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1、滑模施工的特點,機械配置和施工工藝。關鍵詞滑模式水泥混凝土攤鋪機滑模施工機械配置施工工藝隨著我國公路事業的發展,由于水泥混凝土路面具有承載力大、整體強度高、防滑性和水泥穩定性好、使用壽命長、養護費用低、抗災能力強等優點,同時我國水泥資源豐富,產量高,價格低。因此近幾年來,水泥混凝土路面發展迅猛,并已向高等級公路延伸,尤其隨著交通部推廣高等級公路滑模攤鋪水泥混凝土路面施工技術以來,已有遼寧、河北、山西、湖北、廣東等幾個省購進滑模攤鋪機,并實施此方案,從已攤鋪的河北宣大高速、湖北黃黃高速、廣東汕汾高速公路的攤鋪質量及效率來看,都達到了令人滿意的效果。但滑模施工作為一種新的施工工藝,人們對它的認識還2、有些陌生,在此,我們作為滑模施工的先行受益者,就我們對滑模攤鋪機及其施工工藝的認識和使用經驗總結下來,與同仁共同交流,以便使這一工藝得到更廣泛的推廣。1滑模攤鋪機的結構和工作原理滑模式水泥混凝土攤鋪機最主要的特點,就是連續攤鋪,一次成型,高質高效的完成水泥混凝土路面的鋪筑。在結構上,它除一般工程機械必有的基礎車外,還具有:布料裝置、計量門、高頻振搗器、擠壓成型模板、連接筋側向插入器、連接筋中央插入器、傳力桿插入器、橫向搓動整平梁、超級抹平器、操作平臺、自動調平及轉向傳感器等裝置。工作時,主要是機械能夠在電液控制下,靠預先根據設計要求架設好的導向線導航,實現自動找平和方向調整,它一次可完成布料、3、攤鋪、振搗、整平、連接筋安裝等多道工序,大大增加了攤鋪進度,節省了人力,提高了攤鋪的質量及效率。wirtgensp850型滑模攤鋪機示意圖1卸下的混凝土料堆2調平油缸3迥轉支腿4操作平臺5主機架6動力裝置7傳力桿插入器(dbi)8超級抹平器9基準繩10前調平和轉向傳感器11履帶行走裝置總成12布料螺旋13前計量擋板14高頻震動器15擠壓成型模板16橫向搓動整平梁17后調平和轉向傳感器18已鋪筑的混凝土路面2sp850的主要技術性能參數攤鋪寬度2.59.0m攤鋪厚度0400mm攤鋪速度05m/min行駛速度020m/min發動機動率186kw振搗方式三相電動振動棒110v振搗棒發電機功率60kv4、a履帶四履帶1841300mm高壓沖洗系統水容量1100l驅動全液壓驅動外形尺寸(運輸)1417025003000mm質量(t)29443滑模攤鋪對混凝土的要求滑模攤鋪對混凝土的要求主要是混凝土的工作性,即混凝土坍落度與和易性要保證滑模攤鋪機能連續穩定地攤鋪,混凝土能振搗密實,不出現麻面現象;而且要有良好的粘聚性和穩定性,保證路面易于成型,不出現塌連流角現象,理想的混凝土攤鋪現場的坍落度應控制在24cm較好。和易性的改善一般采用外加劑。如緩凝劑。4滑模攤鋪的合理設備配置滑模攤鋪作為一種機械化的施工方法,為保證它能更高效、高質地完成水泥混凝土路面的攤鋪,發揮攤鋪機的最大潛能,應具有合理的設備配置5、。主要是水泥混凝土攪拌設備,其次是運輸、布料、養生與防滑處理和通訊設備。4.1攪拌設備的配置攪拌設備的拌和能力對攤鋪路面的均勻性和路面質量有較大影響,由于攪拌能力不足,導致攤鋪機待料時間過長,混凝土被穩定層吸收一部分水份,造成混凝土水份散失、混凝土松散、水灰比失調,提不出漿,滑模拉不出光滑的路面,出現掉邊,麻面缺陷;有時停機,當再啟動攤鋪時,因為機器部分卸油,勢必機器產生扭動,使路面變形,嚴重地影響路面的平整度。因此,對滑模攤鋪施工應計算出最佳拌和配置值,既能發揮攤鋪機的效能,節約拌和設備費用,又能保證攤鋪的質量。最佳拌和配置值可按下式計算:q攪拌=60cbhv平均式中,q攪拌最佳拌和配置值m6、3/minc攪拌設備拌和能力安全系數,c取1.21.5國產攪拌設備取大值,進口攪拌設備取小值。b一次攤鋪寬度mh攤鋪厚度cmv平均攤鋪的平均速度,一般取1m/min為保證混凝土拌合物的一致性和連續攤鋪應盡量選用大型攪拌設備。4.2運輸設備和布料設備的配置一般來說,運輸設備的運輸能力應大于攪拌能力,由于滑模施工工程量較大,運輸距離相對較長,選用攪拌運輸車最為理想,但由于該設備價格較高,國內多數使用自卸汽車,也基本能滿足施工要求。關于布料,主要是提高施工進度和路面質量,由于自卸車的倒料一傾而下,增加了攤鋪機的負荷,而出現履帶打滑,將導致攤鋪路機標高和平整度合格率降低,因此,應在滑模攤鋪機之前增加一7、臺螺旋布料機。即可克服上述缺點,又可實現二次攪拌,克服運輸途中的混凝土水份流失和離析現象,但在此種配置不能實現時,使用一臺挖掘機也基本能滿足布料要求。4.3防滑處理與養生設備的配置滑模施工作為一種高效的機械化施工工藝,施工進度快,作業面寬,一般日工作量1000m左右,作業面寬8m以上,防滑處理與養生也要求相應的高效設備完成,拉毛養生機可連續完成拉毛或拉槽和養生劑的噴灑工作。4.4通訊設備的配置滑模攤鋪系統是快速的現代生產系統,相應也要求有快速反應的無線電通訊聯絡和生產指揮調度系統,一般用性能良好的對講設備都可完成前后方的指揮調度任務。5滑模攤鋪的工藝流程為提高混凝土路面質量,加速施工進度,必須8、制定合理的滑模攤鋪的工藝流程,其流程如下:測量放樣攤鋪機調整就位混凝土攪拌混凝土運輸布料設備布料攤鋪機攤鋪路面修整加工防滑處理與養生切縫5.1測量放樣架設傳感器的導向線,一般導向線的長度在1000m左右即可滿足日間的工作量,導向線距待攤鋪的混凝土路面11.5m為宜,高度為路面延伸至導向線實測標高加20cm,每根導向鋼纖距離為510m,攤鋪前應復測,以滿足施工精度。5.2攤鋪機調整和就位攤鋪機進入攤鋪現場安裝后,停在起始位置,使左右側模板前后基本上和導向線平行且前后等距,起動發動機與自動方向調整系統,慢慢向工作方向行駛,按預設模板與導向線的距離,調整前后轉向傳感器,使前后模板與導向線完全平行。完9、成方向調整之后,在路基縱橫方向各找兩個點并打樁成距形,用細線將縱向樁連接,線的位置與路面設計標高相等,然后將機器移至四根樁內,而前端有一定進料仰角,調整后退至起始位置,其它機構的調整在試攤鋪中進行。5.3混凝土攪拌攪拌前應先檢查攪拌設備的各機構是否運轉正常,并根據實驗室提供的配料單將各材料數據輸入攪拌設備微機里,在接到前方通知后,進行攪和。5.4混凝土運輸把攪拌好的混凝土用自卸車運到攤鋪現場,在運輸過程中要保證不漏漿、不變干、不離析,卸料時盡量不要堆積太高。卸料高度不應超過1.5m。5.5布料設備布料布料盡量使混凝土在全寬方向厚度較均勻,中間可高一點,布料高度一般比成型后的路面高出610cm為10、宜。5.6攤鋪機攤鋪啟動自動找平和自動轉向傳感器,向前行駛,當布料器接觸到混凝土,根據料的情況進行二次布料,調整計量門位置使充分的料進入振動料倉,振動捧完全接觸至混凝土后啟動振動棒,抹平板和左右側模板把振實的混凝土通過相互擠壓后,經過傳力桿和連接筋的安裝、搓平梁的攔平、超級抹平器抹平、形成混凝土路面。當每天攤鋪工作結束時,將兩側尾模板逐漸內收大約12cm,以利于第二天攤鋪。5.7對路面進行終加工為保證質量,對攤鋪機攤鋪過的路面,應人工檢查并及時對有缺陷的部分進行修整抹平,同時還應及時檢測路面的平整度和標高。一定時間后,由拉毛養生機對路面進行防滑和養生處理。5.8攤鋪機的第二天攤鋪啟動自動找平及11、自動轉向傳感器,外放尾模板,并將找平機構上調0.5cm左右,按導向線后退,直至計量門與前一天路面相齊,之后執行5.3、5.4、5.5、5.6之工序,在剛剛開始攤鋪段逐漸下調找平機構至原來位置。并內收尾模板,而進入正常攤鋪作業,工作縫應由專人負責處理。6結論滑模攤鋪作為一種新的施工工藝,以其高質、高效地完成水泥混凝土路面的攤鋪,已給水泥路面的發展帶來了質的飛躍,同時也在期待著更多的同仁不斷地發展和完善這套理論,為我國白色路面的發展做出更大的貢獻。1工程基本概況項目一:國道106線一級公路K2364+837K2383+620共18.783km,行車道寬8.5m2雙向四車道。攤鋪機型號:美國CMI 12、SF-350。混凝土拌和樓:3臺電腦自動配料攪拌機,總拌和能力210m3/h。項目二:國道205線一級公路K2812+000K2832+000共20km,行車道寬7.5m2雙向四車道。攤鋪機型號:美國高馬克-900。混凝土拌和樓:3臺電腦自動配料攪拌機,總拌和能力210m3/h。項目三:廣東省道S358線新墟至秋長段K0+000K11+620共11.62km,行車道寬8.5m2雙向四車道。攤鋪機型號:美國CMI SF-350。混凝土拌和樓:3臺電腦自動配料攪拌機,總拌和能力200m3/h。三個項目的路面質量要求均為:混凝土厚25cm,抗壓強度35MPa,抗折強度5.0MPa,平整度小于3mm。13、2攤鋪的工藝流程2.1混凝土滑模擬的工作原理混凝土滑模機是由推進和攤鋪2個基本裝置組成。通過4個支柱油缸系統調整攤鋪機的水平與橫向位置。滑模機隨機行走過程中,拉桿按間距自動打入。滑模機工作時,通過螺旋布料器,將混凝土送入刮平器下,由刮平器計量進入內振器(即振搗棒)工作區內,振搗棒振頻900012000次/min,每根振搗棒振搗有效半徑為30cm,經振搗棒的混凝土再經振搗梁振搗,強制混凝土骨料下沉,部分水泥漿上浮。然后由成形盤,通過側模攤鋪成所要求的混凝土層。2.2攤鋪前的主要準備工作(1)基層的質量檢驗及準備,一般情況下完工長度不少于4km,表面清掃干凈,灑水濕潤基層,基層寬度應比混凝土板兩側14、寬出5080cm。(2)測量放樣,懸掛基準繩。攤鋪機一側有導向傳感器,另一側有高程傳感器,導向傳感器接觸導向繩,導向繩的位置依據路線方向安裝,測量時每500m或小于500m設固定樁,并用三角法引至路線外加以固定。高層傳感器接觸高程引導繩,高程引導繩的空間位置是依據路線高程相對位置安裝的。測量前,沿線每隔200250m增設一個水準點,控制精度,平差后方可使用。方向和高程準確與否,取決于引導繩的準確程度,引導繩皆固定在打入基層的鋼釬上。(3)根據路面寬度,調整滑模板的攤鋪寬度。2.3攤鋪施工工作流程施工工作流程圖如圖1所示。施工中采用自卸翻斗汽車運輸混凝土,將混凝土卸在攤鋪寬度內,螺旋器高度的1/15、22/3,過低混凝土供應量不足,過高滑模機因阻力大機身上翹。滑模機工作速度一般為0.81.0m/min。通過側模成型的混凝土,混凝土表面常出現一些麻面、氣泡,頂棚基層處理:抹灰前,頂棚基層表面的隔離劑、污垢和油漆等,用10%的氫氧化鈉水溶液清除干凈。掃凈灰塵,用11水泥掃凈,摻10%的108膠薄抹一層。常溫下在抹灰前一天進行基層噴水濕潤,抹灰時再灑水一遍。抹灰操作過程:抹灰砂漿配合比更嚴格按設計、規范要求,由專職人員負責檢查、記錄。控制好砂漿稠度,底層砂漿稠度在1012mm,中層砂漿稠度在78mm。砂漿應在規定時間內用完。抹灰工程應嚴格分層進行,以使粘結牢固,并能起到找平和保證質量的作用。抹頭16、道灰時,用鋼皮抹子用力抹實,越薄越好,底子灰抹完后,緊跟抹第二遍找平,厚度6mm左右,待六七成干時,即罩面。刮抹灰面時要用力均勻,避免粘結面錯動而起鼓。抹灰層的平均總厚度15mm。每遍抹灰完成時及時灑水,養護7d以上。3抹灰頂棚新構造做法抹灰除了直接在樓板底面直接涂抹操作,也可依靠骨架材料作支撐和造型,從而營造出頂棚的藝術形象之后再進行抹灰。我國傳統上曾有板條抹灰、葦箔抹灰和鋼板網抹灰等方法。當前比較適宜的方法還是鋼板網抹灰。我們期待抹灰工程將在頂棚新構造做法不斷更新中得到發展。抹灰層是裝飾工程的主要內容之一,在推行抹灰改革而舊抹灰工藝未被替代時,必須加強施工管理,嚴格按施工工藝施工,提高操作17、人員技術水平,以保證抹灰質量。有的邊角坍陷不齊,需由人工修正與處理。在混凝土表面稍形成強度時,用拉毛機拉毛。施工時,拌和樓嚴格按實驗室提供的施工配合比配料,并由實驗人員嚴格檢測坍落度,制作4組小梁試件,做好拌和料的原始記錄。前場要有清掃干凈且不少于500m的工作面。精心組織運輸車輛,使攤鋪機組能夠勻速進行水泥混凝土的攤鋪工作,充分發揮大型機械攤鋪在質量和速度上的優勢。施工中主要掌握好拌和料的水灰比、坍落度和拉毛、噴灑養護劑的時間,減少攤鋪機過后過多的人工修面工作。根據當天施工的溫度變化,控制切縫時間和養生天數。3施工技術問題處理混凝土路面的施工雖然采用了一整套的大型滑模攤鋪設備,保證了路面施工18、的平整度及振搗的均勻性,最低限度地減少了混凝土路面的段板,提高了行車的安全與舒適性,降低了噪音,延長了使用壽命。滑模攤鋪施工中,最常見的問題是塌邊和麻面。塌邊的主要形式有邊緣出現塌落或邊緣倒塌,或松散無邊等。既影響了工程質量,又增加了修邊的工作量,出現塌邊的主要原因是:坍落度過大,使拌和料出現離析現象,這種現象發生在邊緣,就不可避免地出現塌邊。解決的方法是控制好拌和料的坍落度和骨料的級配與配比,充分利用布料機螺旋布料器實現第二次布料拌和,適當調整,靠近邊緣振動器的頻率,塌邊是完全可避免的。麻面則主要是由于混凝土坍落度值低和拌和不勻形成的,這就要求拌和設備計量裝置精度高、配料準確和拌和均勻,才可19、有效減少或消除麻面。從以上形成的原因可知,坍落度大,減少麻面或可消除麻面,但易出現塌邊,坍落度小,又易形成麻面,降低平整度,使路面不耐磨,抗滑構造深度不均勻,行車不舒適,所以整個施工過程就是控制拌和料坍落的過程,使坍落度值既滿足不塌邊,又可消除麻面的要求。4施工質量控制在施工過程中,嚴格按照“質量第一”、“用事實和數據說話”的主導思想,成立實驗室和質檢部,會同監理工程師,根據合同和有關規范要求,對每道工序進行檢查和監督,層層把關,嚴格控制工程質量。4.1質量管理自檢體系構成如圖2所示。4.2體系運轉項目經理授權技術主辦對工程質量全面監控,對質量問題的處理有完全的一票否決權。通過質量問題的起因,20、提出處理意見,并下達到各部門落實,并實行質量監督。質檢部例行各分項工程的全面自檢,對技術主辦負責。實驗室按設計要求對原材料進行分析實驗,在充分掌握原材料物理、化學性質的基礎上,設計配合比,經批準后,用于實驗路段,經證明效果良好,則以作為基礎配合比,在施工過程中,又根據原材料檢測結果及運距、溫度變化等因素,適當調整成施工配合比。實驗室的工作要在技術主辦和監理工程師直接監督下進行。4.3實驗室控制實驗室每天做標準試件(抗折、抗壓實驗)不少于3組,前后場分別取樣,按要求養護。得到試件7d和28d強度后,經監理確認監察,并做好原始記錄,按不少于40%的頻率送標準試件到中心實驗室進行試驗。4.4主要措施21、(1)嚴格控制碎石含泥量。國道106線地段所處石灰巖地區,碎石壓碎值指標接近極值,而且整個施工期間雨水較多,石場分析。腳手架是工人施工作業的重要場所,也是一個容易發生事故的區域,按規范對腳手架進行設計計算是十分必要的。我公司承建的廣州廣東商總大廈工程,因地下室防水及回填影響主體結構施工,現擬在2層樓面搭設懸挑式雙排鋼管腳手架,以確保工程順利進行。1搭設方式與主要參數外腳手架高34m,搭設方式為:架體鋼管 483.5,步距1.8m,縱距1.8m,橫距為0.8m,內立桿距墻面距離為0.2m,小橫桿挑出外立桿長度為0.2m,挑出里立桿0.1m;架子均采用單立桿,下部10m由2層結構懸挑槽鋼支承;上部22、24m于6層、9層樓面采用鋼絲繩斜拉卸荷;連墻桿均采用2步3跨;腳手板采用竹串片腳手板(荷載取值為0.35kN/m2),由施工現場實際情況考慮腳手板按2步設1層,同時考慮裝修施工層數2層;腳手架外立桿里側掛密目式安全網封閉施工(An/Aw=0.623,An為擋風面積,Aw為迎風面積)。2下部10m荷載計算(1)立桿段的軸向力設計值NG1k:由規范5.3.7式得:Hs=H1-0.001H=101-0.00110=10.1m生產的碎石含泥量變化較大,對水泥混凝土強度造成了一定程度的影響。我們為此派專人進駐石場,加強管理力度,效果明顯。(2)配合比的調整。實際施工時,根據混凝土的現場攤鋪條件,集料供23、應情況(級配、含水量等)和氣候條件等對配合比調整,提出施工配合比,但注意一定要維持配合比的一致性。使用滑模攤鋪機進行水泥混凝土路面攤鋪,建立和維持配和比的一致性,是取得高質量和保證水泥混凝土連續攤鋪最重要的因素,施工人員、質檢人員不僅在拌和現場,而且在攤鋪現場,都必須進行嚴格的檢查和控制。使其有較穩定的工作性。4.5主要監控因素(1)集料的含水量。保證水泥混凝土施工質量的主導因素是拌和料的坍落度,合適的坍落度檢測地點,應以布料機經二次拌和料松鋪后取樣測得的數據為準,也就是2.53.5cm。但影響坍落度值變化的關鍵是拌和時的用水量,正常情況下,拌和機內所加的水量應少于取得工作性能所需要的游離水總24、量。因集料含水量變化而變化的水量,則應在集料數量用量中補足。(2)水灰比。正常情況下,混凝土的強度與水灰比有關,且水灰比是耐用性的一個要素。以前水泥混凝土路面使用的配合比并不適用于滑模攤鋪機施工作業,選擇0.4的水灰比,是為了保證滑模攤鋪機能攤鋪出符合質量要求的混凝土路面。(3)砂率。強度和耐用性與砂對集料的比率無關,集料顆粒的大小,也不能決定強度和耐用性,但拌和料的和易性是由砂和集料含量的百分比決定,集料顆粒大小也會影響拌和料的和易性。良好的和易性應是:新拌混凝土的內摩阻力小,保水好,攤鋪機易搗實成型和不為外力作用產生斷裂的可塑性。故良好的和易性與砂率關系最明顯。(4)集料的形狀、尺寸和級配25、。多棱角的集料顆粒比有著相同級配的扁平狀或圓狀骨料成型好,且能避免塌邊,配制的拌和料具有良好的工作性和較高的強度。粗集料的最大粒徑不大于40mm,且連續級配配制的混凝土較密實,不易產生離析現象。通過上述若干質量控制措施的實行,在國道205線的混凝土路面,我們攤鋪質量有了明顯的提高,送交中心實驗室的小梁標準試件抗折強度均達到了設計要求。根據國外對混凝土施工質量控制要求,經國道106線改建中心實驗室抽檢試件的標準偏差S和變異系數Cv均小于施工管理水平優良級的S與Cv。5總結(1)滑模攤鋪機組在施工中應嚴格控制碎石含泥量和配合比的調整。(2)拌和場集料的堆放,應設立嚴格隔離、防污染設室。(3)混凝土水量用量,水溫變化也需加強監督力度。