养护膜在大面积薄壁混凝土施工中的应用

□何向东 □马慧敏

（1河南省水利科学研究院；2河南省水利勘测设计研究有限公司）

1 工程概况

南水北调中线一期工程总干渠安阳段是南水北调中线工程总干渠第Ⅳ渠段(黄河北～漳河南段)的组成部分，处于IV渠段的最北部，南起羑河渠道倒虹吸出口，北接Ⅴ渠段（穿漳工程）的起点。渠线总长40.26 km，其中渠道长39.29 km。渠段起点设计水位94.05m，终点设计水位92.19m，总设计水头差1.85m。起始断面设计流量245m3/s、加大流量280m3/s；终止断面设计流量235m3/s、加大流量265m3/s。

渠道渠底纵比降采用单一的1/28000，全段设计水深均为7m，加大水深7.36～7.44m，底宽12～18.50m，一级平台下内边坡1:2～1:3。沿线岩性以壤土、黄土状壤土、粘土岩、泥灰岩等为主，其中土质渠道长16.61 km，土岩双层结构长22.75 km。

安阳段气温由南向北变幅不大，多年平均气温约13℃，全年最低气温约-7℃，极端最低气温约-21℃。6、7、8月份气温较高，平均最高气温约32℃，极端最高气温约42℃。安阳段夏秋两季炎热多雨，气温较高；冬春两季干燥少雨，常伴有大风天气，极端低温一般在1月份。

2 养护膜的使用

在渠道大面积混凝土机械化衬砌初期，选择24m面板作为试验区域。面板机械化衬砌完成后，待强度达到设计强度70%以上时，开始切割设计纵横缝，切缝完成后，清理混凝土表面纵横缝和缝内杂物，然后在混凝土表面喷洒养护水，待养护面全部湿润后，混凝土面板表面覆盖养护膜，接缝处和混凝土四周用塑料胶带粘接，使养护面四周密封。养护期间安排人员检查养护膜完整情况，如有破损及时用养护膜粘接破损处，确保四周密封。每天观察混凝土面板表层湿润状态，养护7 d、14 d、21 d分别检测养护膜内空气相对湿度，均达到95%以上，每天测试养护膜内温度，养护膜内温度要比环境温度高4℃至6℃。到达养护龄期后，拆开养护膜，检查混凝土面板，表面湿润，无裂缝，也很少出现龟裂纹。

3 养护膜与混凝土其他养护方法的技术比较

3.1 洒水养护

南水北调工程渠道受坡度限制，要减少和抑制大面积薄壁混凝土表面微裂缝的产生，洒水养护要耗费大量的人力和财力。南水北调工程设计边坡大多为1:2~1:3，为了有效的减少水头损失，混凝土面板表面平整、光滑，要保持混凝土表面湿润，洒水养护时要不间断洒水，由于渠道边坡坡度较陡，混凝土表面湿润后摩擦力减小，人工喷洒养护水时，存在安全隐患，若从渠坡顶部直接洒水，由于渠道坡度较陡，大部分养护水会随渠坡直接流向渠底，对防边坡翻转齿槽和渠底接触面造成长期浸泡，影响边坡结构安全。为防止渠底受积水浸泡，多余的养护水要及时抽排，增加了资源投入。

3.2 覆盖养护

在工程建设过程中，常规的覆盖养护方法是，待混凝土初凝后对表面进行覆盖养护，主要材料为草帘或新型土工合成材料，由于南水北调工程衬砌面积很大，一个养护周期内所用的覆盖材料量较大，从工程实际和经济性来看，覆盖养护不适合南水北调工程。

3.3 涂刷养护剂养护

在渠道衬砌开始前，鉴于南水北调工程的特殊性，安阳段建设人员对各种养护方式进行了尝试。涂刷养护剂养护在建筑物施工中进行了试验，由于建筑物点多，建设周期长，涂刷养护剂养护试验经历了春夏秋冬四季，从试验结果分析，夏季由于气温较高，混凝土表面水分散失较快，涂刷2~3遍养护剂养护，混凝土表面仍然能产生龟裂纹，增加涂刷遍数后龟裂纹有所减少，但由于投入较大承包商不愿采用这种养护方式。春秋两季由于气温适宜，使用养护剂养护效果较好。冬季安阳温度较低，受气温的影响，混凝土养护时不能采用养护剂养护。根据试验结果和南水北调工程的特殊性，不建议对大面积薄壁混凝土采用养护剂进行养护。

4 养护膜与混凝土其他养护方法的经济比较

养护膜施工成本：养护膜试验段渠道坡面宽约18.80m，长为24m，28 d一个养护周期，共需覆盖面积12633m2。覆盖专用养护膜方式按洒水一次，一次24m按1 h，用水量1m3，每方水1.00元计算，2个人工，6m3洒水车一个台班约800元，人工费一个工日约80元。共发生费用：2×80+1×100+1=261元，养护膜材料费为：18.80×24×1.20=541.44元，合计费用为802.44元，每平米为：802.44÷（18.80×24）=1.78元。

洒水覆盖养护施工成本：一个养护周期内，直接覆盖并浇水保湿方式按一早、中、晚洒水3次，一次24m按30min，消耗1m3水，每方水1元计算，人工费每工日80元。共发生费用：1×3×0.50×80÷8÷2×28+28×（3×0.50×800÷8÷2+3）=2160元，分摊的土工布费用为：18.80×24×5.00÷5=452.10元，合计费用为2611.20元，每平米为：2611.20÷（18.80×24）=5.79元。

涂刷养护剂施工成本：每平方米(混凝土表面)用量为0.20~0.50 kg(即每公斤可喷涂2~4m2)。每公斤养护剂价格约12元，约为每平方米养护剂成本3~6元，取平均值4.50元每平方米，现场施工过程中试验长度需两人半工日完成，人工费每工日80元。每平米为：4.50+80×2.50÷（18.80×24）=4.94元。

5 各种养护方法的优缺点

5.1 采用养护膜的优缺点

节省水资源，整个养护过程只需洒水一次，若沿线工程有一半混凝土养护方式采用养护膜养护，将大大减少水资源开采；节约成本，养护膜成本仅为常规养护成本的三分之一，采用养护膜将对施工企业创造更大经济效益；有效保护渠底建基面，由于只需要洒水一次，不会在坡底形成积水，避免积水对坡底齿槽部位浸泡；减少人员、设备投入，采用养护膜时，日常只需1~2人沿线巡视，一个养护周期将至少减少80至100个工日和洒水车消耗；养护效果好，混凝土表面色泽一致，只要是养护膜覆盖到的地方，基本处于同一养护条件，没有死角，并且养护膜内温度比环境温度高，具有保温效果，利于较低温度条件下混凝土养护，冬季温度较低季节施工时，通过在养护膜上部覆盖棉被保温，既能保证混凝土表面养护期湿润，又能提高表面温度，方便较低温度条件下混凝土施工。缺点，在大风天气下采用养护膜时要适当增加压重，出现小部分开裂后，要及时修补，否则养护膜将被大风卷走。

5.2 洒水覆盖养护优缺点

简单易用，如养护面是平面，通过覆盖土工布和洒水，能达到较好的养生效果。若是坡面或立面混凝土将增加洒水频次，在增大工作量的前提下也可以满足工程养护质量要求。缺点，增加管理难度，由于需要人员不断观察混凝土表面湿润情况，若工作人员责任心不强，洒水不及时，混凝土表面将产生大量龟裂纹。易在坡底形成积水，洒水时若控制不当，土工布饱水后，多余的水分汇集到坡底而形成积水，浸泡齿槽部位，对坡面结构稳定造成隐患。洒水养护需要长期洒水，消耗的水资源较多。对外界温度要求较高，温度较低时不适合洒水覆盖养护。

5.3 涂刷养护剂养护的优缺点

优点，实施过程中消耗人工量较小。养护剂涂刷后不需要人员对养护工作面进行日常维护。缺点，凡需养护的混凝土应具有一定的硬度(进入终凝后)，其表面应为干面层，无冷凝水、脏物及灰尘，涂刷养护剂时机掌握不准确表面将产生较多缺陷。

6 结束语

混凝土养护的好坏，决定着混凝土实体内在强度、抗渗、防裂、抗冻、耐久等主要指标，尤其大面积薄壁混凝土，若养护方式选用不当，将产生大量裂缝，影响工程质量，因此，必须切实作好养护工作。随着社会发展和科技进步，各种新型材料会对工程建设带来诸多便利，只要对材料选用得当，在工程建设阶段往往会取得事半功倍的效果。

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