一种沉管预制混凝土养护系统的制作方法

本实用新型涉及沉管隧道施工技术领域，特别是一种沉管预制混凝土养护系统。

背景技术：

现有的水底建设隧道主要有沉管法和掘进法，掘进法也就是采用从水下固体层进行掘进施工，从而形成水底隧道的施工方法，而沉管法采用在船台上或干坞中预先制作沉管，然后对水底基础进行处理并将沉管安装在处理好的基础上，从而建成水底隧道的施工方法，掘进法存在受制于施工条件、成本高等诸多问题。而随着沉管法技术的发展，采用沉管结构完成水底隧道的建设越来越受到重视和推广。

由于水底隧道采用双向多车道通行的沉管结构，并且还有排水、检修及电气设备布置空间，因此，沉管节段结构具有截面大、体量大、结构形式及施工工艺复杂等特点，容易因温度、收缩以及约束等原因而在施工阶段就出现危害性裂缝。危害性温度收缩裂缝的出现不仅会影响结构的外观，还会大大促进有害物质侵蚀混凝土主体结构，从而更快地导致混凝土中钢筋锈蚀，削弱沉管混凝土结构整体的耐久性。沉管节段深埋于地下或水下，且造价高、腐蚀环境恶劣且无法更换构件，通常要求沉管具有120年以上的寿命，为确保沉管使用寿命，在沉管预制过程中必须采取合理有效的养护措施防止裂缝的产生。相对于控制混凝土的浇筑温度，施工中更重要的是控制控制混凝土在养护过程中的降温速率、内外温差以及养护环境湿度，养护环境的温湿度直接决定了沉管节段是否会出现危害性裂缝。因此保证沉管混凝土在硬化过程中的降温速率、内外温差以及表面湿度处于一个合理的范围，是沉管混凝土控裂养护的关键。

传统的养护方式中，通常采用单独搭设养护棚的方式，将浇筑完成的沉管转移到养护棚内进行养护，同时采用在沉管表面洒水的方式，但是这些方式存在不同的缺点，单独搭设养护棚需要占用较大的场地，而且工作量较大，同时沉管混凝土结构在初凝前并不适合转移，而采用洒水的方式，不仅存在浪费养护用水的问题，而且无法进行长时间保湿，需要不间断地进行洒水，同样存在工作量较大的问题。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中采用传统的养护方式存在的保湿效果差、工作量较大的问题，提供一种沉管预制混凝土养护系统，该养护系统利用沉管模板支撑系统中现有的桁架作为养护棚骨架搭建养护棚，从而避免了单独搭设养护棚存在的工作量大且需转移沉管的问题，并且在沉管预制混凝土表面铺设高分子养护膜，从而在沉管预制混凝土表面长时间形成保湿层，达到良好的保湿效果，实现沉管长时间养护，克服了传统技术中需要不停洒水才能保湿的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种沉管预制混凝土养护系统，包括遮盖在沉管节段上方的养护棚，所述养护棚的骨架为用于搭建浇筑模板的顶部拉杆桁架，该养护系统还包括用于拆模前的第一养护装置和用于拆模后的第二养护装置，所述第一养护装置和第二养护装置均包括覆盖在沉管预制混凝土表面的高分子养护膜。

沉管隧道由多个管节组成，每个管节由多个节段组成，沉管节段通常包括底板、顶板和侧墙，底板、顶板和侧墙合围形成中空的廊道。

在浇筑沉管预制混凝土时，在沉管外层布置有浇筑模板，在浇筑沉管侧墙混凝土过程中，为了避免侧墙外侧的浇筑模板由于受到侧向力而发生变形，通常在侧墙外侧的浇筑模板底部、中部和顶部均设置有加固结构，顶部的加固结构包括顶部拉杆桁架，顶部拉杆桁架横跨沉管节段顶部，依靠相互之间的拉力将沉管节段两侧墙外的浇筑模板连接起来，能有效避免侧墙外浇筑模板发生变形和移位。

本方案有效利用沉管节段浇筑过程中的现有结构，将用于搭建浇筑模板的顶部拉杆桁架作为骨架搭建养护棚，能在浇筑完成后拆除内模前以及拆除内模后的两个不同时点利用该养护棚对沉管节段进行养护，不需要单独搭设养护棚，解决了单独搭设养护棚存在工作量大，且沉管需要转移养护的问题；另一方面，由于沉管节段结构具有截面大、体量大的特点，通常都是采用露天干坞法进行预制，利用顶部拉杆桁架作为骨架搭建养护棚，能有效避免在浇筑沉管节段过程中受到外界天气影响，使得沉管类似于在“室内”完成预制浇筑，提高沉管浇筑质量。

所述拆模指拆除沉管节段廊道模板。

高分子养护膜具有良好的保温、保湿双重性能，能有效抑制微观裂缝的产生，采用高分子养护膜后，养护膜能吸收自重数百至上千倍的水分，吸水后形成一个微型小水库，由于其自有的特性使养护膜紧预制混凝土，流不掉，挤不出，又难以蒸发，但能以毛细管现象在混凝土表面传递和渗透，不间断地提供混凝土养生用水，并反复吸收沉管节段这一养生体的蒸发水，因此，只需要浇少量次数的水，就能使沉管保持湿润90%以上。

同时，在混凝土水化热的作用下，膜内温度比外界高4～10摄氏度，有效起到保温作用。

作为本实用新型的优选方案，所述高分子养护膜用于覆盖在沉管节段的底板和顶板上。

沉管节段预制混凝土浇筑完成并达到初凝后，及时在沉管节段的底板和顶板上覆盖高分子养护膜，并洒水形成养护层进行养护。

进一步地，所述高分子养护膜为单层养护膜或双层养护膜。

作为本实用新型的优选方案，所述养护棚延伸至沉管节段两侧侧墙的浇筑模板外侧，使得养护棚将侧墙的浇筑模板包裹。

采用这种结构形式的养护棚，使得棚内空间形成高湿防晒的小环境，有利于早强，抑制微裂纹的产生，使沉管预制混凝土得到良好的养护。

进一步地，所述养护棚采用帆布包裹形成，用帆布将顶部拉杆桁架完全包裹，两侧外模也用帆布完全包裹，形成养护棚空间。

作为本实用新型的优选方案，所述高分子养护膜上覆盖有土工布层。

在高分子养护膜上铺设土工布层，一方面有效地将外界的集中应力扩散，防止高分子养护膜受外力作用而破坏，保护高分子养护膜，起到防护作用，另一方面，进一步起到隔离保温作用，从而避免沉管预制混凝土的温度急剧下降而产生收缩裂缝；

作为本实用新型的优选方案，所述土工布覆盖层上还设有覆水养护层。

通过布置在沉管底板和顶板四周边缘的板条，利用高分子养护膜以及土工布层，用养护水全部浇湿并没过边缘板条，从而形成所述覆水养护层。该覆水养护层能很好地保证混凝土在恒温、恒湿的条件下得到养护，能大大减少因温湿变化而失水所引起的塑性收缩裂缝。

作为本实用新型的优选方案，所述覆水养护层上加盖有帆布层。

加盖一层帆布进行保湿保温，优化沉管节段的养护环境，进一步提高沉管节段养护后的性能特性。

作为本实用新型的优选方案，所述第一养护装置包括布置在顶部拉杆桁架上的输水管道，该输水管道上设置有多个喷头。

所述输水管道连接有养护水源，通过在顶部拉杆桁架上布置输水管道，通过喷头向沉管节段的顶板喷洒养护水，从而使顶部得到多重养护，达到良好的养护效果。

作为本实用新型的优选方案，所述输水管道沿沉管节段长度方向布置，包括分别布置在沉管节段顶板中部和两侧的多条分支管道。

采取这种结构形式的输水管道，使输水管道分布在沉管节段顶板上，覆盖到所有区域，保证输水管道在喷淋养护水时，沉管节段顶板的各部位都得到保湿养护。

作为本实用新型的优选方案，所述第二养护装置包括布置在廊道内的加湿器。

进一步地，所述加湿器为超声波加湿器，且该超声波加湿器配置有带湿度自动控制系统的主机，所述主机含有通信模块和数据接收处理模块，配套地，在沉管节段廊道的内壁多个部位布置有湿度传感器，所述湿度传感器用于采集廊道内的湿度数据，并通过主机的通信模块，与数据接收处理模块通信连接，使超声波加湿器根据接收到的湿度数据自动加湿或停止加湿。

采用自动控制系统的超声波加湿器，保证沉管混凝土在硬化过程中的湿度环境始终处于一个合理的范围。

作为本实用新型的优选方案，所述第二养护装置还包括布置在沉管节段廊道两端端部的防护罩。

通过在廊道两端端部布置防护罩，总体上能有效将沉管节段廊道与外界环境隔离，从而保持沉管节段廊道的环境温度和环境湿度。具体地，一方面布置防护罩能避免廊道内的水雾向外界环境扩散，起到节能的目的，另一方面布置防护罩能阻止环境风吹过廊道。

进一步地，所述防护罩为防水帆布。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、利用沉管节段浇筑过程中的顶部拉杆桁架作为骨架搭建养护棚，能在浇筑完成后拆除内模前以及拆除内模后的两个不同时点利用该养护棚对沉管节段进行养护，不需要单独搭设养护棚，解决了单独搭设养护棚存在工作量大，且沉管需要转移养护的问题；另一方面，由于沉管节段结构具有截面大、体量大的特点，通常都是采用露天干坞法进行预制，利用顶部拉杆桁架作为骨架搭建养护棚，能有效避免在浇筑沉管节段过程中受到外界天气影响，使得沉管类似于在“室内”完成预制浇筑，提高沉管浇筑质量；

2、采用高分子养护膜覆盖在预制混凝土表层作为沉管养护的方式，能对沉管进行良好的保温、保湿，能有效抑制微观裂缝的产生，从而保证了沉管结构的抗渗性能及耐用性能；

3、通过在顶部拉杆桁架上布置输水管道，通过喷头向沉管节段的顶板喷洒养护水，从而使顶部得到多重养护，达到良好的养护效果。

附图说明

图1为本实用新型中沉管预制混凝土的结构示意图。

图2为实施例1中的沉管预制混凝土养护系统的布置示意图。

图3为实施例2中的沉管预制混凝土养护系统的布置示意图。

图4为实施例2中的输水管路在顶部拉杆桁架上的布置示意图。

图5为图3中的a处局部放大图。

图中标记：1-底板，2-顶板，3-侧墙，4-中墙，5-行车道廊道，6-中廊道，7-浇筑模板，71-内模板，72-内模板支撑体系，73-外模板，74-外模板支撑体系，75-顶部拉杆桁架，8-养护棚，9-第一养护装置，10-第二养护装置，11-高分子养护膜，12-土工布层，13-覆水养护层，14-帆布层，15-输水管道，15a-分支管道，1501-喷头，16-养护水源，17-加湿器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例提供了一种用于养护浇筑完成后的沉管预制混凝土的养护系统。

沉管隧道由多个管节组成，每个管节由多个节段组成，本实施例以三腔室结构的沉管节段进行说明，如图1所示，沉管节段包括底板1、顶板2、侧墙3和中墙4，底板1、顶板2、两侧侧墙3和中墙4之间形成用于行车的行车道廊道5，底板1、顶板2和两面中墙4之间形成用于布置沉管附属设施的中廊道6。

在浇筑沉管预制混凝土时，在沉管外层布置有浇筑模板7，包括布置在行车道廊道5中的内模板71及内模板支撑体系72，浇筑模板7还包括外模板73及外模板支撑体系74，为了避免侧墙外侧的外模板73由于受到侧向力而发生变形，通常在侧墙外侧的浇筑模板底部、中部和顶部均设置有加固结构，顶部的加固结构包括顶部拉杆桁架75，顶部拉杆桁架75横跨沉管节段顶部，依靠相互之间的拉力将沉管节段两侧墙外的外模板支撑体系74连接起来，能有效避免侧墙外浇筑模板发生变形和移位。

外模板支撑体系74和外模板73构成广义上的外墙外侧浇筑模板，通过布置在沉管节段顶部的顶部拉杆桁架75连接，使左右两侧侧墙3的外侧浇筑模板形成整体式结构，能有效防止在浇筑侧墙混凝土的过程中，由于受到侧向力的作用而导致外模板变形，本申请的养护系统正是采用这些现成的结构搭设形成。

如图2所示，沉管预制混凝土养护系统，包括遮盖在沉管节段上方的养护棚8，所述养护棚8的骨架包括用于搭建浇筑模板7的顶部拉杆桁架75，该养护系统还包括用于拆模前的第一养护装置9和用于拆模后的第二养护装置10，所述第一养护装置9和第二养护装置10均包括覆盖在沉管预制混凝土表面的高分子养护膜11。

所述拆模指拆除沉管节段廊道中的模板过程，具体包括拆除行车道廊道5内的模板及中廊道6内的模板。

作为其中的一种实施方式，所述高分子养护膜11用于覆盖在沉管节段的底板1和顶板2上。其他实施方式是，根据实际施工情况及质量要求，也可以在沉管节段的其他部位铺设覆盖所述高分子养护膜11，沉管节段预制混凝土浇筑完成并达到初凝后，及时在沉管节段的预制混凝土表面铺设高分子养护膜，具体为：在拆除浇筑模板7前，在未设置有浇筑模板7的地方铺设高分子养护膜11，在拆除浇筑模板7后，在沉管预制混凝土的所有表面均可以铺设高分子养护膜11，当在类似于顶板2内侧、侧墙3或中墙4等不能直接铺设高分子养护膜的地方进行铺设时，需要布置临时支撑装置对高分子养护膜进行支撑，从而保证高分子养护膜是覆盖在沉管预制混凝土的表层部位，通过覆盖高分子养护膜，洒水形成养护层对沉管节段进行养护。

所述高分子养护膜11根据养护质量要求采用单层养护膜或双层养护膜。

作为其中一种优选的实施方式，所述养护棚延伸至沉管节段两侧侧墙3的浇筑模板外侧，使得养护棚8将侧墙3的浇筑模板包裹，也就是在顶部拉杆桁架75上搭设养护棚8后，在沉管节段的两侧外墙3外，养护棚8将外模板73及外模板支撑体系74一起覆盖，从而使得在移除外模板73前后，沉管节段均处于养护棚8内，形成更好更密封的养护环境。

养护棚8可采用帆布或其他类似的棉织物或麻织物搭设在骨架上形成，帆布具有充足的尺寸，从而将顶部拉杆桁架75、外模板73及外模板支撑体系74完全包裹，形成养护棚空间。

作为其中一种优选的实施方式，为了是养护棚的骨架更加密实，避免处于顶部拉杆桁架之间部位的养护棚处于悬空状态，养护棚的骨架可在顶部拉杆桁架之间增加支撑结构，比如采用连接横杆搭接两侧的顶部拉杆桁架的方式，或者在沉管节段顶板上临时增加型材钢结构等。

高分子养护膜可单独使用，也可在高分子养护膜上覆盖一层土工布层12，土工布层12一方面能有效地将外界的集中应力扩散，防止高分子养护膜11被破坏，另一方面，土工布层12能进一步起到隔离保温作用，有效避免产生收缩裂缝。

作为其中一种实施方式，本实施例中的土工布层12上还设有覆水养护层13，覆水养护层上加盖有帆布层14。

另一种实施方式是，直接在土工布层12上覆盖帆布层14。

当依次采用高分子养护膜11、土工布层12、覆水养护层13和帆布层14同时铺设在预制混凝土表面时，其结构如图3中a处放大图-图5所示。

实施例2

本实施例提供了一种更优化的沉管预制混凝土养护系统，主要用于养护拆除浇筑模板前后的沉管节段。

本实施例的沉管预制混凝土养护系统与实施例1中的大致相同，所不同的是，对实施例1中的第一养护装置9和第二养护装置10有更优化的结构布置。

如图3和图4所示，第一养护装置9还包括布置在顶部拉杆桁架75上的输水管道15，该输水管道15上设置有多个喷头1501，喷头1501用于向沉管节段喷洒养护水，所述输水管道15连接有养护水源16，养护水源16布置在施工场地上，输水管道15从养护水源16处引水并通过外模板支撑体系74的间隙处一直延伸布置到顶部拉杆桁架75上。

作为其中一种优选的实施方式，所述输水管道15包括分别布置在沉管节段顶板中部和两侧的多条分支管道15a，输水管道15沿沉管节段宽度方向布置，通过三通接头形成多条分支管道15a，分支管道15a沿沉管节段长度方向布置，在各分支管道15a上分别布置多个喷头1501，多个所述喷头1501分别设置在分支管道15a的底部和/或侧部，从而形成对沉管节段顶部的全区域覆盖。

值得说明的是，该输水管道结构也可以用于拆除内模前的预制混凝土结构养护中，也就是可以将该输水管道结构用于实施例1中，如图2中所示的输水管道15。

对第二养护装置的优化实施方式是：所述第二养护装置10还包括布置在廊道内的加湿器17，所述加湿器17为超声波加湿器，且该超声波加湿器配置有带湿度自动控制系统的主机，所述主机含有通信模块和数据接收处理模块，配套地，在沉管节段廊道的内壁多个部位布置有湿度传感器，所述湿度传感器用于采集廊道内的湿度数据，并通过主机的通信模块，与数据接收处理模块通信连接，使超声波加湿器根据接收到的湿度数据自动加湿或停止加湿。

进一步优化的实施方式是：所述第二养护装置10还包括布置在沉管节段廊道两端端部的防护罩（图中未示出），该防护罩将包括两侧的行车道廊道5及中廊道6空腔全部遮盖，也就是覆盖到所有廊道四周边缘处，从而将沉管节段廊道与外界环境隔离，从而保持沉管节段廊道的环境温度和环境湿度。

具体实施时，可采用单独搭设帆布作为独立防护罩的方式，也可加大养护棚的长度，比如在采用帆布作为养护棚的遮盖层，延长帆布长度，从而使帆布在沉管节段两端垂落到地面，进而将沉管节段廊道与外界环境隔离。

值得说明的是，在本实施例的预制混凝土表面依次采用高分子养护膜11、土工布层12、覆水养护层13和帆布层14同时铺设在预制混凝土表面时，其结构如图3中a处放大图—图5所示。

本实施例的沉管预制混凝土养护系统更偏向于使用在拆除行车道廊道中的模板后的过程中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。