1、滑模施工的特点,机械配置和施工工艺。关键词滑模式水泥混凝土摊铺机滑模施工机械配置施工工艺随着我国公路事业的发展,由于水泥混凝土路面具有承载力大、整体强度高、防滑性和水泥稳定性好、使用寿命长、养护费用低、抗灾能力强等优点,同时我国水泥资源丰富,产量高,价格低。因此近几年来,水泥混凝土路面发展迅猛,并已向高等级公路延伸,尤其随着交通部推广高等级公路滑模摊铺水泥混凝土路面施工技术以来,已有辽宁、河北、山西、湖北、广东等几个省购进滑模摊铺机,并实施此方案,从已摊铺的河北宣大高速、湖北黄黄高速、广东汕汾高速公路的摊铺质量及效率来看,都达到了令人满意的效果。但滑模施工作为一种新的施工工艺,人们对它的认识还2、有些陌生,在此,我们作为滑模施工的先行受益者,就我们对滑模摊铺机及其施工工艺的认识和使用经验总结下来,与同仁共同交流,以便使这一工艺得到更广泛的推广。1滑模摊铺机的结构和工作原理滑模式水泥混凝土摊铺机最主要的特点,就是连续摊铺,一次成型,高质高效的完成水泥混凝土路面的铺筑。在结构上,它除一般工程机械必有的基础车外,还具有:布料装置、计量门、高频振捣器、挤压成型模板、连接筋侧向插入器、连接筋中央插入器、传力杆插入器、横向搓动整平梁、超级抹平器、操作平台、自动调平及转向传感器等装置。工作时,主要是机械能够在电液控制下,靠预先根据设计要求架设好的导向线导航,实现自动找平和方向调整,它一次可完成布料、3、摊铺、振捣、整平、连接筋安装等多道工序,大大增加了摊铺进度,节省了人力,提高了摊铺的质量及效率。wirtgensp850型滑模摊铺机示意图1卸下的混凝土料堆2调平油缸3迥转支腿4操作平台5主机架6动力装置7传力杆插入器(dbi)8超级抹平器9基准绳10前调平和转向传感器11履带行走装置总成12布料螺旋13前计量挡板14高频震动器15挤压成型模板16横向搓动整平梁17后调平和转向传感器18已铺筑的混凝土路面2sp850的主要技术性能参数摊铺宽度2.59.0m摊铺厚度0400mm摊铺速度05m/min行驶速度020m/min发动机动率186kw振捣方式三相电动振动棒110v振捣棒发电机功率60kv4、a履带四履带1841300mm高压冲洗系统水容量1100l驱动全液压驱动外形尺寸(运输)1417025003000mm质量(t)29443滑模摊铺对混凝土的要求滑模摊铺对混凝土的要求主要是混凝土的工作性,即混凝土坍落度与和易性要保证滑模摊铺机能连续稳定地摊铺,混凝土能振捣密实,不出现麻面现象;而且要有良好的粘聚性和稳定性,保证路面易于成型,不出现塌连流角现象,理想的混凝土摊铺现场的坍落度应控制在24cm较好。和易性的改善一般采用外加剂。如缓凝剂。4滑模摊铺的合理设备配置滑模摊铺作为一种机械化的施工方法,为保证它能更高效、高质地完成水泥混凝土路面的摊铺,发挥摊铺机的最大潜能,应具有合理的设备配置5、。主要是水泥混凝土搅拌设备,其次是运输、布料、养生与防滑处理和通讯设备。4.1搅拌设备的配置搅拌设备的拌和能力对摊铺路面的均匀性和路面质量有较大影响,由于搅拌能力不足,导致摊铺机待料时间过长,混凝土被稳定层吸收一部分水份,造成混凝土水份散失、混凝土松散、水灰比失调,提不出浆,滑模拉不出光滑的路面,出现掉边,麻面缺陷;有时停机,当再启动摊铺时,因为机器部分卸油,势必机器产生扭动,使路面变形,严重地影响路面的平整度。因此,对滑模摊铺施工应计算出最佳拌和配置值,既能发挥摊铺机的效能,节约拌和设备费用,又能保证摊铺的质量。最佳拌和配置值可按下式计算:q搅拌=60cbhv平均式中,q搅拌最佳拌和配置值m6、3/minc搅拌设备拌和能力安全系数,c取1.21.5国产搅拌设备取大值,进口搅拌设备取小值。b一次摊铺宽度mh摊铺厚度cmv平均摊铺的平均速度,一般取1m/min为保证混凝土拌合物的一致性和连续摊铺应尽量选用大型搅拌设备。4.2运输设备和布料设备的配置一般来说,运输设备的运输能力应大于搅拌能力,由于滑模施工工程量较大,运输距离相对较长,选用搅拌运输车最为理想,但由于该设备价格较高,国内多数使用自卸汽车,也基本能满足施工要求。关于布料,主要是提高施工进度和路面质量,由于自卸车的倒料一倾而下,增加了摊铺机的负荷,而出现履带打滑,将导致摊铺路机标高和平整度合格率降低,因此,应在滑模摊铺机之前增加一7、台螺旋布料机。即可克服上述缺点,又可实现二次搅拌,克服运输途中的混凝土水份流失和离析现象,但在此种配置不能实现时,使用一台挖掘机也基本能满足布料要求。4.3防滑处理与养生设备的配置滑模施工作为一种高效的机械化施工工艺,施工进度快,作业面宽,一般日工作量1000m左右,作业面宽8m以上,防滑处理与养生也要求相应的高效设备完成,拉毛养生机可连续完成拉毛或拉槽和养生剂的喷洒工作。4.4通讯设备的配置滑模摊铺系统是快速的现代生产系统,相应也要求有快速反应的无线电通讯联络和生产指挥调度系统,一般用性能良好的对讲设备都可完成前后方的指挥调度任务。5滑模摊铺的工艺流程为提高混凝土路面质量,加速施工进度,必须8、制定合理的滑模摊铺的工艺流程,其流程如下:测量放样摊铺机调整就位混凝土搅拌混凝土运输布料设备布料摊铺机摊铺路面修整加工防滑处理与养生切缝5.1测量放样架设传感器的导向线,一般导向线的长度在1000m左右即可满足日间的工作量,导向线距待摊铺的混凝土路面11.5m为宜,高度为路面延伸至导向线实测标高加20cm,每根导向钢纤距离为510m,摊铺前应复测,以满足施工精度。5.2摊铺机调整和就位摊铺机进入摊铺现场安装后,停在起始位置,使左右侧模板前后基本上和导向线平行且前后等距,起动发动机与自动方向调整系统,慢慢向工作方向行驶,按预设模板与导向线的距离,调整前后转向传感器,使前后模板与导向线完全平行。完9、成方向调整之后,在路基纵横方向各找两个点并打桩成距形,用细线将纵向桩连接,线的位置与路面设计标高相等,然后将机器移至四根桩内,而前端有一定进料仰角,调整后退至起始位置,其它机构的调整在试摊铺中进行。5.3混凝土搅拌搅拌前应先检查搅拌设备的各机构是否运转正常,并根据实验室提供的配料单将各材料数据输入搅拌设备微机里,在接到前方通知后,进行搅和。5.4混凝土运输把搅拌好的混凝土用自卸车运到摊铺现场,在运输过程中要保证不漏浆、不变干、不离析,卸料时尽量不要堆积太高。卸料高度不应超过1.5m。5.5布料设备布料布料尽量使混凝土在全宽方向厚度较均匀,中间可高一点,布料高度一般比成型后的路面高出610cm为10、宜。5.6摊铺机摊铺启动自动找平和自动转向传感器,向前行驶,当布料器接触到混凝土,根据料的情况进行二次布料,调整计量门位置使充分的料进入振动料仓,振动捧完全接触至混凝土后启动振动棒,抹平板和左右侧模板把振实的混凝土通过相互挤压后,经过传力杆和连接筋的安装、搓平梁的拦平、超级抹平器抹平、形成混凝土路面。当每天摊铺工作结束时,将两侧尾模板逐渐内收大约12cm,以利于第二天摊铺。5.7对路面进行终加工为保证质量,对摊铺机摊铺过的路面,应人工检查并及时对有缺陷的部分进行修整抹平,同时还应及时检测路面的平整度和标高。一定时间后,由拉毛养生机对路面进行防滑和养生处理。5.8摊铺机的第二天摊铺启动自动找平及11、自动转向传感器,外放尾模板,并将找平机构上调0.5cm左右,按导向线后退,直至计量门与前一天路面相齐,之后执行5.3、5.4、5.5、5.6之工序,在刚刚开始摊铺段逐渐下调找平机构至原来位置。并内收尾模板,而进入正常摊铺作业,工作缝应由专人负责处理。6结论滑模摊铺作为一种新的施工工艺,以其高质、高效地完成水泥混凝土路面的摊铺,已给水泥路面的发展带来了质的飞跃,同时也在期待着更多的同仁不断地发展和完善这套理论,为我国白色路面的发展做出更大的贡献。1工程基本概况项目一:国道106线一级公路K2364+837K2383+620共18.783km,行车道宽8.5m2双向四车道。摊铺机型号:美国CMI 12、SF-350。混凝土拌和楼:3台电脑自动配料搅拌机,总拌和能力210m3/h。项目二:国道205线一级公路K2812+000K2832+000共20km,行车道宽7.5m2双向四车道。摊铺机型号:美国高马克-900。混凝土拌和楼:3台电脑自动配料搅拌机,总拌和能力210m3/h。项目三:广东省道S358线新墟至秋长段K0+000K11+620共11.62km,行车道宽8.5m2双向四车道。摊铺机型号:美国CMI SF-350。混凝土拌和楼:3台电脑自动配料搅拌机,总拌和能力200m3/h。三个项目的路面质量要求均为:混凝土厚25cm,抗压强度35MPa,抗折强度5.0MPa,平整度小于3mm。13、2摊铺的工艺流程2.1混凝土滑模拟的工作原理混凝土滑模机是由推进和摊铺2个基本装置组成。通过4个支柱油缸系统调整摊铺机的水平与横向位置。滑模机随机行走过程中,拉杆按间距自动打入。滑模机工作时,通过螺旋布料器,将混凝土送入刮平器下,由刮平器计量进入内振器(即振捣棒)工作区内,振捣棒振频900012000次/min,每根振捣棒振捣有效半径为30cm,经振捣棒的混凝土再经振捣梁振捣,强制混凝土骨料下沉,部分水泥浆上浮。然后由成形盘,通过侧模摊铺成所要求的混凝土层。2.2摊铺前的主要准备工作(1)基层的质量检验及准备,一般情况下完工长度不少于4km,表面清扫干净,洒水湿润基层,基层宽度应比混凝土板两侧14、宽出5080cm。(2)测量放样,悬挂基准绳。摊铺机一侧有导向传感器,另一侧有高程传感器,导向传感器接触导向绳,导向绳的位置依据路线方向安装,测量时每500m或小于500m设固定桩,并用三角法引至路线外加以固定。高层传感器接触高程引导绳,高程引导绳的空间位置是依据路线高程相对位置安装的。测量前,沿线每隔200250m增设一个水准点,控制精度,平差后方可使用。方向和高程准确与否,取决于引导绳的准确程度,引导绳皆固定在打入基层的钢钎上。(3)根据路面宽度,调整滑模板的摊铺宽度。2.3摊铺施工工作流程施工工作流程图如图1所示。施工中采用自卸翻斗汽车运输混凝土,将混凝土卸在摊铺宽度内,螺旋器高度的1/15、22/3,过低混凝土供应量不足,过高滑模机因阻力大机身上翘。滑模机工作速度一般为0.81.0m/min。通过侧模成型的混凝土,混凝土表面常出现一些麻面、气泡,顶棚基层处理:抹灰前,顶棚基层表面的隔离剂、污垢和油漆等,用10%的氢氧化钠水溶液清除干净。扫净灰尘,用11水泥扫净,掺10%的108胶薄抹一层。常温下在抹灰前一天进行基层喷水湿润,抹灰时再洒水一遍。抹灰操作过程:抹灰砂浆配合比更严格按设计、规范要求,由专职人员负责检查、记录。控制好砂浆稠度,底层砂浆稠度在1012mm,中层砂浆稠度在78mm。砂浆应在规定时间内用完。抹灰工程应严格分层进行,以使粘结牢固,并能起到找平和保证质量的作用。抹头16、道灰时,用钢皮抹子用力抹实,越薄越好,底子灰抹完后,紧跟抹第二遍找平,厚度6mm左右,待六七成干时,即罩面。刮抹灰面时要用力均匀,避免粘结面错动而起鼓。抹灰层的平均总厚度15mm。每遍抹灰完成时及时洒水,养护7d以上。3抹灰顶棚新构造做法抹灰除了直接在楼板底面直接涂抹操作,也可依靠骨架材料作支撑和造型,从而营造出顶棚的艺术形象之后再进行抹灰。我国传统上曾有板条抹灰、苇箔抹灰和钢板网抹灰等方法。当前比较适宜的方法还是钢板网抹灰。我们期待抹灰工程将在顶棚新构造做法不断更新中得到发展。抹灰层是装饰工程的主要内容之一,在推行抹灰改革而旧抹灰工艺未被替代时,必须加强施工管理,严格按施工工艺施工,提高操作17、人员技术水平,以保证抹灰质量。有的边角坍陷不齐,需由人工修正与处理。在混凝土表面稍形成强度时,用拉毛机拉毛。施工时,拌和楼严格按实验室提供的施工配合比配料,并由实验人员严格检测坍落度,制作4组小梁试件,做好拌和料的原始记录。前场要有清扫干净且不少于500m的工作面。精心组织运输车辆,使摊铺机组能够匀速进行水泥混凝土的摊铺工作,充分发挥大型机械摊铺在质量和速度上的优势。施工中主要掌握好拌和料的水灰比、坍落度和拉毛、喷洒养护剂的时间,减少摊铺机过后过多的人工修面工作。根据当天施工的温度变化,控制切缝时间和养生天数。3施工技术问题处理混凝土路面的施工虽然采用了一整套的大型滑模摊铺设备,保证了路面施工18、的平整度及振捣的均匀性,最低限度地减少了混凝土路面的段板,提高了行车的安全与舒适性,降低了噪音,延长了使用寿命。滑模摊铺施工中,最常见的问题是塌边和麻面。塌边的主要形式有边缘出现塌落或边缘倒塌,或松散无边等。既影响了工程质量,又增加了修边的工作量,出现塌边的主要原因是:坍落度过大,使拌和料出现离析现象,这种现象发生在边缘,就不可避免地出现塌边。解决的方法是控制好拌和料的坍落度和骨料的级配与配比,充分利用布料机螺旋布料器实现第二次布料拌和,适当调整,靠近边缘振动器的频率,塌边是完全可避免的。麻面则主要是由于混凝土坍落度值低和拌和不匀形成的,这就要求拌和设备计量装置精度高、配料准确和拌和均匀,才可19、有效减少或消除麻面。从以上形成的原因可知,坍落度大,减少麻面或可消除麻面,但易出现塌边,坍落度小,又易形成麻面,降低平整度,使路面不耐磨,抗滑构造深度不均匀,行车不舒适,所以整个施工过程就是控制拌和料坍落的过程,使坍落度值既满足不塌边,又可消除麻面的要求。4施工质量控制在施工过程中,严格按照“质量第一”、“用事实和数据说话”的主导思想,成立实验室和质检部,会同监理工程师,根据合同和有关规范要求,对每道工序进行检查和监督,层层把关,严格控制工程质量。4.1质量管理自检体系构成如图2所示。4.2体系运转项目经理授权技术主办对工程质量全面监控,对质量问题的处理有完全的一票否决权。通过质量问题的起因,20、提出处理意见,并下达到各部门落实,并实行质量监督。质检部例行各分项工程的全面自检,对技术主办负责。实验室按设计要求对原材料进行分析实验,在充分掌握原材料物理、化学性质的基础上,设计配合比,经批准后,用于实验路段,经证明效果良好,则以作为基础配合比,在施工过程中,又根据原材料检测结果及运距、温度变化等因素,适当调整成施工配合比。实验室的工作要在技术主办和监理工程师直接监督下进行。4.3实验室控制实验室每天做标准试件(抗折、抗压实验)不少于3组,前后场分别取样,按要求养护。得到试件7d和28d强度后,经监理确认监察,并做好原始记录,按不少于40%的频率送标准试件到中心实验室进行试验。4.4主要措施21、(1)严格控制碎石含泥量。国道106线地段所处石灰岩地区,碎石压碎值指标接近极值,而且整个施工期间雨水较多,石场分析。脚手架是工人施工作业的重要场所,也是一个容易发生事故的区域,按规范对脚手架进行设计计算是十分必要的。我公司承建的广州广东商总大厦工程,因地下室防水及回填影响主体结构施工,现拟在2层楼面搭设悬挑式双排钢管脚手架,以确保工程顺利进行。1搭设方式与主要参数外脚手架高34m,搭设方式为:架体钢管 483.5,步距1.8m,纵距1.8m,横距为0.8m,内立杆距墙面距离为0.2m,小横杆挑出外立杆长度为0.2m,挑出里立杆0.1m;架子均采用单立杆,下部10m由2层结构悬挑槽钢支承;上部22、24m于6层、9层楼面采用钢丝绳斜拉卸荷;连墙杆均采用2步3跨;脚手板采用竹串片脚手板(荷载取值为0.35kN/m2),由施工现场实际情况考虑脚手板按2步设1层,同时考虑装修施工层数2层;脚手架外立杆里侧挂密目式安全网封闭施工(An/Aw=0.623,An为挡风面积,Aw为迎风面积)。2下部10m荷载计算(1)立杆段的轴向力设计值NG1k:由规范5.3.7式得:Hs=H1-0.001H=101-0.00110=10.1m生产的碎石含泥量变化较大,对水泥混凝土强度造成了一定程度的影响。我们为此派专人进驻石场,加强管理力度,效果明显。(2)配合比的调整。实际施工时,根据混凝土的现场摊铺条件,集料供23、应情况(级配、含水量等)和气候条件等对配合比调整,提出施工配合比,但注意一定要维持配合比的一致性。使用滑模摊铺机进行水泥混凝土路面摊铺,建立和维持配和比的一致性,是取得高质量和保证水泥混凝土连续摊铺最重要的因素,施工人员、质检人员不仅在拌和现场,而且在摊铺现场,都必须进行严格的检查和控制。使其有较稳定的工作性。4.5主要监控因素(1)集料的含水量。保证水泥混凝土施工质量的主导因素是拌和料的坍落度,合适的坍落度检测地点,应以布料机经二次拌和料松铺后取样测得的数据为准,也就是2.53.5cm。但影响坍落度值变化的关键是拌和时的用水量,正常情况下,拌和机内所加的水量应少于取得工作性能所需要的游离水总24、量。因集料含水量变化而变化的水量,则应在集料数量用量中补足。(2)水灰比。正常情况下,混凝土的强度与水灰比有关,且水灰比是耐用性的一个要素。以前水泥混凝土路面使用的配合比并不适用于滑模摊铺机施工作业,选择0.4的水灰比,是为了保证滑模摊铺机能摊铺出符合质量要求的混凝土路面。(3)砂率。强度和耐用性与砂对集料的比率无关,集料颗粒的大小,也不能决定强度和耐用性,但拌和料的和易性是由砂和集料含量的百分比决定,集料颗粒大小也会影响拌和料的和易性。良好的和易性应是:新拌混凝土的内摩阻力小,保水好,摊铺机易捣实成型和不为外力作用产生断裂的可塑性。故良好的和易性与砂率关系最明显。(4)集料的形状、尺寸和级配25、。多棱角的集料颗粒比有着相同级配的扁平状或圆状骨料成型好,且能避免塌边,配制的拌和料具有良好的工作性和较高的强度。粗集料的最大粒径不大于40mm,且连续级配配制的混凝土较密实,不易产生离析现象。通过上述若干质量控制措施的实行,在国道205线的混凝土路面,我们摊铺质量有了明显的提高,送交中心实验室的小梁标准试件抗折强度均达到了设计要求。根据国外对混凝土施工质量控制要求,经国道106线改建中心实验室抽检试件的标准偏差S和变异系数Cv均小于施工管理水平优良级的S与Cv。5总结(1)滑模摊铺机组在施工中应严格控制碎石含泥量和配合比的调整。(2)拌和场集料的堆放,应设立严格隔离、防污染设室。(3)混凝土水量用量,水温变化也需加强监督力度。