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淺談路基排水溝新型滑模機快速施工技術
2017-11-01

淺談路基排水溝新型滑模機快速施工技術

李慧勇

【摘要】路基排水溝滑模施工在水溝開槽、混凝土澆筑、自動噴淋養生等方面具有作業效率高、整體性好、混凝土施工質量穩定、節約施工成本等優點,與傳統施工方法相比具有明顯的優勢,結合濟青項目路基排水溝施工,詳細介紹了新型滑模機快速施工路基排水溝技術,具有較大的推廣應用價值。

【關鍵詞】新型滑模機;路基;排水溝;施工

1 工程概況

新建濟南至青島高速鐵路工程站前三標DK51+760.87~DK54+559.44段路基共包含區間路基和站場路基。路基排水系統主要包括邊坡排水溝、塹頂天溝、側溝、線間溝。排水溝、天溝一般采用底寬0.4m、深0.6m梯形溝,邊坡坡率為1:1,壁厚0.2米;一般地段側溝為寬0.6米、深度0.8米、壁厚0.2米的矩形水溝,路基排水溝施工工期緊,施工質量要求較高。

2 滑模技術及施工原理介紹

2.1滑模技術介紹

新型滑模施工技術主要采用滑模機取代定型鋼模板,利用電動液壓系統控制行走、螺旋、振動和轉向等,傳感器控制轉向和升降,縱橫坡找平,導向輪定位線型和軌道控制高程等的路基排水溝快速施工技術,與傳統排水溝施工技術相比,其具有“精度高、剛度好、強度大、表面光潔、線形美觀、施工速度快、節省經費、節約資源、生態環保、美化環境”等優點。

2.2滑模施工原理

在滑模機工作時首先啟動附著式振動器為落料做準備,用吊車將混凝土吊運到滑模機進料斗內,當混凝土通過機械進料斗進入推進器后,啟動液壓泵站、油缸開始作伸縮運動,由推進器將混凝土推進到渠道成型模外壁所形成的梯形空腔內,成型模充當內模作用,將混凝土固定在渠槽壁上,渠槽在受擠壓作用下成型。為確保梯形渠內混凝土的擠壓強度和密實度,澆筑過程中振動器在液壓油缸推力作用下連續對混凝土振動,確保混凝土澆注質量。滑模系統依靠兩側導向滾輪進行連續作業運動,可實現排水溝一次性澆筑成型。

3滑模施工工藝

滑模施工工藝流程為:平整場地、測量放線—溝槽開挖—滑模機就位調試—砼澆筑—伸縮縫設置—砼養護。

3.2.1 平整場地、測量放線

根據路基邊坡防護結構基礎標高,對地界范圍內原地面進行清理和整平,場地向外做成4%的排水坡。場地平整后,由技術人員按照排水溝設計位置進行放樣,直線段每隔20米,曲線段每隔10米,放出排水溝開挖內邊線并撒白灰標識。施工人員將放樣出的控制樁向路基內側引0.5米,以控制排水溝的開挖位置及標高,防止排水溝開挖過程中破壞控制樁。

3.2.2 溝槽開挖

排水溝采用挖掘機開挖,挖掘機鏟斗根據水溝的設計開挖尺寸,特制專用異形鏟斗,達到一次開挖成型的效果。其中,鏟斗上設有深度限位桿,直線誤差不大于2㎝,深度誤差不大于3㎝,確保水溝不超挖,保證排水溝尺寸以及溝邊平順整齊。

3.2.3 滑模機就位調試

根據滑模機兩側滑輪寬度在溝槽兩側安放槽鋼作為滑模機行走軌道,槽鋼采用鋼筋頭固定。將滑模機放入開挖好的土模內,對滑模機進行全面的性能檢查,主要包括油料、液壓裝置各配件,中控箱線路等完好。啟動發電機,通過中控箱啟動液壓系統,首先采用手動運行,確定推進器工作正常后切換成自動運行檔位,暫停運行液壓系統。

3.2.4 混凝土拌合、運輸

混凝土采用拌合站集中拌制,混凝土罐車運輸。混凝土拌合時嚴格控制混合料的坍落度,針對滑模施工混凝土坍落度過大,混凝土變形較大,外觀尺寸與形狀達不到設計要求;坍落度過小,混合料內摩阻力增大,集料間粘結力小,滑出的混凝土不宜成型且表面蜂窩麻面嚴重,同時對模板的磨損較大,滑模施工混凝土坍落度宜控制在70~90mm范圍內。為滿足混凝土澆筑質量,施工時需考慮氣候和運輸距離等方面造成的坍落度損失,適時調整施工配合比,同時,在澆筑施工過程中根據混凝土運輸到現場的時間和車輛噸位大小等情況配備足夠數量的罐車,確保混凝土滑模施工連續進行。

3.2.5 混凝土澆筑

采用吊車、漏斗吊將適合要求的混凝土加入設備受料倉,啟動液壓系統工作,設備通過液壓系統使推進器自動運行,并將受料倉中的混凝土擠壓進倉壁,自動完成混凝土鋪設。混凝土澆筑過程中滑模機應緩慢、均勻,連續不斷地攤鋪,攤鋪速度宜控制在1m/min左右,當料的稠度發生變化時,應先調整振搗頻率,后改變攤鋪速度。施工中需確保受料倉兩側給料量充足。混凝土滑模攤鋪完成后,人工緊隨進行抹面處理。

3.2.6 伸縮縫設置

混凝土初凝前,采用切縫刀每隔20米切割一道貫通伸縮縫,縫寬2cm,縫內填塞瀝青麻筋。

3.2.7 砼養護

溝身砼澆筑完后,對排水溝采用塑料薄膜覆蓋包裹,并利用“自動噴淋”系統進行灑水養護。其中,自動噴淋系統包含自動旋轉式噴頭,噴頭利用水壓力作為動力,出水呈扇形,設置在0-180°范圍自動搖擺,噴灑均勻,并可設定噴淋間隔時間,確保噴灑面積全覆蓋。砼養護過程中經常檢查濕潤情況,保持混凝土表面濕潤,保濕養護時間不小于14d。

4 滑模施工中存在的問題及解決方法

通過工程實際應用,新型滑模機在施工排水溝過程易出現以下常見問題,為確保滑模施工高效、快速,項目部針對施工中出現的問題對滑模系統和施工方法進行改進優化,確保了滑模施工質量。滑模施工中存在的問題及解決方法如下:

4.2.1 滑模機行走問題

滑模機向前行走,水溝兩側的凹槽軌道起導向作用,在滑模機自重作用下,滑模機一部分重量通過導向滑輪集中作用在凹槽軌道上,考慮到周轉輕便,首次施工選用較小型號槽鋼,施工中由于滑模機自重作用,造成軌道位移,使得水溝外觀線形不順直。

為解決排水溝線型不順直問題,通過對滑模軌道加固,換用6mm厚槽鋼固定在10*10cm方木上在安裝在溝槽兩側作為行走軌道,確保了排水溝施工線型順直。

4.2.2 混凝土性能問題

混凝土坍落度通過多次的試驗最終確定在60毫米左右能達到最佳效果。由于砼坍落度比較小,砼無法采用罐車進行運輸,而采用自卸車運輸時過程中無法進行二次攪拌,項目在滑模機進料口設置二次攪拌裝置,通過二次攪拌進一步提升了砼的質量;

4.2.3 溝槽開挖問題

針對溝槽開挖不理想的情況,根據梯形溝的尺寸制作了專用的定型挖斗,一次開挖成型,有效控制線型,且開挖出的基底及側壁通過擠壓以后非常密實,效果理想。通過多次實際應用和技術改進有效解決了溝槽開挖難題。

5 滑模技術應用效果

滑模施工在濟青項目得到成功應用,與傳統工藝平均每人每天可完成1.25米相比,滑模工藝可達到平均每人每天8米,施工速度是傳統工藝的6.4倍;從經濟方面分析,相比于傳統工藝,滑模施工完成每延米發生的費用可節省30元,且滑模工藝為整體澆筑,內有附著式振搗器不間斷振搗,通過液壓力反作用于砼上推動設備前進(設備重3.5t),如此循環,砼通過振搗及反復擠壓后非常密實,施工質量水平較高。濟青項目應用滑模施工大大加快了施工進度,節約了施工成本,經濟和社會效益顯著。

6 結束語

濟青項目在路基排水溝施工中采用滑模施工工藝,通過采用合理的施工工藝及過程控制方法,保證了路基排水溝施工質量,加快了施工進度,可為類似工程施工提供借鑒。

參考文獻

[1] TB10424-2010.鐵路混凝土工程施工質量驗收標準[S].2011.(04).

[2] TB10002.4-2005.鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范[S].中國鐵道出版社.2005.(06).

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