何延龍

(中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西 西安 710038)

0 前 言

道路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目越來越多，高墩橋梁建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，墩身混凝土養(yǎng)護(hù)難度隨之提高[1]。高墩施工期間的安全隱患較多，且施工質(zhì)量易受到養(yǎng)護(hù)工藝等因素的影響。鑒于此，應(yīng)從高墩混凝土施工的特點(diǎn)出發(fā)，探討相適應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

1 工程概況

新莊特大橋位于云南省麗江市華坪縣新莊鄉(xiāng)新莊村，橋梁跨U型溝谷，兩側(cè)山坡較陡，谷底地勢較平坦，最大橋面高度181 m。新莊特大橋全為空心薄壁墩，高度15.9～165 m，該項(xiàng)目高墩采用翻模和液壓爬模施工方法，其中引橋采用鋼翻模施工方法，過渡墩采用木翻模施工方法，主墩采用液壓爬模施工方法。為保證橋墩混凝土的強(qiáng)度、外觀質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求[2]，項(xiàng)目采用高墩混凝土噴淋養(yǎng)護(hù)技術(shù)，取得了非常好的施工效果。

2 工藝原理

“高墩混凝土自動噴淋養(yǎng)護(hù)”系統(tǒng)工作原理是通過蓄水池、水泵職能控制器、蓄水箱、高揚(yáng)程水泵、時(shí)控開關(guān)、輸水管、噴淋管組成噴淋系統(tǒng)。主上水管道依附塔吊，墩身環(huán)向輸水管道利用爬模或者液壓爬模架體做支撐平臺。

2.1 墩身未分支工藝原理

高揚(yáng)程水泵從蓄水池內(nèi)抽水送至輸水管內(nèi)，輸水管連接噴淋管對需養(yǎng)護(hù)的混凝土面進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。水井處水泵連接水泵控制器，蓄水池設(shè)置水位傳感器與水泵控制器連接，如蓄水池水位線低于最低水位則自動上水，高于最高水位自動斷水。隨后調(diào)整時(shí)間繼電器的工作參數(shù)，保證間隔時(shí)間和持續(xù)時(shí)間均具有合理性，再啟用噴淋系統(tǒng)。伴隨繼電器的運(yùn)行，當(dāng)其滿足噴淋時(shí)間要求后則及時(shí)接通水泵開關(guān)，此時(shí)促使高揚(yáng)程水泵運(yùn)行，在其帶動下將蓄水池內(nèi)的水抽向輸水管，該部分水由噴淋管灑出，以便用于噴水養(yǎng)護(hù)作業(yè)。若噴水持續(xù)時(shí)間滿足設(shè)定要求，觸發(fā)時(shí)間繼電器從而關(guān)閉水泵。

2.2 墩身分支部分工藝原理

墩身分支部分增加水箱，從蓄水池抽水至水箱，然后從水箱內(nèi)抽水送至輸水管內(nèi)，輸水管連接噴淋管對需養(yǎng)護(hù)的混凝土面進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。蓄水池處水泵增加連接水泵控制器，墩身上部水箱設(shè)置水位傳感器與水泵控制器連接，如水箱水位線低于最低水位則自動上水，高于最高水位自動斷水。水箱蓄水量將直接影響噴淋效果，因此，需要根據(jù)實(shí)際需求合理調(diào)整時(shí)控開關(guān)的間隔時(shí)間與持續(xù)時(shí)間。以預(yù)先設(shè)定的噴淋間隔時(shí)間為依據(jù)，若時(shí)控開關(guān)的時(shí)間達(dá)到該值，將及時(shí)接通水泵開關(guān)，水箱內(nèi)的水可轉(zhuǎn)入輸水管內(nèi)，構(gòu)成完整的環(huán)形輸水管道，此時(shí)噴頭對墩身進(jìn)行噴淋灑水，噴水時(shí)間達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，時(shí)控開關(guān)自動切斷水泵開關(guān)停止供水。

3 施工要點(diǎn)

1)供給水池蓄水容量不小于18 m3，采用磚塊砌筑并用砂漿抹面以防滲水，其尺寸為3 m×3 m×2 m。水池應(yīng)盡量靠近橋墩修建，且能保證不影響橋墩施工的其他工序作業(yè)。

供給水池是提供養(yǎng)護(hù)用水的重要裝置，其應(yīng)當(dāng)具有充足的蓄水量，以免因缺水而引發(fā)水泵燒毀的情況。并且，水池內(nèi)應(yīng)明確標(biāo)識警戒水位線，加強(qiáng)對實(shí)際水位的檢測，若低于該水位線，則要及時(shí)補(bǔ)給。

2)水泵揚(yáng)程的控制應(yīng)考慮到橋梁墩身的最大高度，在此基礎(chǔ)上增加5 m，從而作為揚(yáng)程控制標(biāo)準(zhǔn)，使養(yǎng)護(hù)水可泵送到各個(gè)待養(yǎng)護(hù)區(qū)域。

高揚(yáng)程水泵的工作負(fù)荷較大，應(yīng)具有足夠良好的耐久性，確保在經(jīng)過反復(fù)的開關(guān)操作后依然可正常使用，否則將會因水泵性能異常而導(dǎo)致噴淋效果不滿足預(yù)期要求。水泵還應(yīng)具備一定的送水量以滿足同墩位各墩身同時(shí)噴淋時(shí)的水量需求，送水量可根據(jù)下列公式確定：

S=10.3n2/d5.33

(1)

H=P/(ρg)

(2)

Q=[H/(SL)]1/2

(3)

V=4Q/(3.1416d2)

(4)

式(1)～(4)中，S為管道摩阻；n為管內(nèi)壁糙率；d為管內(nèi)徑，m；H為管道兩端水頭差，m；P為管道兩端壓強(qiáng)差；ρ為液體密度；g為重力加速度；Q為流量，m3/s；L為管道長度，m；V為流速，m/s。

3)上水管道采用Φ32 mm鐵管，采用絲扣連接。管道附著在塔吊上，采用卡環(huán)固定。若墩身高度>80 m，墩身下部范圍輸水管應(yīng)使用5 cm鐵管或根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用適當(dāng)管徑鋼管。

4)噴淋管采用Φ20 mm太陽能熱水器專用鋁塑管，噴頭采用出水口為1.5 mm霧化噴頭，噴頭間距為0.5 m。噴頭與管道采用熱熔連接。管道固定在液壓爬模作業(yè)層主平臺橫梁上。此處為模板爬升后最低點(diǎn)，距離墩身豎直面50 cm。圖1所示為管道固定位置示意圖。

圖1 管道固定位置示意圖

5)自動控制系統(tǒng)由時(shí)間繼電器及電磁開關(guān)組成，設(shè)定時(shí)間繼電器計(jì)時(shí)間隔后，繼電器控制電磁開關(guān)接通或關(guān)閉高揚(yáng)程水泵的電力供應(yīng)。

時(shí)間繼電器及開關(guān)亦應(yīng)符合高頻率的開關(guān)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，且在不同環(huán)境溫度下均可調(diào)節(jié)，以確保高溫時(shí)段的養(yǎng)護(hù)頻率符合要求及雨天停止工作以節(jié)約資源。時(shí)間繼電器應(yīng)由專人設(shè)置，高溫時(shí)段設(shè)置為20 min噴淋一次，常溫時(shí)段為30 min噴淋一次，每次噴淋5 min，噴淋時(shí)間的設(shè)置應(yīng)考慮在第二次噴淋時(shí)能確保上次噴淋水分還未完全蒸發(fā)。

6)墩身施工到分支后，由于墩身高度過高，高揚(yáng)程水泵壓力減弱，即在分支處設(shè)置水箱，實(shí)現(xiàn)二級增壓輸水，從而達(dá)到養(yǎng)護(hù)的效果。在水箱進(jìn)水口安裝傳感器3個(gè)，高度分別為距水箱底0.5、1、1.5 m處，傳感器與控制房水泵智能控制器連接。如水位線低于最低水位則自動上水，高于最高水位自動斷水。圖2為水泵智能控制箱，圖3為傳感器設(shè)置示意圖。

圖2 水泵智能控制箱

圖3 傳感器設(shè)置示意圖

4 注意事項(xiàng)

1)此系統(tǒng)為自動控制，養(yǎng)護(hù)不需人員操作，但必須制定專人進(jìn)行日常巡視檢查，避免設(shè)備損壞。

2)霧化噴頭容易堵塞，需經(jīng)常檢查，確保正常使用。

3)根據(jù)外界溫度及時(shí)調(diào)整間隔時(shí)間及持續(xù)時(shí)間，確保養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)墩身濕潤。

4)與主上水管道連接部位在爬模爬升時(shí)個(gè)別需要提前臨時(shí)斷開，在架體爬升到位之后要及時(shí)保證恢復(fù)，確保正常使用。

5)嚴(yán)格執(zhí)行《安全生產(chǎn)法》，高空施工遵循有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場按照“三相五線制”供電，做好保護(hù)接零及接地等。

5 使用效果及效益分析

經(jīng)實(shí)踐，此方法霧化效果好，節(jié)約人工及用水量，能滿足混凝土表面全部噴灑到位，噴灑壩場如圖4所示。

圖4 噴灑效果

1)質(zhì)量方面，采用自動噴淋避免了因養(yǎng)護(hù)不均而造成的質(zhì)量問題，也因不需人工高空作業(yè)而增大了養(yǎng)護(hù)安全系數(shù)，確保了混凝土養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量。

2)工期方面，采用自動噴淋，噴淋養(yǎng)護(hù)過程中不受混凝土施工影響，從而節(jié)約了人力資源，加快了施工速度，縮短了工期，保證了后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

3)成本方面，自動噴淋系統(tǒng)采用鋼管及熱熔管，可多次重復(fù)使用，同時(shí)采用自動噴淋，節(jié)約了人力資源，大大降低了工程成本，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。特別是隨著高墩數(shù)量增多，工程成本更低。

4)社會效益方面，高墩混凝土噴淋養(yǎng)護(hù)簡化了養(yǎng)護(hù)程序，解放了勞動力，反映了一個(gè)施工企業(yè)自動化、機(jī)械化水平，樹立了企業(yè)的良好形象，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力。

6 結(jié)束語

高墩混凝土噴淋養(yǎng)護(hù)是伴隨行業(yè)持續(xù)發(fā)展而衍生出的主流技術(shù)，其兼具操作便捷、養(yǎng)護(hù)效果良好、施工安全等多重優(yōu)勢，相較于覆蓋灑水等傳統(tǒng)方法而言，可有效減少成本投入。墩身混凝土自動噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)作為新型工藝，在高墩養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮了不可替代的作用，推廣應(yīng)用極其必要。

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