(yīng)用效果簡(jiǎn)潔

預(yù)制梁制作過(guò)程中的散噴養(yǎng)生及水循環(huán)工藝的工程應(yīng)用能夠收到良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在下述方面：

a)預(yù)制梁表面著水充分和均勻，加之塑料棚覆蓋養(yǎng)生，能夠有效提升混凝土的早期強(qiáng)度[3]。試驗(yàn)表明，對(duì)采用新工藝養(yǎng)生3 d的梁板進(jìn)行強(qiáng)度回彈檢測(cè)，能達(dá)到C50混凝土強(qiáng)度的85%（42.5 MPa）。較傳統(tǒng)工藝作業(yè)可使整個(gè)預(yù)制工序縮短2～3 d。

b)養(yǎng)生用水的循環(huán)利用，不僅可減少用水量80%以上，而且有效減少了建筑用水直排對(duì)周邊環(huán)境的污染。

總之，散噴養(yǎng)生及水循環(huán)工藝在降低工程成本，提高作業(yè)質(zhì)量基礎(chǔ)上有效提高了作業(yè)場(chǎng)地預(yù)制梁的周轉(zhuǎn)速率，提高了道路橋梁的施工進(jìn)度，具有明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前，山西路橋一公司已將其作為新工法在道路工程中進(jìn)行推廣，并已在聞垣、陽(yáng)左等高速公路施工中進(jìn)行了成功的應(yīng)用。