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摘要：目前普遍采用的混凝土管片養護工藝是蒸汽養護—水池養護—自然養護，由于管片體積大、養護周期長，需要建造多個水池進行水養，場地占用大、成本高。因此在原養護水池基礎上加裝一套自動化噴淋養護系統，增加現有水養池管片容量，減少管片搬運及倒水作業，通過設計實施，有效解決了原有養護方式存在的問題。

關鍵詞：混凝土管片；噴淋；養護；水養池

1工程概況

青島地鐵1號線是青島市軌道交通規劃中的一條重要地鐵線路，該線是主城區連接黃島區和城陽區南北的骨干線路。線路全長59．970km，共設置41座車站，全部為地下車站。區間主要采用TBM和盾構法施工，管片需求量大，對管片的強度、耐久性有著極高的要求。管片養護是管片生產過程中的一道重要工序，管片養護不到位會導致管片表面開裂［1］，影響管片后期強度的增長和結構耐久性。

2水池養護存在的問題

為保證生產效率，混凝土管片澆筑完成后采用蒸汽養護的方式，使混凝土在有限時間內達到脫模強度，管片起模且降溫后再采用水池養護（北方地區冬季采用噴養護劑養護），達到一定強度后，再轉到存放場自然條件養護。蒸汽養護流程為：靜停期（100min）→升溫期（80min）→恒溫期（60min）→降溫期（90min），養護溫度由傳感器實時采集數據，由中心控制室自動溫控系統實現自動控制。水池養護是將管片浸泡在深度為3．5m的水養池內，使管片養護充分均勻，管片入池時與水溫的溫差不得超過20℃，養護水池內設立電加熱設備，避免管片養護池水溫過低。管片養護水要投石灰粉，保證其的堿性，這樣有利于混凝土的養護，防止混凝土的碳析出，影響后期強度；養護周期為7～14d，由專職質檢人員進行把關。由于管片重量、體積較大，管片生產規程要求：管片內弧面向上平放超過5層或側面立放超過3層時應進行受力驗算，因此管片堆放一般不超過4層。水養池深度為3．5m，只能疊放2層管片，水養和自然養護需要占用大量廠地，生產量大時會造成養護水池容量不足，而且水池內注水及倒水周期長，影響管片的養護效率。技術人員研究提出一種地鐵混凝土管片自動化噴淋養護系統，增加養護池管片疊放數量，擴大養護水池養護容量，減少搬運及倒水作業，更好的保證了管片的養護效果和質量，降低生產成本。

3管片自動化噴淋養護系統的設計與應用

技術人員通過現場調研混凝土管片目前在水池內的堆放情況，養護水池供、排水系統的結構形式，水池周邊的其他附屬結構，設計了自動化噴淋養護系統方案（見圖1）。該噴淋養護系統主要有PLC控制水泵噴淋的自動化系統［2］，主要包括給水系統和電氣控制系統，給水系統使用地下水井供水，采用變頻器控制水量，共設計使用18個噴淋噴頭，每個噴頭可分別控制開閉，噴淋扇面角度可調節為90°、120°、180°，能夠覆蓋整個養護水池組；每個高壓電磁閥控制一個噴頭，設有時間控制器［3］，可分別設置定時開閉循環工作。安裝雨量檢測控制器，自動檢測雨水大小，并可根據雨水大小自動控制噴淋時間；裝有濕度檢測及控制系統，根據大氣濕度控制噴頭噴水量大小；可以實現噴淋強度控制、作業停噴控制、人工干預控制。該自動化系統系統可連接WIFI接入互聯網，同時支持4G模式，可以直接通過電腦或手機進行操作監控。每一次噴淋養護都可以在系統記錄，方便統計、查看。方案核定后，采購深水潛水泵、風速傳感器、雨量傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、高壓電磁閥、變頻器、旋轉噴頭等配件進行安裝調試，電氣系統組成見圖2。使用該系統裝置時首先將水泵閥門打開，設置噴淋時間，然后打開電氣控制系統，最后根據天氣情況選擇控制噴量大小。在自動模式下，系統可以根據當天的天氣情況，選擇系統的開閉，比如下雨天氣，系統會關閉噴淋。手動模式即為手動進行控制水泵及閥門的開啟；時控模式即為時控器控制噴淋，時控模式下水泵是循環啟動，也可以按下屏幕上的雙泵同時啟動進行雙泵啟動。水泵啟動為防止電網沖擊，程序中會有延時，電磁閥默認都是打開狀態，當需要關閉某一個閥門時可進入閥設置畫面進行閥門關閉。在本地操作界面以及遠程界面中可以進行噴淋開啟時間以及關閉時間設置，設置采用24h制，注意開啟時間必須小于關閉時間，而且時間必須依次按順序進行設置。此系統運行后，可根據本地以及手機APP進行時間設置，系統會自動開啟或者關閉，高效率的水泵配合高霧化噴頭，完全可以覆蓋整個噴淋池。當系統出現任何不可控問題以及要進行檢修時按下急停，問題解決后再拉開急停。

4效益分析

該自動化噴淋系統安裝使用后顯著提高了水池養護效率，減輕了管片養護的勞動強度，解決了管片水養池容量不足的問題；噴灑均勻，改善了產品外觀質量，提升了管片強度。使用該管片噴淋系統后，除管片吸收、蒸發、漂散等消耗的水，大部分水都可以回流回養護池，節省了用水量［4］；同時能夠節省水養池的擴建費用，減少了固定資產的投入。綜合考量系統的用電量、用水量、人工費［5］、倒運運輸費等指標，生產6000環管片，每年可節省養護費用約30萬元。

5結束語

管片生產規范中明確要求對管片進行水養或噴淋養護，采用噴淋養護方式時，應用紡織物遮蓋后進行噴淋，依據氣溫的不同，每天噴淋的次數有所不同，噴淋時間一般為7～14d。該系統的研究和應用能夠滿足規范要求，保證管片表面混凝土濕透、混凝土潤濕，保障管片養護質量的同時提高了養護效率，降低了養護費用，為地鐵混凝土管片生產提供了技術支持，提高了企業的核心競爭力。

參考文獻

［1］張久軍．一種新型的預制構件混凝土養護方式［J］．河南建材，2019（04）：307－308．

［2］孫春陽，王昊，唐學超．智能噴淋養護技術的應用［J］．交通世界，2018（18）：64－65．

［3］周平，仲甡，周自強，等．隧道二襯混凝土自動噴淋養護系統設計與應用［J］．施工技術，2019（06）：711－714．

［4］張東青．橋梁工程成套自動噴淋養護工藝創新應用［J］．科技與創新，2018（24）：156－157．

［5］張永攀．地鐵車站大面積混凝土噴淋養護技術［J］．施工技術（建筑科技），2018（03）：25－26．

作者：才玉亭 單位：中鐵十四局集團房橋有限公司