大型沉箱預(yù)制場智能噴淋養(yǎng)護(hù)工藝

蔡偉 中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司

1.工程概述

廈門港古雷港區(qū)古雷作業(yè)區(qū)南15～19#泊位工程位于福建漳州古雷半島西側(cè)。本工程規(guī)劃2個5萬噸級液體散貨泊位（結(jié)構(gòu)按10萬噸級預(yù)留）、一個2 萬噸級液體散貨泊位、2個5000噸級液體散貨泊位及相應(yīng)配套設(shè)施設(shè)施。設(shè)計(jì)共計(jì)A、B、C 型66 個沉箱，其中A型沉箱為17.25m×16.5m×19 m，重2700 t，共37 件；B 型 沉 箱 為17.25 m×12.75 m×14.3 m，重1660 t，共12 件；C 型 沉 箱 為20.02 m×11.4 m×11.2 m，重1450t，共17件。沉箱為C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共計(jì)56577.2m3。

混凝土養(yǎng)護(hù)方式主要為自然養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)等。由于蒸汽養(yǎng)護(hù)需在室內(nèi)進(jìn)行，對于大型混凝土預(yù)制沉箱不易實(shí)現(xiàn)，因此大型混凝土預(yù)制沉箱通常采用自然養(yǎng)護(hù)的方式。而自然養(yǎng)護(hù)主要是灑水養(yǎng)護(hù)。傳統(tǒng)的灑水養(yǎng)護(hù)方式通常采用在預(yù)制沉箱的上口懸掛PVC管結(jié)合人工沖水的方式，堆場上的成品沉箱受限于拆裝養(yǎng)護(hù)管工序繁瑣、水壓不足及養(yǎng)護(hù)操作人員的質(zhì)量意識淡薄等原因，時常出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)不及時及漏養(yǎng)現(xiàn)象。工廠化的流水線生產(chǎn)，預(yù)制沉箱養(yǎng)護(hù)期內(nèi)堆存位置及施工狀態(tài)每天變化，懸掛養(yǎng)護(hù)管需動用起重設(shè)備配合人工，耗時費(fèi)力。急需尋求一種無需起重設(shè)備投入、智能便捷及降低人為因素影響的養(yǎng)護(hù)方案，在沉箱預(yù)制過程的各個階段、位置做到養(yǎng)護(hù)期內(nèi)的全天候覆蓋養(yǎng)護(hù)。

2.平面設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目最大A型沉箱重2700t，高度達(dá)到19m，共分五層進(jìn)行預(yù)制。場建初期即詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)了沉箱智能噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，并在場建時精確預(yù)埋系統(tǒng)管網(wǎng)。下面以A型沉箱養(yǎng)護(hù)方案為例，針對沉箱不同施工狀態(tài)及位置確定兩種不同養(yǎng)護(hù)方案：（1）生產(chǎn)線內(nèi)預(yù)制中的沉箱采取外模板、鋼筋外架安裝鍍鋅襯塑鋼管，加壓噴淋養(yǎng)護(hù)；（2）堆存區(qū)成品沉箱采取移動噴淋養(yǎng)護(hù)小車，人工加壓沖養(yǎng)。

本系統(tǒng)根據(jù)沉箱施底胎膜分布位置情況，在生產(chǎn)線中部北側(cè)設(shè)置智能噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)控制區(qū)，該控制區(qū)集成了蓄水池、增壓泵、氣象站及HCC智能WIFI控制柜等，通過多媒體無線指令開閉增壓泵，將養(yǎng)護(hù)水通過增壓系統(tǒng)源源不斷輸入預(yù)埋的養(yǎng)護(hù)干管，養(yǎng)護(hù)干管在6個臺座后側(cè)設(shè)5個隔膜電磁閥，每個電磁閥作為一個獨(dú)立分區(qū)，通過控制柜發(fā)出的指令，精準(zhǔn)開閉特定區(qū)域出水閥門。養(yǎng)護(hù)支管材質(zhì)選用柔性耐高壓液壓油管，經(jīng)出水閥門與模板、外架上的噴淋系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對沉箱的噴淋養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)干管的一路支管橫穿生產(chǎn)線預(yù)埋至堆存區(qū)，并沿長方向間隔設(shè)置4個預(yù)留出水閥門，供移動噴淋小車對堆存區(qū)的成品沉箱進(jìn)行高壓沖水養(yǎng)護(hù)。

3.智能噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用

智能噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)主要包括5個組成部分：智能管理系統(tǒng)、供水干管、供水支管、噴淋系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)。

3.1 智能管理系統(tǒng)

沉箱智能管理系統(tǒng)的創(chuàng)新思路來源于農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，是集自動控制技術(shù)和傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一體的智能灌溉管理系統(tǒng)，系統(tǒng)基于云端的Hydrawise灌溉管理軟件可隨時隨地地查看并管理噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動調(diào)整噴淋方案，是真正實(shí)現(xiàn)信息智能化監(jiān)視和自動化操作的管理系統(tǒng)，切實(shí)解決了沉箱養(yǎng)護(hù)揚(yáng)程高、養(yǎng)護(hù)不均勻、養(yǎng)護(hù)頻率不夠的難題，最大程度減少人為因素影響，節(jié)省了水資源，保證了沉箱地養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

（1）Hydrawise軟件操作系統(tǒng)通過氣象數(shù)據(jù)設(shè)置噴淋程序，實(shí)時監(jiān)測電磁閥及噴淋管道流量及控制器聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，當(dāng)管道或者噴頭破損時，系統(tǒng)會通過文字信息和應(yīng)用程序自動彈出警告。

（2）HCC智能WIFI控制柜通過移動網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)，養(yǎng)護(hù)人員可通過控制器表面的觸摸屏或者手機(jī)APP操作界面設(shè)置噴淋間隔、時長?？刂乒衽溆蠷OAM遠(yuǎn)端遙控器，可通過該遙控器進(jìn)行手動開閉。

（3）微型氣象站，通過傳感器檢測環(huán)境中的溫度和濕度。當(dāng)雨量傳感器監(jiān)測到雨量達(dá)到3～19mm或溫度低至3℃時系統(tǒng)將會自動關(guān)閉程序。

3.2 供水干管系統(tǒng)

本項(xiàng)目根據(jù)生產(chǎn)線環(huán)境情況，重型模板及設(shè)備作業(yè)較多，創(chuàng)新性選用DN50襯塑鋼管、黃銅閥門等剛性材料替代傳統(tǒng)PVC管及塑料開關(guān)作為供水干管主要材料，直接將供水干管布設(shè)至預(yù)制臺座背后，面對復(fù)雜的施工環(huán)境，一次投入，降低日常作業(yè)損耗，大大提高管線使用壽命。

3.3 供水支管系統(tǒng)

供水支管選用規(guī)格為DN40的柔性液壓油管，該型號油管耐壓能力強(qiáng)（最大承壓能力1.6MPa）、耐磨、耐腐蝕，耐久性高，油管長度根據(jù)沉箱高度（19m）與沉箱至供水干管接口的距離，選定長度為21m。油管兩端各設(shè)有接頭，分別與供水干管和沉箱在模板或綁扎架上的噴淋系統(tǒng)連接。拆卸時只將與噴淋系統(tǒng)連接處接頭松掉即可。

3.4 噴淋系統(tǒng)

（1）半成品沉箱噴淋養(yǎng)護(hù)。噴淋系統(tǒng)主要由襯塑鍍鋅管件、廣角扇型不銹鋼噴頭和液壓油管組成。噴淋管采用DN40直管、90°彎頭和對應(yīng)型號三通組成。噴淋管采用直管+三通+直管的連接方式，三通上設(shè)有廣角扇型不銹鋼噴頭，噴頭型號為DN15，射程2m，噴頭角度設(shè)置在90～135°之間。模板及鋼筋綁扎架接縫處均采用短管連接，便于拆裝。

標(biāo)準(zhǔn)層外模及鋼筋綁扎架均配置了固定式的養(yǎng)護(hù)管，選用不易生銹結(jié)垢的襯塑鋼管，通過焊接固定，一次安裝，反復(fù)使用，噴頭采用廣角扇形不銹鋼噴淋頭，180°均勻噴灑，該養(yǎng)護(hù)供水管道固定在外模板及外綁扎架下部，通過若干個快速接頭連接形成噴淋終端。噴淋終端通過耐高壓的液壓油管與自動化噴淋首部連接。不論是鋼筋綁扎還是模板安裝過程中，下一層的沉箱節(jié)段也能得到充足的水養(yǎng)護(hù)，且不會影響工人的作業(yè)。應(yīng)用專業(yè)的Hydrawise噴淋管理軟件，通過智能手機(jī)、平板或電腦隨時隨地查看并管理噴淋工作，實(shí)現(xiàn)噴淋養(yǎng)護(hù)的“云”控制，提升了養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制和管理能力的同時，降低水資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水。

（2）成品沉箱養(yǎng)護(hù)。本項(xiàng)目獨(dú)創(chuàng)的一種用于大型混凝土預(yù)制沉箱的移動式噴淋養(yǎng)護(hù)小車，目前已順利通過國家實(shí)用新型專利，該小車輸水管與預(yù)埋加壓管線連接，隨接隨用，在不占用起重設(shè)備及影響施工的情況下對無法及時懸掛養(yǎng)護(hù)管及堆存區(qū)內(nèi)的沉箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)噴淋，節(jié)省了大量拆裝養(yǎng)護(hù)管的時間，并且對堆場上的成品沉箱養(yǎng)護(hù)，一人即可輕松完成。本項(xiàng)目最大沉箱養(yǎng)護(hù)高度超過19m。噴淋養(yǎng)護(hù)小車具有總體結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)動靈活，操作方便、養(yǎng)護(hù)效率高、養(yǎng)護(hù)效果好等特點(diǎn)，真正做到全場區(qū)內(nèi)的沉箱全覆蓋養(yǎng)護(hù)，還節(jié)約了大量人力物力，保證了預(yù)制沉箱養(yǎng)護(hù)的及時性和規(guī)范性。

3.5 水循環(huán)系統(tǒng)

養(yǎng)護(hù)水均勻?yàn)⒃诔料浔砻婧?，自上而下流淌最終流至地板。隨著每次養(yǎng)護(hù)的進(jìn)行，流至地板的水越多，場地內(nèi)積水嚴(yán)重，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。針對此問題，在場地建設(shè)時根據(jù)沉箱生產(chǎn)線長度方向通長布設(shè)一條DN30集水管，并在臺座間通道留有尺寸為25cm×10cm集水溝，集水溝與集水管進(jìn)水口連接，將留滯地板的水通過集水管匯集至尺寸為3m×5m×3m的循環(huán)水池。循環(huán)水池內(nèi)的廢水經(jīng)過過濾，通過增壓抽水泵抽回蓄水池并再用于沉箱混凝土養(yǎng)護(hù)，池內(nèi)設(shè)有自來水進(jìn)水口和水位監(jiān)測浮球裝置，當(dāng)蓄水池內(nèi)水位達(dá)到低水位時，水位監(jiān)測裝置會自動對池內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充。對養(yǎng)護(hù)水資源充分進(jìn)行利用，避免水資源浪費(fèi)。

4.結(jié)語

智能噴淋+高壓噴淋小車人工輔助養(yǎng)護(hù)工藝的創(chuàng)新思路來源于成熟的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，具有噴灑范圍廣、噴灑均勻、智能化等特點(diǎn)。可選擇的控制器、噴頭及管件豐富多樣，具備繼續(xù)優(yōu)化創(chuàng)新的優(yōu)越條件。工藝解決了大型預(yù)制構(gòu)件水養(yǎng)護(hù)的難題，對大型高大沉井、橋墩等均有借鑒和推廣前景。