CN108457274A - 一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法，包括：喷淋装置布置安装；环境数据实时采集装置布置安装；智能化控制装置布置安装；智能化喷淋养护：由智能控制器实时采集混凝土养护面环境温、湿度，计算后期允许不喷水养护时间Tb，首次喷水养护Tk时间后，当Tb﹤Tyh‑Ty,i，次数i≥1时控制电磁阀开启，喷水养护Tk时间，自动不断循环，一直至达到规范或设计技术要求养护龄期，当Tb≥Tyh‑Ty,i，次数i≥1时停止喷水养护，其中Tyh为规范或设计技术要求养护龄期，Ty,i为已经养护龄期。本发明方法优点在于：通过智能化循环喷淋养护，保证在规范要求养护龄期内混凝土表面湿度≥98％；本发明养护系统布置、安装、设备操作简单，科学智能养护，价格低廉，节约人工费，能够灵活运用于各种复杂环境和复杂大型结构在未拆除木模板情况进行结构混凝土智能化保湿养护。

Description

一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化 方法

技术领域

本发明涉及工程结构混凝土养护技术领域，具体的说是一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法。

背景技术

混凝土养护是指混凝土浇筑后，因为水泥水化作用逐渐凝结硬化，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件。因此，为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长必须进行养护。从湿度交换原理来说，养护必须保证混凝土内部具有足够的水分、养护面混凝土必须有足够的湿度，即养护必须保持混凝土的湿度，以下称为保湿养护。

混凝土的养护包括自然养护和蒸汽养护。具体有蒸汽法(包括箱梁蒸汽法)、自然养护法、养生液法、满水法、养护膜法。预制结构混凝土一般采用蒸汽法；现场浇筑混凝土一般采用自然养护法；对于不易洒水养护的异型混凝土结构有时采用养生液法或者养护膜法；满水法一般用于房屋楼梯、结构水平面混凝土养护。

自然养护法，一般都是对混凝土面人工浇水或者喷淋洒水。在实际工程中获得最为广泛采用，占90％以上的混凝土工程量。其优点是简单，普遍适用，能够有效补充水分进行养护，直观性强。但是，

(1)人工养护，技术落后，与信息化、智能化时代不相适应；

(2)现代人工费用高，养护费用高，不经济；

(3)人为性强，养护质量与人员责任心有关，质量保证率低，由此导致养护不足，大量工程混凝土表面产生微裂缝(如三板溪水电站泄洪洞，早期产生表面裂缝，后期在温度作用下贯穿，图1)，后期裂缝处理费用高，延误工期，影响结构寿命；

(4)洒水规律性差，要么密度大用水量大造成浪费，要么密度不够养护质量差；

(5)养护部一定保湿，科学性差；

(6)没有智能化、智能化，没有科学理论方法支撑。

有关规范要求混凝土终凝后应立即进行养护，干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。对于养护龄期、水温控制、混凝土与环境温度差及其保温等都提出了明确要求，并要求“潮湿养护”。但如何做到“潮湿养护”和如何实时控制没有具体规定和方法，更没有定量的计算办法。实际混凝土工程养护过程中，一般都是施工人自行控制，监理人难以深入管理控制。例如洒水养护，并没有要求一天洒水几次，不同温度季节如何控制次数，或者在什么情况下再次洒水，都没有明确要求。结果是，有的一天洒几次水，有的几天洒一次水，养护条件好的、责任心强的，养护质量较好，反之则质量差。

泵站工程，流道是关键。因为流道形状不规则，复杂多变，混凝土浇筑一般都是采用木模板，而且由于承担上部结构混凝土质量要求施工期不能拆模，需要带模板养护。流道内部空间小(不同流量泵站大约为近似2～4m的圆形)，长度大，荷载大要求大量模板支撑(经常是间隔30cm左右)，人员进出养护非常困难。因为泵站流道为大体积、变截面异型混凝土结构，施工中易出现裂缝。流道裂缝的存在和发展，不仅影响到泵站结构的外观、削弱其承载力，还会带来渗漏、钢筋锈蚀、保护层剥落、混凝土碳化加快、处理费用高等一系列问题。根据流道裂缝的统计以及相关工程实践，流道裂缝大多出现在养护期，因此混凝土的保湿养护与保温非常重要。由于流道结构复杂，传统的流道混凝土养护主要靠人工洒水的自然养护法。而流道混凝土施工期，由于模板支撑的影响以及流道本身的影响，洒水工作面狭窄，人工洒水养护极其困难(特别是顶部)，从而洒水养护均匀性、可靠性很差，一些工程由此产生严重的混凝土裂缝。

综合以上情况说明，木模板浇筑泵站流道混凝土，内部流道形状不规则，复杂多变，内部空间小，模板不能拆模有大量模板支撑，人员进出养护非常困难。目前普遍采用的混凝土养护方法，科学性差、技术落后、理论方法支撑不足、混凝土质量保障差、不经济，不能有效实现混凝土保湿养护目标。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法，科学实现带木模板浇筑混凝土保湿养护智能化。

本发明的技术方案如下：

一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法，包括以下步骤：

步骤1，布置安装喷淋装置，包括布置安装主要由喷水管和/或喷头构成的喷水装置和给喷水装置供水的供水管；

步骤2，布置安装环境数据实时采集装置，包括将温、湿度传感器安装于混凝土养护面；

步骤3，布置安装智能化控制装置，包括安装智能控制器、安装用于控制喷淋装置喷淋启闭的电磁阀，将智能控制器与电磁阀连接，用于控制电磁阀开关；将智能控制器与温湿度传感器连接，用于采集环境温湿度数据；智能控制器、电磁阀通过外部电源供电；

步骤4，流道混凝土开始浇筑后，基于智能化控制装置和计算机程序实现智能化喷淋养护，具体过程包括：

4.1，智能控制器录入设定的喷水时间Tk和养护龄期Tyh；

4.2，智能化控制装置在通电后控制电磁阀第1次开启，记录电磁阀第1次开启时刻T0，进行第1次喷水养护Tk时间后停止喷水并记录该喷水养护结束时刻T1，计算已经养护龄期 Ty,1，Ty,1＝T1-T0；

4.3，智能控制器在第i，i≥1次喷水养护结束时判断是否控制电磁阀第i+1,i≥1次开启，具体包括：

①智能控制器通过温湿度传感器实时采集并记录未拆除木模板泵站流道内部环境空气温度T、湿度S_k，并代入公式一计算后期允许不喷水养护时间Tb，

Tb＝T₉₈＝EXP(4.2775-0.0045T-7.6224S_k+8.3929S_k ²) 公式一

其中，T₉₈为在停止喷水后未拆除木模板泵站流道表层混凝土湿度从100％降低到98％的时间，d；

②智能控制器在进行第i，i≥1次喷水养护Tk时间后停止喷水并记录该喷水养护结束时刻Ti，i≥1，计算已经养护龄期Ty,i，Ty,i＝Ti-T0，i≥1；

③智能控制器将Tb与Tyh-Ty,i进行比较：

如果Tb﹤Tyh-Ty,i，则控制电磁阀第i+1次开启，继续喷淋养护Tk时间；

如果Tb≥Tyh-Ty,i，则控制电磁阀关闭并断电，流道内部混凝土智能化喷淋养护完成。

上述步骤1中，布置安装喷淋装置，依据混凝土养护面结构与形状、养护技术要求，参考《喷灌工程技术规范GB_T50085-2007》和《喷灌工程设计手册》进行。

上述步骤1中，布置安装喷水管和/或喷头，具体为：对于直立、倾斜混凝土面或者直立与倾斜的组合混凝土面，根据保证各面都得到充分保湿养护的原则布置单支或者多支喷水管；对于水平面或者水平与倾斜的组合混凝土面，根据保证各面都得到充分保湿养护的原则布置单个或者多个喷头；对于复杂组合混凝土面，根据保证各面都得到充分保湿养护的原则组合布置单支或者多支喷水管与单个或者多个喷头；所述喷水管的管壁钻有若干孔，通过所述孔向混凝土面喷射水流。

上述步骤1中，布置安装供水管，具体为：半固定管道式和移动管道式相结合。

上述步骤4中，喷水时间Tk，根据混凝土面喷淋养护布置，打开全部喷头/喷水管喷水，使得养护混凝土面全部足够湿润即混凝土湿度达到100％，再乘以1.5的安全系数计算得到；或者根据《喷灌工程设计手册》取养护混凝土面形成1mm降雨量进行计算得到，计算时不计入渗量。

上述步骤4中，喷水时间Tk，对于混凝土养护面边长尺寸为50m及以下的情况，按照混凝土养护面尺寸取值3-5分钟。

上述步骤4中，养护龄期Tyh为规范或设计技术要求的混凝土养护龄期，对于泵站流道混凝土，养护龄期Tyh取28d。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明方法可以适用于任何温度、湿度复杂作用环境条件下，进行未拆除木模板泵站流道内部混凝土智能化保湿养护。

(2)本发明方法科学实现混凝土面保湿养护。每次喷水时间Tk，是保证混凝土面全部湿润，湿度达到100％的时间；每次计算后期允许不喷水养护时间Tb，都是在保证在规范要求养护龄期内混凝土表面湿度≥98％。而且计算Tb值反映了环境空气温度、湿度作用的影响。从而，在各种复杂环境都可以经济、科学实现各种复杂结构混凝土面保湿养护。

(3)本发明方法科学实现智能化。实时采集养护混凝土环境气温、湿度智能计算后期允许不喷水养护时间Tb，在保证混凝土面湿度在规范要求养护龄期都≥98％的前提下自动打开、关闭全部喷头(喷水管)循环，进行混凝土面喷水保湿养护。

(4)本发明可以灵活运用于各种大型复杂结构未拆除木模板混凝土工程智能化保湿养护。对于直立、倾斜混凝土面或者直立与倾斜的组合混凝土面，可以根据保证各面都得到充分保湿养护布置单支或者多支喷水管；对于水平面，或者水平与倾斜的组合混凝土面，可以根据保证各面都得到充分保湿养护布置单个或者多个喷头；对于复杂组合面，可以采用单支或者多支喷水管与单个或者多个喷头的组合方式。这样，即可以灵活运用，保证各种复杂结构工程混凝土面都得到充分保湿养护。

(5)本发明方法科学，设备制造简单而且价格低廉，养护系统布置、安装和操作简单实用，实时智能化控制，保湿养护，没有人为影响，节约人工费，混凝土养护质量高。

附图说明

图1为三板溪水电站泄洪洞衬砌混凝土裂缝情况，(a)裂缝整体图，(b)裂缝局部放大图；

图2为未拆除木模板泵站流道混凝土智能化保湿养护方法流程图；

图3为腰口泵站未拆除木模板泵站流道混凝土智能化保湿养护装置的布置安装示意图， (a)腰口泵站流道混凝土保湿养护智能化装置的总体布置示意图，(b)进水流道示意图，(c) 出水流道示意图；其中：1.智能控制器；2.温度传感器；3.湿度传感器；4.喷淋水管；5.电磁阀；6.供水管；

图4为流道混凝土保湿养护计算结构模型；

图5为流道混凝土保湿养护计算有限元模型；

图6为泵站流道混凝土保湿养护供水管布置，(a)流道内部两管系统，(b)流道内部三管系统，(c)流道呐叭口喷淋三管系统布置图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法，包括以下步骤(图2)：

步骤1.布置安装喷淋装置，具体包括如下子步骤：

(1.1)喷水装置选择与布置安装：

喷水装置选择与布置安装，依据混凝土养护面结构与形状、养护技术要求，参考《喷灌工程技术规范》(GB_T50085-2007)和《喷灌工程设计手册》进行。一般情况下，对于直立、倾斜混凝土面或者直立与倾斜的组合混凝土面，可以根据保证各面都得到充分保湿养护布置单支或者多支喷水管(在水管的管壁钻若干孔，可以通过钻孔向混凝土面喷射水流)；对于水平面，或者水平与倾斜的组合混凝土面，可以根据保证各面都得到充分保湿养护布置单个或者多个喷头；对于复杂组合面，可以采用单支或者多支喷水管与单个或者多个喷头的组合方式。喷水管，根据混凝土养护面大小(即用水量多少)采用Φ20～Φ50mm管，每隔200～500mm 钻Φ2～3mm孔，一端与电磁阀连接另外一端封闭，也可以是中间与电磁阀连接两端封闭，根据现场布置确定。钻孔宜在同一平面，安装时全部朝向混凝土养护面，即喷水直对混凝土养护面。喷头，依据供水管水压和仓面结构尺寸参考《喷灌工程设计手册》选择类型，每隔 1000～10000mm布置一个，根据混凝土养护面大小和确保喷水均匀保湿设计或者现场布置确定。喷头也是朝向混凝土养护面，确保喷水均匀保湿。如图3所示。

(1.2)供水管布置安装：

供水管布置安装，是将施工供水管与电磁阀连接，参考《喷灌工程技术规范》 (GB_T50085-2007)和《喷灌工程设计手册》进行。由于施工工地情况经常变化，一般采取半固定管道式和移动管道式相结合。如图3所示。

步骤2.布置安装环境数据实时采集装置，对于无风环境流道内表面混凝土是温、湿度(或者温度和湿度)传感器布置安装，是将温、湿度传感器安装在混凝土养护面，并与智能控制器(计算机)连接，由智能控制器(计算机)采集环境温湿度数据。如图3所示。

步骤3.布置安装智能化控制装置，具体包括如下子步骤：

(3.1)电磁阀型式选择与安装：

电磁阀型式选择与安装，是依据混凝土养护面结构与形状、养护技术要求，参考《喷灌工程技术规范》(GB_T50085-2007)和《喷灌工程设计手册》进行。一般布置在混凝土养护面前端，连接于施工供水管与喷淋水管(喷头)之间，由专门的电工在技术人员的指导下安装，如图3所示。并与保湿喷淋养护智能控制器的微电脑连接，由微电脑控制电磁阀的开、关。

(3.2)智能控制器(计算机)安装：

为安全、防水，保湿养护智能控制器宜安装在离泵站现场最近的电力供应房或者拓建专门的工棚，由专门的电工在技术人员的指导下安装，如图3所示。

(3.3)电路开关与电缆布置安装：

在施工供电电缆与智能控制器之间，安装专用电路开关与保险装置，并由电缆连接。同时，连接智能控制器(计算机)与电磁阀电缆，如图3所示。

步骤4.智能化喷淋养护，具体包括如下子步骤：

(4.1)确定喷水时间Tk：

根据混凝土面喷淋养护布置，打开全部喷头(喷水管)喷水，使得养护混凝土面全部足够湿润(混凝土湿度达到100％，表面全部有水)，再乘以1.5的安全系数计算。也可以根据《喷灌工程设计手册》取养护面形成1mm降雨量进行计算(不计入渗量)。实际工程养护时，可以在首次现场喷淋观察确定。根据湖北省大型泵站工程的大量实践，可以取Tk为3分钟。对于通常的混凝土养护面，可以按照养护面尺寸取值：喷淋边长尺寸20m左右中等养护面，可以取Tk为4分钟；边长尺寸50m左右的大养护面，可以取Tk为5分钟；其它小养护面，可以取Tk为3分钟。

(4.2)实时采集环境温度、湿度：

实时采集环境温度、湿度，是由智能控制器(计算机)通过温、湿度传感器实时采集。

(4.3)计算后期允许不喷水养护时间Tb；

Tb是最终停止喷水后，混凝土养护面的湿度逐渐降低至规范(或者设计技术)要求的最低湿度S_d的时间(因为这段时间，混凝土面的湿度大于规范要求值，可以不喷水养护)。最低湿度S_d要求值，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081—2002，要求标准养护室的湿度达到95％以上。考虑到保湿养护的保障性和粉煤灰混凝土对养护要求，这里建议采用98％，由式(1)计算

Tb＝T₉₈＝EXP(4.2775-0.0045T-7.6224Sk+8.3929Sk²) (1)

式中：T₉₈为在停止喷水后未拆除木模板泵站流道表层混凝土湿度从100％降低到98％的时间(d)；

S_k为未拆除木模板泵站流道内部环境空气湿度实时采集的最新值；

T为未拆除木模板泵站流道内部环境空气温度实时采集的最新值(℃)。

(4.4)智能控制循环养护：

智能控制循环养护，是由智能控制器(计算机)，实时采集混凝土养护面环境温、湿度，当混凝土面湿度小于98％时通过电缆打开电磁阀喷水Tk，自动不断循环，一直至规范(或者设计技术)要求养护龄期T_yh，最终停止喷水养护。具体喷淋养护智能化循环控制养护过程如下：

①智能控制器设定喷水时间Tk和养护龄期Tyh；按照步骤(4.1)，泵站流道混凝土，一般固定设置Tk＝5分钟；Tyh为规范(或者设计技术)要求混凝土养护龄期，对于泵站流道混凝土可以取28d；

②流道混凝土开始浇筑后，合上电源开关，智能控制器(计算机)打开电磁阀喷水养护，记录该时刻T0(年月日时分)，并第1次喷淋养护Tk时间，然后停止喷水；记录喷淋养护结束时刻T1(年月日时分)；计算已经养护龄期Ty,1，为T1与T0时刻之间的时间差长度；此时Ty1＝Tk＝T1与T0时刻之间的时间差长度；

③智能控制器(计算机)在第1次喷水养护结束时判断是否进行第2次打开电磁阀开关保湿养护，具体包括：

智能控制器(计算机)通过温、湿度传感器实时采集并自动记录流道内部环境温度T、湿度Sk；

智能控制器(计算机)将采集流道内部温度T、湿度Sk代入公式(1)计算后期允许不喷水养护时间Tb＝T98；

如果Tb≥Tyh-Ty,1，则自动断电关闭智能控制器和电磁阀，完成该流道内部混凝土智能化保湿养护；

如果Tb﹤Tyh-Ty,1，则第2次打开电磁阀，喷水养护Tk时间；

记录第2次打开电磁阀喷水养护结束时刻T2(年月日时分)；则至第2次喷水已经养护龄期Ty为T2与T0时刻之间的时间差长度；此时Ty2＝T2与T0时刻之间的时间差长度；

④智能控制器(计算机)在第i-1，i≥3次喷水养护结束时判断是否进行第i，i≥3次打开电磁阀开关保湿养护，具体包括：

智能控制器(计算机)继续通过温湿度传感器实时采集并自动记录流道内部环境温度T、湿度Sk；

智能控制器(计算机)将采集流道内部温度T、湿度Sk代入公式(1)计算后期允许不喷水养护时间Tb＝T98；

如果Tb≥Tyh-Ty,i-1，则自动断电关闭智能控制器和电磁阀，完成该流道内部混凝土智能化保湿养护；

如果Tb﹤Tyh-Ty,i-1，则第i次打开电磁阀，再次喷水养护Tk；

记录第i次打开电磁阀喷水养护结束时刻Ti(年月日时分)。则至第i次喷水后已经养护龄期Ty,i＝Ti与T0时刻之间的时间差长度。

⑦如此继续循环实时采集并自动记录流道内部环境温度T、湿度Sk，计算已经养护龄期 Ty，循环养护，直至Tb≥Tyh-Tyi，完成该流道内部混凝土智能化保湿养护。

所述T₉₈为未拆除木模板泵站流道混凝土表层湿度从100％降低到98％的时间(d)，是以未拆除木模板混凝土为例，采用三维有限元法仿真计算获得的。

泵站流道断面具体见图5。泵站流道设计一般为C25泵送混凝土。流道壁厚度一般在1.5m 左右。流道混凝土浇筑完成后，由于承重要求内壁木模板不能拆除，需要带木模板保温养护。外壁混凝土，在养护时为暴露面，与空气接触(保温时，有保温层隔离)。内部混凝土，有未拆除模板，混凝土通过模板向外界散热。对于泵站流道内部混凝土，由于流道弯曲、养护期模板为拆除支撑多，而且低温期还要封闭洞口保温，所以内部基本无风。由于流道厚度小，长度和环向尺寸大，仿真计算可以近似为无限板，沿长度和环向没有热、湿度交换，取流道混凝土局部，简化为无限薄板模型，见图4。

将流道混凝土局部)划分为有限元模型示于图5，运用ANSYS对混凝土湿度场演变规律进行仿真计算。规定沿洞轴线方向为X轴方向，流道厚度方向向外为Y轴正向，Z轴方向与 XY平面垂直。流道壁厚1.5m。木模板的模拟，厚度忽略不计，采用朱伯芳院士建议模型参数进行计算。X方向和Z方向可认为无限长，取为绝湿边界。混凝土单元统一采用空间八节点等参单元。沿厚度方向划分30等份，三维块体单元6000个。

计算湿度场时，混凝土单元的初始湿度为浇筑湿度，富含水量，湿度为100％。流道混凝土与空气接触的表面(外壁，暴露面)为与空气对流散湿的第三类边界条件。流道混凝土与木模板接触的表面(内壁)为两种不同的固体接触面，如果接触良好，则在接触面上湿度是连续的。

分别计算外界空气温度、空气湿度等对混凝土湿度的影响。由于泵站流道内部基本无风，仅进行不同环境温度(0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃)和不同的环境空气湿度(50％、 60％、70％、80％、90％)相互交叉组合方案仿真计算。

根据仿真计算分析，混凝土在浇筑完成后(或者是喷水养护后)不喷水情况，混凝土与木模板接触面湿度随时间的演变规律呈指数曲线降低，具体成果列于表1。

表1与木模板接触面流道内表层混凝土停止喷水养护后湿度降至98％的时间T₉₈

采用指数函数对表1未拆除木模板泵站流道内部混凝土浇筑后不喷水情况湿度降至98％的时间进行拟合分析，即得到公式(1)。公式(1)的计算值也列于表1，以利于进行精度比较分析。根据误差分析，公式(1)的相关系数为1，计算时间误差小于1％，精度高。

下面通过实施例进一步阐述本发明。

实施例湖北省腰口泵站流道混凝土保湿喷淋养护智能化

1、工程概况及其基本资料

湖北省洪湖东分块蓄滞洪区蓄洪工程新建腰口泵站(图5)，位于长江干堤485+090处，规模为110m3/s，装机3×3600kW。泵站属Ⅱ等工程，主泵房、安装间、副厂房、直接挡水的空箱刺墙、穿堤涵管、防洪闸等主要建筑为2级，次要建筑物(进、出口翼墙等)及泵站配套建筑物级别为3级。流道混凝土为C25，掺20％粉煤灰，采用常态方式浇筑。由于混凝土掺粉煤灰，而且结构厚度小，流道混凝土质量要求高，设计要求保湿养护28d。根据实际工程的浇筑计划，共分4层浇筑：2017年11月10日浇筑底板，12月10浇筑进水流道，2018 年3月10日浇筑出水流道，5月浇筑上部结构混凝土。

由于流道结构空间较小，承重要求模板支撑多密度大，而且由于后期浇筑上部结构混凝土要求养护期不能拆除模板，所以人员很难进入流道进行高质量养护，采用本发明进行智能化保湿养护(图4)。

由于出水流道与进水流道混凝土的智能化养护装置布置安装相似，所以具体的布置安装以进水流道为重点介绍。进水流道混凝土的智能化养护装置布置安装，全部在12月10浇筑混凝土之前完成。

2、步骤1布置安装喷淋装置

步骤(1.1)混凝土表面保护设计与布置安装。木模板浇筑混凝土的泵站流道，木模板未拆除，有表面保护和保温效果，而且冬季封闭洞口保温，所以不需要敷设表面保护层。

步骤(1.2)喷水装置选择与布置安装。依据混凝土养护面结构与形状、养护技术要求，参考《喷灌工程技术规范》(GB_T50085-2007)和《喷灌工程设计手册》进行。考虑到流道曲线变化(图5)，内部模板支撑众多复杂布置，人员流动，以及施工方便和经济性等因素，喷淋系统宜采用多支PVC管钻孔为喷水管。由于流道内部是近似圆形结构，喷淋系统主要保证喷水能够覆盖中部和顶部200度左右范围，中下部160度范围由中上部喷淋水下流自然覆盖。具体可以根据模板支撑布置、流道尺寸、水压等情况，采用两管或者三管系统(图6)，通过现场试验最终确定。直径或者长度小于2m部分采用两管系统；直径或者长度大于2m部分采用三管系统。对于大尺度方形的进出口，在左右1/4分位安装三管系统，中间管对着顶部拐角。

两管系统如图6(a)所示，两支喷淋水管布置于流道中上部的左、右中心角50度线上，各自承担喷淋水覆盖左右100度范围。三管系统如图6(b)所示，3支喷淋水管布置于流道中上部的左、中、右的中心角-50度、0度、50度线上，各自承担喷淋水覆盖左、中、右70 度范围。喷淋水管，都是采用Φ30～Φ50mmPVC管，每隔200～500mm钻Φ2～5mm孔，一端与电磁阀3连接另外一端封闭，通过在管壁钻孔向流道内壁喷水。各支管壁钻孔的分布，沿轴线钻3排孔，间距50cm梅花形布置。两管系统的3排孔，分别在顶部(左为负、右为正) 中心角10度、45度、75度的线上钻孔。三管系统的3排孔，分别是左支在顶部中心角-80 度、-60度、-40度的线上钻孔；中支在-20度、0度、20度的线上钻孔，右支在40度、60度、 80度的线上钻孔。对于进口呐叭口，由于断面大，顶部水平，采取图6(c)的三管系统布置安装。

喷水管的安装，在流道内部模板安装完成时进行固定安装。其喷水孔可以预钻，更好是在固定安装后钻孔，以便更好地保障钻孔的布置与方位。

最终布置安装，以进水口为例(出水口，与此对应)，喷水装置采用喷水管和喷头组合的方式(图4)。布置安装，大尺度方形进口段，布置2套三管系统，并在顶部(水平顶)水平布置一根喷水管(用其中一管延长)确保顶部的保湿养护；内部近似圆形段，布置1套三管系统；泵房室井口，距混凝土表面30cm沿周边圆形布置喷水管，并在中心安装一个360°喷头确保保湿养护。连接电磁阀的水管直径Φ30mm，三管系统的喷水管直径Φ20mm。

步骤(1.3)供水管布置与安装。是将施工供水管与电磁阀连接。由于施工工地情况复杂，采取半固定管道式和移动管道式相结合。如图4所示。

3、步骤2布置安装环境数据实时采集装置

步骤(2.1)温湿度(或者温度和湿度)传感器布置安装。将温湿度传感器安装在流道内部，并与智能控制器(计算机)连接，如图4所示。

4、步骤3布置安装智能化控制装置

步骤(3.1)电磁阀型式选择与安装。根据喷水装置安装，连接电磁阀的水管直径Φ30mm，三管系统的喷水管直径Φ20mm。泵站流道长度20m左右。依据《喷灌工程设计手册》计算，流量大约12m3/h，水压力0.2～0.5MPa，考虑到施工人员安全宜选择低压(24V)水用直径Φ30mm电磁阀。统一布置在进水口前端，连接于施工供水管与喷淋水管(喷头)之间，由专门的电工在技术人员的指导下安装。电缆与保湿喷淋养护智能控制器(计算机)连接。

步骤(3.2)智能控制器(计算机)布置安装。为安全、防水，保湿养护智能控制器(计算机)安装在进水口前端，搭建简易临时专门的工棚，由专门的电工在技术人员的指导下安装，。

步骤(3.3)电路开关与电缆布置安装。在施工供电电缆与智能控制器(计算机)之间，安装专用电路开关与保险装置，并由电缆连接。同时，连接智能控制器(计算机)与电磁阀电缆。

5、步骤4智能化喷淋养护

步骤(4.1)确定喷水时间Tk。进水流道混凝土的智能化养护装置布置安装，全部在2017 年12月10日浇筑混凝土之前完成。在混凝土浇筑前2017年12月9日先进行喷水试验，检验喷水管布置能否有效覆盖全部流道混凝土面保湿养护，确定喷水时间Tk。由于流道断面小，喷水1～2分钟整个流道木模板表面全部湿润，考虑到保湿养护的重要性，依据前面的建议值取Tk＝3分钟。

步骤(4.2)采集环境温度、湿度。是由智能控制器(计算机)通过温湿度传感器采集。采集的频率(即时间间隔)取5分钟。

步骤(4.3)计算后期允许不喷水养护时间Tb。由智能控制器(计算机)自动完成。

步骤(4.4)智能控制循环养护。2017年12月10日，混凝土浇筑完成第1层(2m高度)，合上电源开关、智能控制器(计算机)打开电磁阀喷水养护。然后，由智能控制器(计算机)，每5分钟自动采集混凝土养护面环境温湿度，自动计算间隔喷水时间Tj，通过电缆控制电磁阀按照打开开关喷水Tk，不断循环，一直至规范(或者设计技术)要求养护龄期Tyh(28d)，最终于2018年1月8日停止喷水养护。

腰口泵站进水口流道保湿养护，2017年12月9日先进行喷水试验；自2017年12月10日上午，合上电源开关，智能控制器和时控开关分别打开电磁阀，开始保湿养护正常运行；2018年1月8日停止喷水养护。保湿养护全过程，喷水较均匀，实时智能控制保湿养护，一直循环实施，养护效果好。

综上实例计算分析说明，本发明方法正确，计算公式简单，计算后期允许不喷水养护时间Tb科学反映环境温度、湿度对混凝土的复杂作用；喷水时间Tk控制可以适应不同混凝土养护面并足够湿润；喷淋装置和布置方式，可以实现各种复杂结构全方位保湿养护；保湿养护智能控制器，实时科学计算智能控制喷淋装置及其开启、关闭；喷淋养护智能化系统，布置、安装、设备制造和操作简单、价格低廉，节约人工费，可以灵活运用于各种复杂环境和复杂大型结构混凝土在未拆除木模板情况智能化保湿养护。可以在实际工程中推广。

本发明的保护范围并不限于未拆除木模板情况复杂环境结构混凝土，通过适当调整和变形，完全可以在不同工程、预制结构中得到应用。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行某些变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则发明的意图也包含这些改动和变形在内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，布置安装喷淋装置，包括布置安装主要由喷水管和/或喷头构成的喷水装置和给喷水装置供水的供水管；

步骤2，布置安装环境数据实时采集装置，包括将温、湿度传感器安装于混凝土养护面；

步骤3，布置安装智能化控制装置，包括安装智能控制器、安装用于控制喷淋装置喷淋启闭的电磁阀，将智能控制器与电磁阀连接，用于控制电磁阀开关；将智能控制器与温湿度传感器连接，用于采集环境温湿度数据；智能控制器、电磁阀通过外部电源供电；

步骤4，流道混凝土开始浇筑后，基于智能化控制装置和计算机程序实现智能化喷淋养护，具体过程包括：

4.1，智能控制器录入设定的喷水时间Tk和养护龄期Tyh；

4.2，智能化控制装置在通电后控制电磁阀第1次开启，记录电磁阀第1次开启时刻T0，进行第1次喷水养护Tk时间后停止喷水并记录该喷水养护结束时刻T1，计算已经养护龄期Ty,1，Ty,1＝T1-T0；

4.3，智能控制器在第i，i≥1次喷水养护结束时判断是否控制电磁阀第i+1,i≥1次开启，具体包括：

①智能控制器通过温湿度传感器实时采集并记录未拆除木模板泵站流道内部环境空气温度T、湿度S_k，并代入公式一计算后期允许不喷水养护时间Tb，

Tb＝T₉₈＝EXP(4.2775-0.0045T-7.6224S_k+8.3929S_k ²) 公式一

其中，T₉₈为在停止喷水后未拆除木模板泵站流道表层混凝土湿度从100％降低到98％的时间，d；

②智能控制器在进行第i，i≥1次喷水养护Tk时间后停止喷水并记录该喷水养护结束时刻Ti，i≥1，计算已经养护龄期Ty,i，Ty,i＝Ti-T0，i≥1；

③智能控制器将Tb与Tyh-Ty,i进行比较：

如果Tb﹤Tyh-Ty,i，则控制电磁阀第i+1次开启，继续喷淋养护Tk时间；

如果Tb≥Tyh-Ty,i，则控制电磁阀关闭并断电，流道内部混凝土智能化喷淋养护完成。

2.根据权利要求1所述的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于：

上述步骤1中，布置安装喷淋装置，依据混凝土养护面结构与形状、养护技术要求，参考《喷灌工程技术规范GB_T50085-2007》和《喷灌工程设计手册》进行。

3.根据权利要求2所述的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于：

上述步骤1中，布置安装喷水管和/或喷头，具体为：对于直立、倾斜混凝土面或者直立与倾斜的组合混凝土面，根据保证各面都得到充分保湿养护的原则布置单支或者多支喷水管；对于水平面或者水平与倾斜的组合混凝土面，根据保证各面都得到充分保湿养护的原则布置单个或者多个喷头；对于复杂组合混凝土面，根据保证各面都得到充分保湿养护的原则组合布置单支或者多支喷水管与单个或者多个喷头；所述喷水管的管壁钻有若干孔，通过所述孔向混凝土面喷射水流。

4.根据权利要求2所述的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于：

上述步骤1中，布置安装供水管，具体为：半固定管道式和移动管道式相结合。

5.根据权利要求2所述的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于：

上述步骤4中，喷水时间Tk，根据混凝土面喷淋养护布置，打开全部喷头/喷水管喷水，使得养护混凝土面全部足够湿润即混凝土湿度达到100％，再乘以1.5的安全系数计算得到；或者根据《喷灌工程设计手册》取养护混凝土面形成1mm降雨量进行计算得到，计算时不计入渗量。

6.根据权利要求1所述的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于：

上述步骤4中，喷水时间Tk，对于混凝土养护面边长尺寸为50m及以下的情况，按照混凝土养护面尺寸取值3-5分钟。

7.根据权利要求1所述的保湿喷淋养护智能化方法，其特征在于：

上述步骤4中，养护龄期Tyh为规范或设计技术要求的混凝土养护龄期，对于泵站流道混凝土，养护龄期Tyh取28d。