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墩身混凝土喷淋养护施工方案 1 1 前言 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 2 工程特点 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 3 使用范围 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 4 工艺原理 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 5 5 施工工艺流程及操作要点 施工工艺流程及操作要点 5 1 工艺流程 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 时间继电器安装 时间继电器设定 循环喷淋 检查验收 喷淋系统拆除 水泵安装 输水管安装喷淋管安装 水箱蓄水 施工准备 墩顶土工布包裹 墩身下搭 30cm 墩身塑料 薄膜包裹 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 g 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 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 管径管径 流速流速 流量对照表流量对照表 流量流量 m m3 3 h h 管径管径 DN 0 4m s0 6m s0 8m s1 0m s1 2m s1 4m s1 6m s1 8m s2 0m s2 2m s2 4m s2 6m s2 8m s3 0m s 200 50 70 91 11 41 61 82 02 32 52 72 93 23 4 250 71 11 41 82 12 52 83 23 53 94 24 64 95 3 321 21 72 32 93 54 14 65 25 86 46 97 58 18 7 401 82 73 64 55 46 37 28 19 010 010 911 812 713 6 502 84 25 77 18 59 911 312 714 115 617 018 419 821 2 654 87 29 611 914 316 719 121 523 926 328 731 133 435 8 807 210 914 518 121 725 329 032 636 239 843 447 050 754 3 10011 317 022 628 333 939 645 250 956 562 267 973 579 284 8 12517 726 535 344 253 061 970 779 588 497 2106 0114 9123 7132 5 15025 438 250 963 676 389 1101 8114 5127 2140 0152 7165 4178 1190 9 20045 267 990 5113 1135 7158 3181 0203 6226 2248 8271 4294 1316 7339 3 25070 7106 0141 4176 7212 1247 4282 7318 1353 4388 8424 1459 5494 8530 1 300101 8152 7203 6254 5305 4356 3407 1458 0508 9559 8610 7661 6712 5763 4 管径管径 流速流速 流量对照表流量对照表 管径管径 DN 流量流量 m m3 3 h h 0 4m s0 6m s0 8m s1 0m s1 2m s1 4m s1 6m s1 8m s2 0m s2 2m s2 4m s2 6m s2 8m s3 0m s 350138 5207 8277 1346 4415 6484 9554 2623 4692 7762 0831 3900 5969 81039 1 400181 0271 4361 9452 4542 9633 3723 8814 3904 8995 31085 71176 21266 71357 2 450229 0343 5458 0572 6687 1801 6916 11030 61145 11259 61374 11488 61603 21717 7 500282 7424 1565 5706 9848 2989 61131 01272 31413 71555 11696 51837 81979 22120 6 600407 1610 7814 31017 91221 41425 01628 61832 22035 72239 32442 92646 52850 03053 6 表 5 2 3 1 流速推荐值流速推荐值 m s 管径 DN 20253240506580100125150200250300350400 闭式 系统 0 5 0 60 6 0 70 7 0 90 8 10 9 1 21 1 1 41 2 1 61 3 1 81 5 2 01 6 2 21 8 2 51 8 2 61 9 2 91 6 2 51 8 2 6 开式 系统 0 4 0 50 5 0 60 6 0 80 7 0 90 8 1 00 9 1 21 1 1 41 2 1 61 4 1 81 5 2 01 6 2 31 7 2 41 7 2 41 6 2 11 8 2 3 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 15 10 6L min 1101HKq 05 0 10 0 64m H 管径计算管径计算 管径 19 2mm 20mm流速流量 68 3536 064 0 68 353 沿程损失计算沿程损失计算 单位长度沿程损失可按下式计算 3 1 j d 0000107 0 2 v i 每米管道的水头损失 MPa m i V 管道内水的平均流速 m s dj 管道的计算内径 m 应按管道的内径减 1mm 确定 0 0 Mpa mi 019 0 6 0 3 1 2 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 L 44 h i 0 00066 40 44 0 116Mpa 自动喷水泵选型计算自动喷水泵选型计算 自动喷水泵扬程 Hb H 其中 H ZPh0 式中 管道沿程和局部水头损失的累计值 h P0 最不利点处喷头的工作压力 Z 水箱最低水位至最不利喷头静水压 此处取值为 0 0 116Mpa h P0 0 05Mpa Z 0 所以 Hb 0 116 0 05 0 0 166Mpa 根据水泵流量及扬程选用型号为 DQX15 32 0 75 的水泵两台 一备一用 其主要参数 扬程 32m 流量 1 5m h 水箱容积计算水箱容积计算 常温 用水量 流量 m H 时间 H 流量 m H 0 7m 总计喷淋时间 5min 1H 24 60 65 5 60 1 85 一天用水量 流量 m H 时间 H 0 7 1 85 1 30m 高温天气用水量约比常温天气用水量多 1 倍 5 2 4 喷淋管采用 2cmPVC 管制作 其上安装向四周扩散的喷头 采用农用喷头 间距 50cm 喷淋管沿墩帽布设布设 1 圈 在墩 帽外缘 喷头朝下 且面向砼面 保证墩帽混凝土顶面养护面全部 被喷头喷出的水花所覆盖 并有重叠 喷淋管在墩帽外缘四周上安装时 应调整其与混凝土面的距离 确保喷淋时水柱在混凝土面上能够散射开 并使相邻两喷水孔喷出 的水花的散射范围能够相互重叠 5 2 5 自动控制系统由时间继电器及电磁开关组成 设定时间 继电器计时间隔后 继电器控制电磁开关接通或关闭高扬程水泵的 电力供应 时间继电器及开关亦应符合高频率的开关状态下的稳定性 且 在不同环境温度下均可调节 以确保高温时段的养护频率符合要求 及雨天停止工作以节约资源 时间继电器应由专人设置 高温时段设置为 30min 喷淋一次 常温时段为 60min 喷淋一次 每次喷淋 5min 喷淋时间的设置应考 虑在第二次喷淋时能确保上次喷淋水分还未完全蒸发 5 3 劳动组织 本方案所需人员如下表 序号组别人数工作内容备注 1 水管工 2 安装 拆卸输水管 2 操作工 1 喷淋时间设置 喷淋过程中检 查 6 6 材料与设备 材料与设备 6 1 材料 6 1 1 PVC 管 本方案采用 PVC 给水管 拉伸屈服强度 40MPa 维卡软化温度 90 应符合 GB T5836 1 2006 中相应规定 内外壁光滑 平整 不允许有气泡 裂口和明显的痕纹 凹陷 6 1 2 自固式水管接头 制造精度按 GB3764 83 执行 表面硬度 550 800HV 芯部 220 300HV 硬化层深 0 03 0 05mm 6 1 3 喷头 农用单喷头 接口类型一般为内丝 2 分螺纹接口 M14 1 5 6 2 主要设备 6 2 1 水泵 型号 QDX15 32 0 75 功能 供水 6 2 2 时间继电器 型号 AH3 2 功能 控制喷淋起始时间 7 7 质量控制 质量控制 7 1 本方案必须遵照执行的现行规范 规程 标准 7 1 1 铁路混凝土工程施工技术指南 铁建设 2010 241 号 7 1 2 铁路混凝土规程施工质量验收标准 TB10424 2010 7 1 3 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准 TB10752 2010 7 1 4 铁路工程施工安全技术规程 TB10303 2009 7 1 5 施工现场临时用电安全技术规范 JCJ 2012 7 1 6 济青铁路有限公司文明施工管理实施细则 7 2 系统安装条件要求 7 2 1 按照要求对水泵 时间继电器 PVC 管等进行检查验收 不合格产品不得使用 7 2 2 对喷淋用水水质进行试验 对混凝土有腐蚀性的水源不 得使用 8 8 安全措施 安全措施 8 1 在安装及喷淋过程中应严格按照 安全生产法 及施工现 场安全规范中相关要求执行 8 2 输水管道的高空安装过程中 应严格按照高空施工有关要 求作业 必须系安全带 穿防滑鞋 戴安全帽 8 3 调试喷淋管道与养护面的距离时 应注意高压水管的连接 部位的连接效果 防止连接不牢靠致使水管脱开 击伤或击落作业 人员 且务必注意在此过程中安全带的有效使用 8 4 现场严格按 三相五线制 供电 并按要求做好保护接零 及接地 8 5 电器设备应该安装专用的开关和插销 插销上应具备专用 的保护接零接地触头 8 6 配电箱应严格实行 一机一闸一漏 制度 8 7 施工现场的一切电气线路 设备的安装 维护和拆除必须 由持证的电工来完成 9 9 环保措施 环保措施 9 1 PVC 管进场后应按审批同意的施工方案中施工平面布置图 的要求分类堆放在指定的堆场 9 2 输水管搭 拆过程中 应传递物件 严禁抛掷物件 更不 得用硬器敲击输水管 9 3 输水管安装应符合规范要求 拆除时应按一步一清原则进 行 拆除的输水管应及时运至地面分类堆放 当天拆除当天清理 做到文明施工 1010 效益分析 效益分析 10 1 质量方面 本方案采用自动喷淋 这样避免了因养护不均而造成的质量问 题 避免了人工高空作业而增大了养护安全系数 确保了混凝土养 护施工质量 10 2 工期方面