小型預制構件廠地埋式噴淋及超聲波養生技術

摘要：文章以新建南寧至崇左鐵路（以下簡稱南崇鐵路）某小型混凝土預制場為例，從創新點、工裝組成、操作要點、應用效果等方面詳細介紹了小型預制構件廠地埋式噴淋及超聲波養生核心技術，并對人工效益、用水效益、環境保護效益等方面進行了詳細的分析對比。分析結果表明，該技術提高了預制場產品的施工質量及解決了施工周期和場地問題，保證了現場施工進度要求，降低了施工成本，達到了提質增效的效果。

關鍵詞：預制構件;地埋;噴淋;超聲波養護

0 引言

傳統的懸掛式噴淋養生方法存在養生利用率低、預制構件養護效果差、施工周期長及自上而下養護水噴灑到其他區域等問題。為了提高小型預制場的預制構件質量及投入成本，項目部在預制廠規劃過程中開始根據以往經驗對預制件養生方法進行改進，把懸掛式噴淋養生改成了地埋式自動噴霧養生、超聲波養護室養生。地埋式噴淋及超聲波養生技術的應用先進可靠，具備推廣價值和經濟效益。

1 工程概況

南崇鐵路為南憑鐵路通道的重要一段線路，設計速度目標值為250 km/h，新建正線全長119.294 km，其中路基段長度為52.136 km（含站場4.48 km），占正線的43.70%。橋隧比重為56.30%，橋梁57座，總長40.967 km，占正線長度的34.34%;隧道17座，總長26.191 km（含1.35 km地下結構），占正線長度的21.96%。

南崇鐵路某標段小型預制場主要生產隧道中心水溝蓋板、電纜槽蓋板、余長電纜腔蓋板;橋梁遮板、防護欄桿立柱、電纜槽蓋板、橋下柵欄立柱;路基電纜槽、排水槽、擋土板、人行道板、防護柵欄;空心六棱磚、實心六棱磚、電纜井蓋板、地界樁等。預制構件產量大、品種繁多，因此提高混凝土預制構件養護效果很有必要。

2 核心技術

2.1 創新點

（1）新建超聲波養護室，通過超聲波蒸汽發生機產生的蒸汽對養護室內的空氣進行加溫加濕，接近于標養室環境對預制構件進行帶模養護，減少模具投入，提高經濟效益。

（2）改變以往懸掛式養護噴淋方式，布置地埋噴管線，采用地埋式自動噴霧養生。

2.2 工裝組成

（1）超聲波養護室由活動板房養護室、超聲波加熱加濕機、室內抱箍側掛養護管道、室外水循環系統組成。超聲波養護室根據場地條件新建18.4 m×11.1 m活動板房，四周密封。購置超聲波蒸汽發生機對養護室內空氣進行加溫加濕，采用160 mm PVC管沿室內墻壁布置蒸汽管路，使室內蒸汽分布均勻。

（2）地埋式噴淋系統主要由噴淋系統總控制箱、電磁閥分區接口及地埋式噴淋噴頭組成。電磁閥控制箱采用河南奧升路橋設備有限公司的設備，型號為PL-36，產品編號為01906170026，額定電壓為380 V，額定功率為3 kW，額定電流為6 A。噴淋系統總控制箱實現場內養生集中控制，電磁閥分區接口實現噴霧養生分區控制以節約用水。

2.3 操作要點

2.3.1 超聲波系統操作要點

（1）超聲波養護室四周密封，由于超聲波蒸汽用水量少，僅在室內最低側布置排水槽，與室外沉淀池及集水井連接實現水循環。超聲波及噴淋養生系統共用一個沉淀池和集水井。沉淀池尺寸為2 m×2 m×1.5 m，集水井尺寸為2 m×2 m×1.5 m。在沉淀池與集水井之間設置凈化水過濾網，起到水凈化重復利用的作用。

（2）室內采用抱箍側掛PVC160 mm養護管道，在養護室離地面1.5 m的高度布置一道養護管道，并在管道上用開孔器鑿出噴霧孔口，蒸汽出口間距為0.3 m，出霧口與地面成30°夾角。

（3）根據不同季節，由試驗室確定蒸汽養護溫度，保證預制構件養護外觀及質量。

（4）超聲波養護設備采用國潤新款自清潔加熱型加濕器，型號為GRH-QZR/56，控制方式采用溫度/時間/手動，額定電壓為220 V/50 Hz，額定功率為3 700 W，出霧量為56 L，供水水質采用潔凈水，環境溫度為5 ℃～40 ℃，運轉噪音<60 DB。

2.3.2 噴淋養護系統操作要點

（1）提前規劃場地，對每個區域噴淋口均要進行設計布置。接噴頭的分布管采用PE40管，每3 m設置一道管子，每道管子噴頭間距控制在3 m。電磁閥連接的每道分布管采用PE50管，一個電磁閥基本控制三道分布管路，共設置10個電磁閥，每個電磁閥在控制箱都有對應的開關，可以實現分區域養護。水桶（10 m3）到電磁閥的管子采用PE63管連接，中間采用增壓泵（單級單吸立式管道離心泵）增壓，增壓泵參數為：流量25 m3/h、功率15 kW、揚程80 m、轉速2 900轉/min。

（2）場地平整完成后布置水管線路，通過分區電磁閥實現分區控制。澆筑混凝土地坪前確認各區域管線密封及水壓符合要求，并用PVC200 mm管對噴頭處進行圍擋處理，防止混凝土澆筑過程中堵住噴頭。噴頭選用可調節式，噴淋直徑>3 m。

（3）場內水循環系統通過場內水溝匯至場外沉淀池再匯入集水井，沉淀凈化后，實現水循環再利用。

（4）噴淋接口涂刷40 cm×40 cm黃色警示標識，且噴淋口低于地面1～2 cm，防止預制構件堆放遮擋噴淋口或使噴淋口損壞。

（5）噴淋口內填潔凈細沙，保證場地內無積水。

（6）預制構件達到初凝1 h后，每隔2 h養護一次，強度達到75%后，每隔4 h養護一次。

3 經濟效益分析

通過改革創新，保證了預制構件養護的質量效果，節約了人工成本、材料成本，提高了模具周轉效率，實現了現場信息化、高標準化要求，從而提高了項目經濟效益。

3.1 節約人工效益分析

通過表1可看出，傳統預制塊養生采用人工灑水養護，雜工工費為150元/d，需施工1 245 d，總計186 750元;而采用噴淋和超聲波養生系統總共需要材料費及人工費61 000元。通過應用這兩套養生系統合計節約人工成本共計186 750-61 000=125 750元，具有一定的經濟效益。

3.2 節約用水效益分析

通過表2可看出，傳統預制塊養生灑水產生的廢水采用自然流走的辦法，用水量為20 m3/d，每方建筑用水綜合單價是4.1元，需施工1 245 d，總計102 090元;而采用循環水過濾系統總共需要材料費及人工費2 000元，通過應用該套過濾系統合計節約水費成本共計102 090-2 000=100 090元，具有一定的經濟效益。

3.3 模具效益分析

通過超聲波蒸汽養護，模具脫模時間縮短1/2，模具周轉時間縮短了1/3，減少了模具投入，超聲波蒸汽發生機購置費用低，大大減少了項目成本（見表3）。

通過以上表格及說明可看出，采用傳統工藝進行灑水養生及自然養護人工及水費施工成本總計為216.8萬元;而采用全自動化養護噴淋以及超聲波養生技術，總共需要材料費及人工費131.6萬元。通過應用這兩項工裝合計節約成本共計216.8-131.6=85.2萬元，具有一定的經濟效益。

4 社會效益

小型構件廠現施工用地為6 800 m2，日產能在25 m3左右，南崇鐵路計劃鋪軌時間為2021-10-01。按傳統養生辦法養護周期為10 d，預制構件無法滿足現場施工需求，需要加大養護存放場地和成品存放場地面積，需要增加征地，對環境水土保持方面不利。而采用超聲波養護系統和噴淋系統會加快成品養護周期，養護時間縮短至5 d，減少了因預制塊養護時間不夠強度不能滿足設計要求的問題，也保證了預制構件場生產的轉換，不需要增加養護及成品存放場地，減少了對土地的征用，對環境保護、水土保持起到積極的作用，具有較好的社會效益。

5 結語

根據超聲波蒸汽養護及地埋式噴霧養生系統的應用效果可知，模具脫模時間縮短，減少了模具投入，而且預制件養護效果能夠得到保證，在節約人工、用水、模板等方面具有一定的經濟效益，在減少工程用地、環境水土保護方面具有較好的社會效益，值得繼續推廣使用。

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作者簡介：畢詩堃（1988—），工程師，主要從事鐵路工程管理工作。