干旱风沙地区预制箱梁节水养护技术

陈兵

摘要：干旱风沙地区自然环境对混凝土养护造成诸多难题，如混凝土表面水分散失过快、养护用水极其匮乏等，对于预制箱梁而言，对混凝土养护要求更高，必须采取合理的养护措施和方法，以保证梁体养护质量。本文结合兰新第二双线铁路柳园制梁场箱梁养护实例，介绍一种节水养护技术，供相关专业人员参考。

关键词：预制箱梁  节水  养护

1 概述

预制箱梁在铁路建设中占有相当大的比重，随着我国铁路建设的迅速发展，在干旱风沙地区修建铁路越来越多，相对于内地在混凝土养护方面差异很大，为保证箱梁养护的良好效果和节约养护用水，根据以往施工经验，结合兰新第二双线铁路柳园制梁场施工环境，总结出了一套适用于干旱风沙地区预制箱梁的节水养护技术。

2 工程概况

兰新第二双线铁路柳园梁场位于酒泉市瓜州县境内，梁场设在DK1037+700线路左侧，全长400米，宽223米，占地约145亩。设计规划5个32m箱梁制梁台座、1个24m箱梁制梁台座;42个32m存梁台座、11个24m、32m共用存梁台座;1个检测台座。梁场共预制箱梁191榀。箱梁断面端部底宽5.68m、顶宽12.2m、梁中心高为3.028m。32m箱梁混凝土方量310.34m3、梁体重775.9t，24m箱梁混凝土方量为245m3、梁体重612.5t。本工程项目设计速度为200km/h、使用寿命100年;采用双线大断面箱梁，高标准的设计对箱梁预制质量提出了很高的要求。

3 气候特征

兰新第二双线铁路柳园制梁场地处我国河西走廊干旱的戈壁地区，为极旱荒漠区，气候干燥，风沙大，年均降水量45.7mm，年蒸发量3140.6mm，年相对湿度39—41%，地下水资源极为匮乏，由于气候干燥，蒸发量大，大风天气频繁，造成混凝土施工养护难度大，用水需求量大，然而水资源又极其匮乏，因此确保养护质量和节约养护用水就显得极为重要。

4 节水养护原理

主要通过在箱梁外部严密覆盖包裹，以降低梁体水分蒸发，确保梁体芯部与表面，表面及环境三者的温差在规范要求范围之内。采用梁面铺设复合土工膜，在上层覆盖大棚塑料布的方式防止水分散失，复合土工膜下安装自动喷淋系统定时喷水保湿;在内部及翼缘板悬挂加湿器加湿的方式，提高箱梁养护环境湿度，从而降低了风沙、日照、昼夜温差大等自然环境对混凝土造成的不利影响。适用于干旱风沙地区，环境最低温度大于5℃时，预应力混凝土简支箱梁保湿自然养护。

5 节水养护方案

5.1 材料准备

复合土工膜（32m×13m）、大棚塑料布（32m×13m）、水管、大棚塑料布（80m×6m）、绳子、电缆线宽胶带、钢筋、养护液。水泵、加湿器、定时器、湿度表、剪刀等常用工具。

5.2 施工流程

梁体混凝土养护在浇注完成后立即进行，先在制梁台座进行蒸汽养护，后移至存梁台座立即进入节水养护阶段。

①箱梁移位到存梁台座后，立即用复合土工膜对顶板（桥面）混凝土进行覆盖保湿养护，避免太阳直射，并在复合土工膜下顶板中线位置铺设自动喷淋管道，在复合土工膜上铺设大棚塑料布（32m×13m）防止水分散失。

②在箱内顶板和腹板部位均匀喷涂养护液养护，封堵底板泄水孔并蓄水养护。

③腹板外侧和翼缘板底部养护。在箱梁第2个和第4个泄水孔（翼板每侧有5个泄水孔）处吊装加湿器，采用铁线将桥面泄水孔上的钢筋与加湿器进行连接并确保稳固，加湿器距翼板约50cm。如图1所示。

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图1  悬挂的加湿器

④加湿器内蓄满水，将电源线从通风孔处穿入箱内，以避免电源遇水漏电，再用电缆线将其连接到3级配电箱上。

⑤用Φ20mm螺纹钢筋3根，2根10m长，一根12m长，将塑料布裁剪为2块40m长，把钢筋并排摆放，塑料布缠在钢筋上2圈，将塑料固定在桥面上，与顶板铺设的大棚塑料布搭接30cm以上。为防止大风天气，用绳子约每3m捆绑一道，上面固定在桥面竖墙钢筋上。如图2所示。

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图2  用绳子进行加固

⑥下侧连接箱内底板泄水孔处。用宽胶带将塑料边缘全部密封，将通风孔、泄水孔全部封堵，防止湿气外泄。将湿度表挂入箱外腹板上，以便观察湿度情况。

每排存梁台座设置蓄水池（9m长×2m宽×1.5m高）一个，供应梁面自动喷淋系统及自动加湿系统用水。梁场采用自动定时上水及自动加湿系统，每10分钟加湿3分钟，根据测得相对湿度可随时调整加湿时间，当加湿器内水位过低将自动蓄水。腹板外侧和翼缘板底部加湿养护相对湿度95%以上，由专人负责检查，每天记录4次相对湿度和用水量;自动加湿系统自动记录加湿时间。

人员配置，每个养护工班共由6人组成，其中管理人员1人，技术人员1人，安装工4人，大约4小时内可安装完成。

养护最短时间应满足《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）要求不小于14天。每一榀梁节水养护完成后，养护材料、设备移至下榀梁重复使用。

6 施工注意事项

①箱梁蒸气养护完毕后，采用龙门吊提走蒸养棚盖，立即用复合土工膜对顶板（梁面）混凝土进行覆盖，洒水养护，避免太阳直射。

②梁体养护期间应有专人负责，并记录养护温度和湿度，确保养护效果。

③梁体包裹完毕后，应有专人进行验收，确保箱梁包裹严密，不留死角。

④在梁体内外部均设置温湿度测定仪，以便随时掌握养护温度和湿度。

⑤施工用电应坚持“一电一闸一盒一漏”的原则。专职电工要不定期对线路进行检修，发现破皮、悬挂高度不够、以及未按要求设漏电保护装置等应及时修复。

7 总结

该技术虽较传统养护方式工序有所增加，但对于干旱风沙地区，采用传统覆盖洒水的方式，不仅达不到养护效果，质量难以保证且需要大量的养护用水，采用该养护技术不仅保证了养护质量还节约了大量养护用水。据测算，每榀箱梁如按传统养护方式需每2小时洒水一次，一次用水约1吨，每天需补水12次，自然养护14天内每榀箱梁用水量为168吨;采用该节水养护技术，则每天仅用水2吨，养护期内每榀箱梁的用水量仅为28吨，节约用水140吨。在水资源严重匮乏的戈壁的地区，水资源的价格最高可达50元/吨（包括运费），柳园制梁场承担191榀箱梁预制任务，采用节水养护技术进行养护，养护效果理想。此技术应用于干旱缺水的风沙地区，从提高箱梁养护的质量和节约用水方面均起到良好效果，可为类似施工环境工程提供参考。

参考文献：

[1]TZ 210-2005.铁路混凝土工程施工技术指南.中国铁道出版社，2005.

[2]JC 901-2002.水泥混凝土养护剂.中国标准出版社，2003.

[3]陳斌.浅谈桥梁预制箱梁架设施工技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（07）.