滑模技術(shù)在混凝土排水工程中的應(yīng)用

孫子育

（甘肅威遠(yuǎn)路業(yè)（集團）有限公司，甘肅 定西 743000）

1 滑模施工工藝的發(fā)展趨勢

1.1 節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

（1）滑模機制造商開發(fā)出來的系列化產(chǎn)品，為用戶提供多種選擇，有效地解決在滑模施工過程中的問題，進(jìn)一步節(jié)省資源，降低施工成本。（2）履帶行走為轉(zhuǎn)移工作面浪費了大量的時間以及燃油消耗，設(shè)計過程中嘗試加入輪式轉(zhuǎn)換。（3）施工過程中材料的浪費，在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時逐步完善。（1）由于所鋪筑的結(jié)構(gòu)物尺寸差異大，施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)中大型滑模機攤鋪小型構(gòu)筑物，燃油消耗不對稱，未解決能源消耗問題，在設(shè)計中、大型滑模機的的過程中引入合理的功率匹配技術(shù)，采用更先進(jìn)的電控油門發(fā)動機，使發(fā)動機與液壓油門達(dá)到最優(yōu)匹配。

1.2 智能監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展

（1）進(jìn)一步完善高精度差分和GPS無線控制技術(shù)在滑模機械系統(tǒng)中的應(yīng)用，徹底取代傳統(tǒng)的掛線施工，進(jìn)一步節(jié)省所花費的人力資源投入。（2）無線遙控技術(shù)的引用，使得操作人員可以選擇特殊施工要求下的位置控制滑模機，安全且方便。（3）引入多種傳感器，并且采用GPRS技術(shù)將各部件工作情況及施工情況傳輸至監(jiān)控中心，對機械的工作狀態(tài)及工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

1.3 滑模施工技術(shù)的應(yīng)用市場及展望

近年來，中國在滑模施工技術(shù)的推廣與應(yīng)用中取得了一些成績，但相比于國外對此技術(shù)的應(yīng)用程度，我國在許多方面還存在很大差距。（1）滑模施工技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域有限?；C在國內(nèi)大多用于公路兩側(cè)路緣石、水溝以及防撞欄等小型構(gòu)筑物的建設(shè)。在河壩、鐵路等工程中的應(yīng)用還是一片空白。（2）滑模施工技術(shù)在國內(nèi)的認(rèn)知度低。大部分業(yè)主、施工企業(yè)還不太熟悉該項工藝，仍停留在傳統(tǒng)的施工工藝中。（3）國產(chǎn)的滑模機系列化產(chǎn)品不健全。國內(nèi)的制造商僅有少數(shù)幾家，且產(chǎn)能有限，自動化程度不高。 （4）國內(nèi)人口基數(shù)大，大面積的機械化施工將取代該工種大量的工作崗位。（5）國內(nèi)的滑模施工技術(shù)還應(yīng)該進(jìn)一步推廣與應(yīng)用，同時應(yīng)加大步伐投入研究新型產(chǎn)品，使得基礎(chǔ)建設(shè)中的能源消耗、時間消耗等進(jìn)一步降低，從而提高工程質(zhì)量。

2 滑模技術(shù)在混凝土排水工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

甘肅某公路A標(biāo)段共計43Km，采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計時速100Km/h。排水工程采用縱向排水溝、路緣石及急流槽等構(gòu)造物，工程原設(shè)計路緣石為預(yù)制塊安裝，縱向排水溝為支?，F(xiàn)澆，而后為加快施工進(jìn)度，提高質(zhì)量控制，標(biāo)段積極采用新工藝，引進(jìn)滑模施工技術(shù)，對混凝土排水工程中全部采用滑模機施工。

2.2 工程中的應(yīng)用及影響

該標(biāo)段通過引進(jìn)滑模施工技術(shù)，采用機械為德國WirtgrnSP-15型滑模攤鋪機。在路基段落水穩(wěn)基層施工時提前為滑模施工準(zhǔn)備了操作空間，當(dāng)?shù)谆鶎邮┕ね戤吅?，采用滑模機施工縱向排水溝，相比于采用傳統(tǒng)施工工藝的標(biāo)段節(jié)省了1/2的時間，極大地提升了施工效率，同時為下、上基層提供了充足的工作面。滑模施工工藝使得縱向排水溝強度提高，剩余水穩(wěn)層施工時無需立模施工，節(jié)省了人力物力投入成本，同時避免了傳統(tǒng)施工工藝中排水溝經(jīng)壓路機擠壓的現(xiàn)象。在水穩(wěn)基層施工完畢以后，路緣石施工過程中相比傳統(tǒng)工藝效率提升了2倍，平均日完成量2Km以上，有效地保證了后續(xù)瀝青施工工作面，其施工后的產(chǎn)品 “橫平豎直”，且強度高、抗擠壓、整體美觀度好，在瀝青施工過程中未出現(xiàn)錯位現(xiàn)象。

2.3 工藝原理

根據(jù)工作原理的不同，滑模攤鋪機主要分為擠壓式、振搗式、錘搗式和振動式。擠壓式滑模攤鋪機的工作原理是：混合料被螺旋推進(jìn)器或往復(fù)缸不斷地推入成型模具，并充分地擠滿，混合料內(nèi)部產(chǎn)生一定的擠壓作用力，形成具有一定密實度、強度及一定形狀的構(gòu)造物。在構(gòu)造物形成的過程中，混合料對螺旋輸送器的水平反力傳給機架、行走輪，使整機沿著路面前進(jìn)。錘搗式滑模攤鋪機的工作原理是：在滑模機成型模具的前面安裝有錘搗裝置，該系統(tǒng)將混凝土錘搗擠壓進(jìn)入與主機相連的成型模具里；機器的行走是靠自撞錘運動的反作用力。振搗式滑模攤鋪機的工作原理是：在滑模機成型模具的前面加有振搗棒，通過振搗棒的作用使水泥混凝土達(dá)到一定的密實度。振動式滑模攤鋪機的工作原理是：在模具上安裝一個高頻低幅的振動器，通過振動器使水泥混凝土達(dá)到一定的密實度；機器的行走是靠本身的動力，而不依賴混合料對機器的反作用力，因而行走相對比較穩(wěn)定。各種滑模機的工作原理雖然有所不同，但其結(jié)構(gòu)一般都由料斗、喂料器、成型模具、密實機構(gòu)、升降系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。

2.4 施工工藝流程及控制要點

2.4.1 施工工藝流程

工作面處理—導(dǎo)線布設(shè)—混凝土拌制與運輸—攤鋪—收光、修整—覆膜養(yǎng)生—切縫。

2.4.2 控制要點

（1）混凝土的精確配料

在施工過程中需要對混凝土的原材料砂、石、水泥等材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并且要求砂和石集料、水泥和水的配料精確度控制在1%和0.5%誤差范圍內(nèi)。這是因為不夠精確的配料誤差會導(dǎo)致干硬性混凝土演變?yōu)樗苄曰炷?。同時，為了確保拌和的質(zhì)量要求。在進(jìn)行上料的時候，料不可以串倉。攪拌站每工作5h左右需要全面檢查拌和樓各項工作是否正常，尤其檢查是否有堵塞問題出現(xiàn)。

（2）坍落度的控制

每拌攪拌時間不宜低于60s，需要專人控制砼料坍落度，隨時檢測，即時控制由于原材料因素引起的坍落度變化，保持出場坍落度在10mm～20mm范圍內(nèi)，這樣可以很好的確?；炷恋墓ぷ餍阅?。

（3）混凝土的運輸

砼料出場至攤鋪完畢時間不宜超過3h，否則將會出現(xiàn)不同程度的拉裂現(xiàn)象。

（4）振動參數(shù)的設(shè)置

結(jié)合試驗表明，干硬性混凝土經(jīng)過振動后，其改變了混合料的物理性能，開始具備一定的流動性液化。同時經(jīng)過其自重作用下，骨料重新排列，從而混合料的密實度提高。結(jié)合實踐經(jīng)驗表明，振幅越大，其液化程度越高，流動性越明顯。但過大的流動性會導(dǎo)致混合料顆粒排布散亂，從而造成產(chǎn)品的嚴(yán)重變形。而過小的振幅難以達(dá)到理想的密實效果。結(jié)合工程實踐，滑模機的振幅應(yīng)控制在0.2mm～0.4mm。

（5）攤鋪和抹面

在滑模機進(jìn)行攤鋪之前，需要嚴(yán)格的檢查基層質(zhì)量，對所存在的缺陷及時進(jìn)行人工修整，以免影響攤鋪效果。導(dǎo)線架設(shè)要求直線段間距小于10m，彎道小于5m。開始施工前，應(yīng)對滑模機內(nèi)部模板灑水潤濕，這樣可以避免砼料粘結(jié)于模具上?；C攤鋪起步速度應(yīng)控制在 0.5m/min～1.0m/min，行駛正常后控制在 1.0m/min～2.0m/min。同時，現(xiàn)場施工人員應(yīng)該結(jié)合砼料的實際情況及攤鋪效果及時調(diào)整參數(shù)施工，對部分缺陷進(jìn)行人工修飾。施工過程中應(yīng)盡可能少的出現(xiàn)停車、大幅度轉(zhuǎn)向等情況，確保施工連續(xù)性。

（6）養(yǎng)生和切縫

養(yǎng)生應(yīng)覆蓋薄膜，由于天氣及現(xiàn)場砼料情況其開始時間需要現(xiàn)場施工人員結(jié)合經(jīng)驗確定。一般在攤鋪成型后1h左右，養(yǎng)生應(yīng)持續(xù)5d～7d；同時切縫應(yīng)盡早進(jìn)行，以切縫時不崩邊為原則。

3 總結(jié)

滑模技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用起步較晚，但是在這些年的發(fā)展過程中，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多，比如說在上文工程項目的排水工程中，滑模技術(shù)的應(yīng)用有效提高了施工進(jìn)度和質(zhì)量，但是在應(yīng)用的過程中，需要綜合考慮各方面的因素，做好施工工藝和施工技術(shù)，確保項目的質(zhì)量。