包燁明

（中鐵十二局集團第三工程有限公司 山西太原 030024）

1 引言

隨著我國目前高速鐵路、公路的迅猛發(fā)展，主體工程施工中一些傳統(tǒng)的技術與設備已經(jīng)逐步被先進的工藝與機械所替代［1］。但在部分附屬工程施工中，往往忽略新工藝及新設備的研發(fā)推廣。究其原因主要為路基水溝作為附屬工程，往往在施工過程中沒有引起施工單位的足夠重視。但在過去幾年里，部分已開通運營的鐵路及公路的局部段落由于排水設施設置不完善或排水溝施工質量不合格致使水滲入并浸泡路基本體造成路基下沉的現(xiàn)象已成為較為頻繁的缺陷及病害類型之一［2］。尤其在軟土路基［3］地段，水對路基結構造成的破壞已成為各施工單位極為頭疼的問題［4］。傳統(tǒng)路基水溝施工采用普通挖掘機開挖人工修邊的開挖方式與普通定型模板進行立模、拆模、倒模等多工序的澆筑方式。此工藝存在邊溝開挖的結構尺寸及線形難以控制、底板與側壁分次澆筑、模板反復定位、拆裝及倒運、勞力配置多、施工進度慢且混凝土不密實等缺點。為了解決上述問題并形成一種既能提升水溝施工質量又能提升施工效率的全新工藝，本文以青連鐵路路基工程為依托，對研究形成的梯形水溝滑模施工技術進行了詳細闡述。

2 總體方案及工藝原理

通過測量控制確定水溝平面位置、縱坡及標高。采用定型挖斗，水溝開挖一次成型。

安裝自主研發(fā)的滑模機，通過進料倉灌入混凝土。當混凝土進入推進器后，啟動液壓泵站、油缸作伸縮運動，推進器將混凝土推進擠壓到水溝開挖槽與滑模機模板形成的梯形空腔內，利用液壓油缸的推力作用和附著式振動器對混凝土的連續(xù)振動，對混凝土進行壓實和振搗；滑模機利用液壓油缸產生擠壓的反作用力，沿水溝兩側安放槽鋼軌道前行。混凝土連續(xù)供應，水溝一次性澆筑成型［5］。

3 具體施工工藝

本技術具體施工工藝流程見圖 1［6］。

3.1 場地平整碾壓

圖1 路基梯形水溝滑模施工工藝流程

施工前對施工段落水溝的原地面進行平整，根據(jù)設計要求、排水方向調整出縱向排水坡度，坡腳及柵欄0.5 m范圍人工清理，中間地段機械清理。地表土質軟弱時，可采用改良土等填料局部換填，碾壓密實并予平整，提高場地承載力，碾壓完成后按設計要求進行壓實系數(shù)檢測。場地平整見圖2。

3.2 測量放線

據(jù)施工圖紙，采用全站儀對施工段落水溝中心及邊樁進行放樣，為控制水溝線形，直線段每隔20 m進行放樣（曲線段根據(jù)曲線半徑縮短間距）并及時做引樁，根據(jù)控制樁用白灰標出水溝開挖線。測量放線見圖 3［7］。

圖2 場地平整

圖3 測量放線

3.3 水溝開挖

采用特制定型挖斗，水溝開挖一次成型，同時配置小型自卸運輸汽車，將開挖土方及時清運。水溝開挖見圖 4、圖 5［8］。

圖4 特制定型挖斗開挖水溝

圖5 水溝開挖成型

3.4 設備安裝

采用自主研發(fā)的滑模設備，利用吊車吊裝就位?；Ｊ┕で?，先根據(jù)開挖線及控制樁安放走行槽鋼，走行槽鋼規(guī)格為 14a槽鋼×3 m?；C設備參數(shù)及結構見表1與圖6［9］?，F(xiàn)場安裝見圖7。

表1 滑模機設備參數(shù)

圖6 自主研發(fā)滑模機結構

3.5 混凝土拌制、運輸及澆筑

梯形水溝混凝土在拌和站集中拌制，由于滑模工藝所需的混凝土為干硬混凝土，采用傳統(tǒng)的混凝土罐車無法運輸，故采用自卸斗車運輸?；炷劣傻踯嚴锰刂屏隙返跹b入模，在進料倉內通過螺旋裝置進行二次攪拌；設備通過液壓裝置擠壓已澆筑混凝土產生的反力行走，方向和標高通過渠槽兩側安放的軌道控制，滑模機移動過程中附著式平板振動器不間斷振搗，局部利用手提式平板振動器加強，水溝一次性澆筑成型?；炷翝仓妶D8。

圖7 滑模設備安裝

3.6 人工收光抹面

滑模機澆筑成型后，人工收光抹面，收面的同時對線形進行修飾，保證直線線形順直，曲線線形圓順。第一次收面，抹平，棱角出線；第二次收面，精平，棱角分明；第三次壓面，抹出光面，修正局部棱角。人工收光抹面見圖9。

圖8 混凝土澆筑

圖9 人工收光抹面

3.7 設置沉降縫

水溝每10 m設置一道沉降縫，縫寬2 cm。沉降縫設置分兩步：第一步，在混凝土強度達到2.5 MPa時用切割機彈線切割，切割時應保證沉降縫上下貫通；第二步?jīng)_洗沉降縫，填塞瀝青麻筋，然后用水泥砂漿嵌縫。切割機切割彈線見圖10［10］。

3.8 養(yǎng)護

混凝土澆筑并收面后6 h內覆蓋塑料薄膜全封閉進行養(yǎng)生?；炷琉B(yǎng)護見圖11。

圖10 切割機切割彈線

圖11 混凝土養(yǎng)護

4 經(jīng)濟技術對比

4.1 經(jīng)濟費用分析

滑模設備每臺套約7.5萬元，綜合開挖成槽效率100 m／臺班；折合每延米折舊費1.89元（設備折舊年限按3年計算，每年施工6個月，每月施工22 d。理論效率可達60 m／h，受混凝土供應、收光抹面等工序制約，實際進度100 m／臺班）；每臺套設備現(xiàn)場勞力配備共20人，其中測量放樣3人，水溝開挖2人，滑模小組15人（混凝土吊裝供應3人，滑模機操作司機1人，混凝土收面6人，其他配合人員5人）。

綜合考慮配套挖掘機、運輸車輛及設備折舊相關費用，采用滑模施工技術，青連鐵路每延米綜合費用291.5元；太焦鐵路每延米綜合費用285元。

傳統(tǒng)工藝的模筑法施工，采用小型挖機挖槽、人工修整溝型和安拆模板、澆筑混凝土，設備開挖成槽效率100 m／臺班，水溝成型每100 m需勞力27人3 d工時，約合80～100個工天。100 m模板投入約6萬元，按照循環(huán)50次計算并考慮模板攤銷，折合每延米折舊費12元。采用傳統(tǒng)工藝，青連鐵路每延米綜合費用327.1元，太焦鐵路每延米綜合費用300元。

4.2 進度分析

根據(jù)青連鐵路工程實踐，每100 m成型水溝滑模工法較傳統(tǒng)工法提前2 d。

4.3 經(jīng)濟技術比較

傳統(tǒng)工藝與滑模工藝經(jīng)濟技術比較見表2［11］。

表2 傳統(tǒng)工藝與滑模工藝經(jīng)濟技術對比

5 結束語

綜上可見，路基梯形水溝滑模施工技術主要具有以下優(yōu)點：

（1）采用挖機定型鏟斗一次性開挖成型，形成的水溝斷面規(guī)則、溝壁密實、線形美觀且工效提升明顯。

（2）滑模機設備組裝難度小，操作簡便，設備投資費用較小。

（3）混凝土澆筑采用滑模機對溝底及側壁一次攤鋪擠壓澆筑成型，整體性好，質量可靠。

（4）滑模機采用柴油機作為行走及振搗的動力，不受電力影響，施工方便。

（5）理論攤鋪效率可達60 m／h，施工效率高。

（6）施工現(xiàn)場不需要安裝模板，減少了材料堆放；施工流水作業(yè)，人走料清，無需單獨進行場地清理，滿足環(huán)保要求。

另外，對于工程規(guī)模較大的路基梯形水溝施工，滑模技術綜合技術經(jīng)濟效益明顯，且克服了傳統(tǒng)工藝的質量通病，確保了施工質量及技術指標符合要求［12］，工程后期維修養(yǎng)護的成本節(jié)約也十分可觀。目前，該技術已經(jīng)在青連、京張、濟青、哈牡、太焦、鄭萬、連鎮(zhèn)、連鹽、昌吉贛、贛深、銀西等十余個客?；蚋哞F項目得到了應用。