墩身混凝土喷淋养护系统施工方案

墩身混凝土喷淋养护施工方案

1、前言

当前，随着中国经济的不断发展和基础建设的需要，高铁特大桥梁墩身越来越多，墩台身混凝土养护劳动力加大，在保证安全和混凝土质量的前提下做到经济、适用、简便，我部设计了“墩身混凝土喷淋养护”系统，通过在我部承建的济青铁路工程淄博特大桥墩身混凝土施工喷淋养护应用中，取得了较好的效果。

2、工程特点

喷淋养护效果明显提高。喷淋系统喷出覆盖混凝土养护面的水幕较为均匀，避免形成干湿循环，克服了以往墩身混凝土洒水养护不均匀的弊病，较好解决了墩身表面混凝土的开裂问题，具有施工操作灵活、方便、节水，可根据现场天气情况的变化和养护效果任意调整喷淋时间等特点。并实现了全天候、全湿润的养护质量标准，养护质量及效果明显提高，解决了高空混凝土养护的弊病，提高了混凝土养护效率。

养护施工时安全风险明显降低。养护系统除在安装及提升时需人工干预外，其他工作状态时不需人工干预。极大的降低了人工高空作业时间，同时降低了养护施工时发生安全事故的机率。

节约用水量明显提升。自动喷淋养护系统可将水柱完全喷洒，增大了水柱与墩身混凝土的流水面积，避免了人工用水管养护时水柱太粗养护面积小的缺陷，较大的节约了用水资源。

3、使用范围

本方案适用于墩身混凝土养护，具体使用条件如下：

3.1 施工气温高于5℃；

3.2 现场取水较困难；

3.3 墩高≤30m。

4、工艺原理

“墩身混凝土喷淋养护”工艺原理是通过蓄水箱、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），蓄水箱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，高扬程水泵从水箱内抽水送至输水管内，输水管连接喷淋管，喷淋管喷头对墩顶包裹的土工布进行喷淋洒水，通过湿润的土工布经重力自流将水幕均匀的传递到需养护的墩身混凝土面上，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。

图4-1

5、施工工艺流程及操作要点

5.2 操作要点

5.2.1 供给水箱蓄水容量不小于2m3，采用市场购置成品水箱蓄水。

水箱摆放应尽量靠近桥墩，且能保证不影响桥墩施工的其他工序作业，每个墩身配置一套喷淋设备。

供给水箱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。

在水箱内标注警戒水位线，水位下降至警戒水位线时应对水箱进行补给，确保水箱水位符合要求。

喷淋系统安装前，首先对墩顶采用2mm厚土工布满包裹，土工

布下搭墩身30cm，墩顶土工布采用预制混凝土块压顶贴实墩顶混凝土面，墩身及凹槽处土工布采用尼龙绳及钢筋卡具固定贴实墩身混凝土面，墩身采用塑料薄膜包裹。具体见图4-1喷淋养护系统。

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墩身喷淋时的水量需求，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；

V——管道流速；

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2cm（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）PVC管，连接水泵与喷淋管。输水管悬挂在墩顶吊架上，升至墩顶后与喷淋管道连接。若墩身高度大于30m，墩身下部范围输水管应使用5cm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通过计算获得。

管径/流速/流量对照表

管径/流速/流量对照表

表5.2.3-1

表5.2.3-2

一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.05-0.6MPa ，水在水管中流速在0.4-3米/秒，喷淋管流速道取0.6米/秒。

根据《给排水设计手册》查表取喷头的特性系数为K=15 根据厂家提供资料喷头工作最小压力为0.05Mpa ，依次计算管道流量、管径及沿程损失如下:

该点处喷头压力为：H1=0.05Mpa ，

该点处喷头流量为：1101H K q ==15×05.010⨯=10.6L/min

=0.64m ³/H 。 管径计算 管径

=流速流量÷⨯68.353=6.064.068.353÷⨯=19.2mm ≈20mm

沿程损失计算

单位长度沿程损失可按下式计算：

3.1j

d 0000107.02v i ⨯= i —每米管道的水头损失，MPa/m ；

V —管道内水的平均流速，m/s ；

d j —管道的计算内径，m ；应按管道的内径减1mm 确定。

i =0.0000107×019

.06.03.12

=0.000066Mpa/m

根据图4—1所示，喷淋管道路径长为20m ，总计喷头数量为44个，送水管路径长等于墩身高度，此处取最大值30m 。

所以沿程损失∑h =i ×L ×44 =0.00066×40×44 =0.116Mpa