西北地区预制梁场智能化综合养生技术

保善斌

（中铁十五局集团第一工程有限公司，陕西西安 710000）

1 工程概况

银昆高速（G85）太阳山开发区至彭阳（宁甘界）段公路项目LJ11-2 标位于宁夏回族自治区固原市彭阳境内，地处西北地区，工程起迄里程：K203+100—K212+656，路线全长9.542km。采用封闭式双向四车道高速公路标准，设计速度100km/h，整体式路基宽度为26m，分离式路基宽13m。20m 预制T 梁共有843 片，30m 预制T 梁共有432 片，40m T 梁144 片。根据预制T 梁生产任务，本标段拟设2 座T 梁预制场，左侧梁场生产20m T 梁、40m T 梁，右侧梁场生产30m T 梁。

2 前期策划

项目区位于西北地区，水资源匮乏，所在地少雨，年平均降雨量433.6mm，夏季降雨集中在8、9 月份，可占全年降水量的一半，绿色公路建设成为必然选择。为节约用水，梁场设三级沉淀池用作废水重复利用，蒸养及喷淋产生的养护水经场内排水沟流入沉淀池，再由水池抽出用作养护水进行循环利用。喷淋养生和生活污水经过三级沉淀可直接用来养生既节约用水量和很好的解决了污水乱排乱放现象。

由于冬季施工时间较长，且进入9 月份以后气温低温较低，如果7d 养护工作不到位会直接导致强度提升的慢，影响混凝土质量，为解决冬季施工的问题，经过合理的分析、对比最终确定采取智能化养生的方案，将智能蒸汽养生和智能喷淋养生相结合，能够大大的节省人力和物力，且经过实践证明，预制T 梁脱模后在台座上用龙门吊吊装蒸养棚笼罩，蒸汽养生3d，蒸汽养生结束后撤去蒸养棚，对T 梁覆盖土工布，采用喷淋养生继续进行养生4d，最终达到了预期效果。

2.1 施工现场基本情况

梁场位于服务区左右场区，分为两个制作区（1#、2#梁场），其中1#梁场预制数量为：20m T 梁843 片，40m T 梁144 片，根据预制梁数量及工期安排20m 计划设置42 个制梁台座，40m 计划设置10 个制梁台座。2#梁场预制数量为：30m T 梁432 片，根据预制梁数量及工期安排计划设置25 个制梁台座。

2.2 蒸汽锅炉设置（燃煤型）

使用全自动蒸汽锅炉2 台（1#梁场为4t 型，2#梁场为2t 型），可供应1#、2#梁场同时蒸汽养生。

2.3 管道安装

蒸汽主管道、支管道、出气口均采用无缝钢管：主管道铺设于梁场导水沟里，并用保温层包裹；支管道预埋梁场水泥地面下及制梁台座内；出汽口预埋在水泥台座内，出口向两侧。

喷淋系统主水管管道安装在龙门吊基础内侧，支管道预埋于台座下[1]。蒸汽管道布置如图1 所示，蒸汽喷头位置如图2 所示。

图2 蒸汽喷头位置

2.4 电磁阀及控制线

电磁阀安装在主管道与支管连接处，每个台座设计一个，并用控制线连接主控系统（主机）。考虑后期维修更换，电磁阀全部设计在梁场排水沟内中上部，盖上盖板，加以保护。

2.5 智能伸缩喷淋养生系统布局

布局时，需要明确以下内容：①梁场制梁区的长度、跨度。②预制梁的长度。③预制梁的横隔板位置、横隔板数量。④台座的高度、宽度、数量。⑤台座与台座之间的间距。⑥台座端与台座端的距离。⑦水源、电源、主机、增压泵所安装位置。

2.6 控制系统

手机下载远程操控软件，在手机上可完成养生时间、间隔时间的自由设定，根据梁体数量，编程输入梁体编号，每个梁体的独立养生记录记录数据存储U 盘，下载打印纸质数据。本喷淋系统安装方便、维护简单、易于操作，不仅有效提高了劳动力，而且对预制梁体的养护周期一直保持全天候、全方位、全湿润、无死角的最佳养护状态。良好的养护条件使得混凝土早期强度上升较快，对提高混凝土的强度、防止梁体产生收缩裂纹具有明显效果。使预制梁的施工水平得到很大的提升，提供了良好的技术积累和数据论证[2]。

3 智能喷淋养生系统及蒸汽养生系统概述

3.1 智能喷淋养生系统

（1）一般情况下，预制梁场都会把排水沟预留到龙门吊行走基础内侧，这样就能作为安装喷淋系统主水管管道所制用（排水沟宽度为30cm，深度为30~40cm）主水管放在排水沟30cm 位置，主水管紧贴排水沟内壁外侧。主水管悬空可用钢筋支起，主水管安装调式正常后，可用盖板封口排水沟，保护喷淋系统主管道。

（2）喷淋系统支水管预留采用台座端与台座端（竖向台座排列）中间位置，先确定有几个竖向排列台座，再设计沟槽宽度，宽度为一个台座1 个ϕ40 管（例如，5个/排台座5 根PPR ϕ40 管的横向排列宽度）深度为15cm，喷淋系统安装调试正常后，可把ϕ40 支管全部用水泥土填埋以保护支水管网，构漕填水泥土上面可留10cm 深作为排水用。图3 为喷淋养生供水管安装。

图3 喷淋养生供水管安装

（3）电磁阀位置处理。采用预埋主水管的同时，要考虑电磁阀的维修、更换与保护，可根据安装电磁阀的宽度设计一个小池（池沿高出地面2~3cm）池的大小根据更换电磁阀的范围设计，再盖一钢板，有力保护喷淋自动控制部位。

（4）台座预埋部分与伸缩旋转喷头。首先确定台座的高度、宽度，再制作管道预先放在台座的基础上，再根据梁片的隔板位置、梁片的长度设计出预留安装伸缩旋转喷头的位置，位置精确以后，可预埋30mm×30mm 的预留方孔，也可用ϕ150 至200PVC 管材在台座钢筋笼内固定牢并用透明胶带封口。台座模板折掉后，把封口胶带取下，把伸缩喷头拧上预留孔内的预留ϕ20 的外丝上，以备喷淋系统整体调试。再者，不管台座长度多少，中间都要预留1 个ϕ20 外丝的预留孔，以备连接梁顶喷淋养护所需。

（5）伸缩旋转喷头具有很大优越性，该喷头拧在预留孔内ϕ20 外丝的丝口上，通水压力自动伸出旋转喷洒梁体两侧，停水时喷头则自动缩回台座预留孔内，支模板、拆模板、浇灌混凝土与喷淋系统互不妨碍，真正做到“喷淋全覆盖，施工无障碍”[3]。

（6）梁顶、梁端喷淋养护。梁顶、梁端养护必不可少，采用最方便、全方位的喷淋方法是用ϕ40 或ϕ32 的管道3m 一节热合内丝三通，拧上纯铜离心喷头，向上均匀喷洒梁面。梁端养护可把管道在梁顶梁端各外伸50~60cm，在下悬50~60cm，热合上内丝三通拧上喷头喷洒养护梁端，取水用快速接头、高压软管连接台座最中间的预留内ϕ20 外丝[4]。

（7）智能操控。手机下载APP 远程操控，在手机上可完成喷淋时间、间隔时间的自由设定，根据梁体数量，编程输入梁体编号，每个梁体的独立喷淋记录数据存储U 盘，下载打印纸质数据。

3.2 蒸汽养生系统

3.2.1 蒸汽管道安装施工

具体操作如下：①蒸汽主管道采用ϕ108 无缝钢管，铺设梁场导水沟里面，并用保温层包裹。②蒸汽支管道采用ϕ32 无缝钢管，预埋梁场水泥地面下，及制梁台座内。③蒸汽出汽口采用ϕ15 无缝钢管，预埋在水泥台座内，出口向两侧。④管道接口处用焊接完成。

3.2.2 电磁阀：控制线

具体操作如下：①电磁阀采用ϕ32 电磁阀（防水、抗高温）。②电磁阀安装在主管道与支管连接处，用丝头连接，支管道直通台座内。③电磁阀每个台座设计一个，并用控制线连接主控系统（主机）。④控制线采用12芯、14 芯×1.5mm2专用线缆，用PVC 线管穿上，距主管道保温层10~15cm 安放。⑤电磁阀全部设计安放在梁场导水沟内中上部，盖上盖板，加以保护。

3.2.3 智能控制系统（主机）与喷淋系统同主机操作

智能控制系统（主机）与喷淋系统同主机操作。电磁阀安装与智能控制系统如图4 所示。

图4 电磁阀安装与智能控制系统

3.2.4 蒸汽养生效果

预制T 梁前3d 的蒸汽养生可提高T 梁混凝土表面温度和湿度，缩小水泥水化热产生的表里温差，防止混凝土温差裂缝的产生，在冬期施工时效果尤为明显。且蒸养棚均为油布制作，冬雨季对蒸汽养生效果无影响，还可加盖帆布保温[5]。蒸汽覆盖养生如图5 所示。

图5 蒸汽覆盖养生

4 环保及用水

场内预留纵横排水沟槽，汇水进入梁场三级沉淀池、循环池，再通过抽水泵送水至养护水管，从喷头雾化喷水养护梁片。养生水回收如图6 所示，沉淀池水循环如图7 所示。

图6 养生水回收

图7 沉淀池水循环

5 结语

预制梁场自动化综合养生系统安装方便、维护简单、易于操作，不仅有效提高了劳动力，而且对预制梁体的养护周期一直保持全天候、全方位、全湿润、无死角的最佳养护状态。蒸养系统及智能喷淋系统从养护区、循环池、自动控制器到抽水泵，整个流水系统形成一个闭合循环，养护流程从供水、用水到回收采用环保理念，养护水经沉淀后重新利用，合理利用了水资源，很好的解决了西北地区预制梁所面临的养生问题，提高了混凝土的外观质量。

良好的养护条件使得混凝土早期强度上升较快，对提高混凝土的强度、防止梁体产生收缩裂纹具有明显效果，使预制梁的施工水平得到很大的提升，为我单位施工提供了良好的技术积累和数据论证，该技术的可靠性，可供同类工程施工参考。