曹彥龍CAO Yan-long

（中鐵十七局集團第一工程有限公司，青島 266000）

0 引言

高速公路的單個小混凝土預(yù)制構(gòu)件體積較小，需求數(shù)量巨大，這就對預(yù)制工作提出了全新的需求與標準。隨著中國高速公路施工的蓬勃發(fā)展，對高速公路小型混凝土預(yù)制構(gòu)件的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與外表品質(zhì)均提出了更高標準的施工要求。由于小型預(yù)制構(gòu)件不僅在混凝土澆筑和運輸上比較麻煩，同時混凝土在模具中也不便于振搗，并且在小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工完成后，需人工轉(zhuǎn)往養(yǎng)護區(qū)域，在轉(zhuǎn)運過程中，既不便于運輸也易損壞掉小型預(yù)制構(gòu)件的棱角，使得高速公路小型預(yù)制構(gòu)件的混凝土施工變成了一項難題。

1 工程概況

寶坪高速公路LJ-2 合同段位于寶雞市高新區(qū)馬營鎮(zhèn)，位處系黃土臺塬區(qū)，路基長度3328m，包括寶雞南服務(wù)區(qū)土建一處，區(qū)間路基段落3 處，路基部分包括預(yù)制水溝臺帽760m3，預(yù)制水溝蓋板1002m3，預(yù)制梯形水溝（結(jié)構(gòu)形式6 種）537m3，預(yù)制實體護面墻544m3，預(yù)制拱形骨架和截水緣1112m3，共計3965m3，小型混凝土預(yù)制構(gòu)件的施工方量較大，且結(jié)構(gòu)形式多種多樣，施工任務(wù)重，工期緊張。

2 高速公路小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)

2.1 傳統(tǒng)小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工

傳統(tǒng)小型預(yù)制構(gòu)件混凝土的施工，一般采用罐車直接把混凝土材料自卸至預(yù)先準備好的模具內(nèi)，或者自卸至小推車內(nèi)再通過人力運輸將混凝土料鏟至模具或者胎具內(nèi)，最后通過人力振搗或放在振搗平臺振搗等，由于人工振搗效率低且施工中力度不均勻大小不協(xié)調(diào)，造成混凝土構(gòu)件質(zhì)量差。另外在振搗臺上施工時，需要人工把盛滿混凝土的預(yù)制構(gòu)件模板放到振搗臺上且在過程中人工補充混凝土，不但施工困難效率低，而且盛放、轉(zhuǎn)移放滿混凝土的胎具操作非常困難，并且在自卸過程中不方便控制混凝土的出料量，也易使混凝土卸到模板外側(cè)造成混凝土的浪費，產(chǎn)生污染，為施工帶來不便。

2.2 小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)

混凝土運至施工現(xiàn)場后，1 名放料工在罐車處放料至料斗內(nèi)，直至料斗裝滿混凝土后，由2 名推車工推動混凝土至施工區(qū)域；1 名操作人員打開開關(guān)進行放料，其后打開振平板搗器開關(guān)進行振搗，5 名施工人員負責(zé)模板替換、混凝土構(gòu)件表面整平、混凝土不足時的補料及構(gòu)件澆筑完成后轉(zhuǎn)移，最后由養(yǎng)護作業(yè)人員負責(zé)小型混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護，一個工班按照以下人員結(jié)構(gòu)進行配置。人員分工見表1。

表1 人員分工表

混凝土運輸至施工現(xiàn)場規(guī)定的地點，將小型混凝土預(yù)制構(gòu)件設(shè)備人力推至罐車放混凝土的施工位置，把混凝土卸入四個料斗中，罐車放料完畢后，再人力推至預(yù)制結(jié)構(gòu)的澆筑區(qū)域，然后將預(yù)制結(jié)構(gòu)的模具放到1#振動平臺和2#振動平臺上，并等待布料。啟動1#繼電器開關(guān)，然后移動放料部在驅(qū)動電器引導(dǎo)下利用行走輪移動至1#振搗平臺正上方，再啟動4 個放料控制器使混凝土平穩(wěn)地卸料在預(yù)制結(jié)構(gòu)模具中，利用4 個放料控制器對混凝土放料多少加以調(diào)節(jié)；待1#振動平臺上的預(yù)制結(jié)構(gòu)模板充滿混凝土后，再利用1#繼電器開關(guān)移動放料部經(jīng)過軌道行走輪轉(zhuǎn)移至2#振動平臺的正上方，再開啟4 個放料開關(guān)使2#振動平臺平穩(wěn)地排列在預(yù)制結(jié)構(gòu)模板中，再利用4 個放料開關(guān)對2#振動平臺放料多少加以調(diào)節(jié)，待2#振動平臺上的預(yù)制結(jié)構(gòu)模板內(nèi)充滿混凝土后，再開啟2#繼電器開關(guān)對1#振動平臺上和2#振動平臺上的預(yù)制結(jié)構(gòu)模板內(nèi)混凝土加以振搗，若模板內(nèi)的混凝土不足由人力補足直至振搗完成。

混凝土澆筑完成后將其已經(jīng)澆筑好的預(yù)制構(gòu)件通過人工搬運的方式搬運至預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護位置，再將新的預(yù)制構(gòu)件模板放至1#振動平臺和2#振動平臺上，通過1#繼電器開關(guān)對移動放料部進行移動，打開放料開關(guān)循環(huán)放料，通過2#繼電器開關(guān)對1#振動平臺和2#振動平臺上的混凝土進行振搗，若預(yù)制構(gòu)件模板內(nèi)混凝土不夠，人工補料直至振搗完成，再把預(yù)制構(gòu)件和模板一起放至養(yǎng)護區(qū)域，依次循環(huán)直至料槽內(nèi)混凝土使用完畢，最后再將該設(shè)備人工推至混凝土罐車處接料，依次循環(huán)對小型預(yù)制構(gòu)件進行混凝土的施工。

高速公路小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)包括底盤支架，底盤支架上設(shè)有四個地面行走輪；底盤支架上并排依次設(shè)有1＃振動平臺和2＃振動平臺；底盤支架上還設(shè)有移動放料部，移動放料部的料槽由四個上部為方形的料斗按規(guī)律焊接連接構(gòu)成，在各個料斗底部設(shè)置有放料開關(guān)，料槽上端四周焊接于矩形料斗內(nèi)，矩形料斗四角焊接連接并有四根立柱支撐，在同一支柱中心相互焊接橫梁；四根立柱下部依次設(shè)有軌道行走輪，四根立柱和四個軌道行走輪分別位于底盤支架及兩側(cè)軌道上，其中分立于兩側(cè)的兩根立柱底部安裝有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機驅(qū)動相應(yīng)的軌道行走輪運動；底盤支架的前支架上設(shè)定有配電箱；在配電箱內(nèi)設(shè)置有1＃繼電器開關(guān)和2＃繼電器開關(guān)，1＃繼電器開關(guān)用于控制兩臺驅(qū)動電機同步動作；2＃繼電器開關(guān)用于控制1＃振動平臺和2＃振動平臺同時運動。施工工藝見圖1。

圖1 施工工藝

四根12×12mm 的角鋼作為立柱8，高度1.2m；在四根立柱8 頂部縱橫向各有兩根12×12mm 的角鋼作為外頂矩形邊框7，邊長1m；相鄰立柱8 中部有四根12×12mm 的角鋼材料，用作立柱的中間橫梁9，使移動放料部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固；每根立柱8 底部安裝軌道行走輪10，軌道行走輪10 通過輪緣卡合于軌道上，以避免軌道行走輪10 脫軌，而軌道行走輪10 外部則有5mm 厚的鋼板連接，鋼板尺寸能包住軌道行走輪作為其保護罩，以避免混凝土禁錮。

置于矩形邊框7 頂部以下20cm 的料槽由4 個倒錐的料斗5 組成，每個料斗5 上部為立方體、下部為四面錐體狀，由5mm 鋼板焊接組成，料斗上部截面尺寸（寬度為50cm×50cm、高度50cm），四個料斗5 的上部呈正方形排列后焊接構(gòu)成料槽。每個料斗5 底部均單獨安裝有放料開關(guān)6，以調(diào)節(jié)混凝土放料的多少；兩根前立柱8 底部各安裝一個驅(qū)動電機12。1＃繼電器開關(guān)15 控制兩臺驅(qū)動電機12 同時動作，從而完成移動放料部在底盤支架1 的軌道上移動。

振動平臺作為配套部件，直接購買得到。1＃振動平臺3 和2＃振動平臺4 一前一后并列安裝于底座支架1 上，兩個振動平臺中間距離為30cm，以避免振動過程中1#振動平臺和2#振動平臺產(chǎn)生擠壓。底座支架1 底部前后各有兩個行走方向輪，用于底座行走和轉(zhuǎn)向輪；而底座支架1 上兩側(cè)的行走軌道可以由左右側(cè)的兩根方鋼代替，方鋼頂部作為行走軌道面，在底座的前支架13 上固定一個100cm 高的配電箱，由1#繼電器開關(guān)15 控制移動放料部行走，2#繼電器開關(guān)16 控制1#振動平臺和2#振動平臺的振搗[1]。施工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖見圖2，底盤支架上布置振動平臺示意圖見圖3。

圖2 施工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 底盤支架上布置振動平臺示意

圖2、圖3 中：1-底盤支架；2-地面行走輪；3-1＃振動（振搗）平臺；4-2＃振動（振搗）平臺；5-料斗；6-放料開關(guān)；7-矩形邊框；8-立柱；9-橫梁；10-軌道行走輪；11-軌道；12-驅(qū)動電機；13-前支架；14-配電箱；15-1＃繼電器開關(guān)；16-2＃繼電器開關(guān)；17-角檔桿.

2.3 小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)操作要點

①掌握好混凝土在進模后的振搗時間，避免因振搗時間過短氣泡沒充分排出，也要避免因振搗時間過長而造成漿材分離、泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生[2]；

②混凝土進模時，需要把握振搗時間，通常振搗時間在20s-30s 之間，使混凝土不再明顯下沉，不再產(chǎn)生泡沫，混凝土表層出漿且成水平狀，混凝土在模板邊角部分充實；

③噴涂脫模劑時要均勻分布，避免在圓角及拐角處導(dǎo)致脫模劑匯集，侵蝕構(gòu)件表層；

④加強結(jié)構(gòu)脫模前后的養(yǎng)護，特別是在終凝后氣溫低時要覆蓋保溫養(yǎng)生，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度增長；

⑤把握好構(gòu)件的脫模時機，既要避免因提前脫模而導(dǎo)致構(gòu)件棱角較容易折斷又要避免脫模時間過長，或脫模后養(yǎng)護不及時導(dǎo)致混凝土表層光潔度較低；

⑥在小型構(gòu)件脫模、移動、打包、轉(zhuǎn)運等工作中要采取適當措施，避免碰撞、掉角；

⑦制定好質(zhì)量管理流程和面對強風(fēng)、大雨等不良氣候所要采取的應(yīng)對措施；

⑧在卸料、轉(zhuǎn)運過程中注意安全，振搗過程中防止觸電等危險。

2.4 小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)的優(yōu)勢

2.4.1 施工速度快

此技術(shù)的施工原理簡單、靈活性較強，利用移動料槽即可盛料；利用行走方向輪可對混凝土隨意移動，進行運輸；利用料斗可進行接料和澆筑混凝土；利用振搗平臺可以對混凝土振搗，解決了混凝土的盛放、運輸、施工和振搗等各種問題，形成了小型預(yù)制結(jié)構(gòu)與混凝土澆筑的循環(huán)流水作業(yè)，極大地提高了施工效率，加快了施工進度，節(jié)省了大量勞動力的作業(yè)時間，降低了施工成本，改善了施工品質(zhì)，并具備了很好的實踐使用價值。

2.4.2 降低了施工成本

此技術(shù)的移動料槽機型小巧、構(gòu)造簡單，易操作，施工靈活，轉(zhuǎn)移方便，施工操作只需2 人，提高了一次混凝土的運輸量，也可以對混凝土進行轉(zhuǎn)運，解決了傳統(tǒng)工藝小推車的運輸量少、施工周期長、施工難度大等問題，既減少了設(shè)備投入，又節(jié)省了時間和人力，并且避免了不必要混凝土的浪費，大大地降低了施工成本。

2.4.3 提高了施工質(zhì)量

混凝土由罐車放出至移動料槽到完成小型預(yù)制結(jié)構(gòu)混凝土的澆筑，可以一體化進行操作，相對降低了混凝土的輸送時間對坍落率的沖擊，同時提高了小型預(yù)制構(gòu)件混凝土澆筑的密實性，改善了混凝土的澆筑效率，提升了小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工水平，解決小型構(gòu)件零散生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制的通病，實現(xiàn)理想的施工目標，即“工廠化、集約化、專業(yè)化”，具有很好的實際應(yīng)用價值。

2.4.4 增加了社會效益

積極參與并響應(yīng)我國實現(xiàn)節(jié)能減排，構(gòu)建節(jié)儉型社會的號召，通過使用料斗車施工避免了環(huán)境的污染，降低了噪音的分貝，安定了周圍居民的休息。該施工技術(shù)是在傳統(tǒng)施工工藝的基礎(chǔ)上進行革新，在保證施工安全和質(zhì)量的同時也帶來了巨大的經(jīng)濟效益，經(jīng)實踐使用效益良好，形成了一系列安全經(jīng)濟高效的施工技術(shù)體系，因此，高速公路小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)具有良好的推廣應(yīng)用前景。

2.4.5 提高了節(jié)能效益

通過將手推車與料斗車比較，大大降低了對人力的投入與混凝土的耗費，節(jié)約了各種資源，也降低了對環(huán)境污染的可能性，提高了施工效率。對構(gòu)件實行包裝運送，在大大降低了成品構(gòu)件運送至工地后的破碎率和增加了成品的利用率的情況下，既節(jié)省了成本，又減少了對固定垃圾的處理。在等同工效的前提條件下，造價低廉、無環(huán)境污染、又節(jié)省了能耗，大大降低了對環(huán)境保護的危害。小型預(yù)制構(gòu)件的標準化制造、裝配，不僅保護了邊坡，凈化了環(huán)境又能作為片石砌筑防護，既大大降低了片石成本也更間接的維護了自然與生態(tài)準則，取得了異曲同工之效；小型構(gòu)件的制造過程從零散工藝發(fā)展到"車間化、集約化、專業(yè)化"，生產(chǎn)高效，節(jié)省資源，避免浪費。這不但能實現(xiàn)高效率施工，還和國家“資源節(jié)省，環(huán)保友善”的宗旨保持一致。本設(shè)計以先進的科學(xué)技術(shù)為依據(jù)，采用科學(xué)、合理結(jié)構(gòu)，采取加強調(diào)度指揮等措施，保證質(zhì)量、安全、時間、環(huán)境等任務(wù)的完成。

3 結(jié)束語

高速公路小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)與用手推車等施工的傳統(tǒng)施工技術(shù)相比較在很大程度上提高了混凝土的運輸方量，縮短混凝土運送的時限，同時該設(shè)備還具有機型小巧、操作靈活、適應(yīng)性強等優(yōu)勢，而且通過料斗車使用，節(jié)約了人工，大大提高了施工效率，降低了混凝土運送過程中混凝土資源耗費，由于運輸速度快，降低了運送時間對混凝土質(zhì)量的影響，從而在很大程度上提高了工程質(zhì)量，有效緩解了混凝土的盛放、運輸、施工、振搗等各種問題，進而提高了施工的效率，加快了施工進度，節(jié)省了大批人員的投入，減少了施工成本，形成了循環(huán)作業(yè)模式，改善了施工的品質(zhì)，并具備良好的實踐使用價值。通過寶坪高速公路LJ-2 合同段3 處區(qū)段路基以及對寶雞南服務(wù)范圍內(nèi)的臺帽、蓋板、梯形水溝和實體防面墻等小型預(yù)制構(gòu)件施工和相鄰標段采用此技術(shù)施工，高速公路小型預(yù)制構(gòu)件混凝土施工技術(shù)施工過程易于組織，工程質(zhì)量易于管理，且外型漂亮，遵守施工規(guī)范，得到了業(yè)主和工程監(jiān)理單位的一致贊譽，經(jīng)濟價值與社會效益明顯。