自動化設備在橋面保護層施工中的應用

任清立

摘 要：自動混凝土攤鋪、收面及噴淋養(yǎng)生工藝技術是橋面混凝土保護層實現標準化作業(yè)、自動化生產，確保橋面混凝土保護層施工質量關鍵技術之一，結合工程實際特點進行設置，基本實現了橋面保護層混凝土攤鋪、收面及養(yǎng)生過程的自動控制，大大降低了勞動強度，提高了生產效率，節(jié)約了工程造價。該文以徐鹽鐵路Ⅲ標睢寧制梁場橋面系施工為依托工程，對采用自動攤鋪、收面及養(yǎng)生工藝情況進行總結改進，為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：混凝土保護層 施工工藝 自動攤鋪 收面機 噴淋養(yǎng)生

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（b）-00-03

1 工程概況

新建徐鹽鐵路XYZQ-Ⅲ標，起址里程DK83+182～ DK114+667，正線長度31.526km。

睢寧制梁場地處江蘇省徐州市睢寧縣梁集鎮(zhèn)境內，占地155畝，承擔718孔簡支箱梁預制及橋面保護層、防水層施工。

2 自動攤鋪機、收面機及養(yǎng)護系統(tǒng)的選擇及應用

以往對于橋面系保護層混凝土攤鋪、收面及養(yǎng)生一般采用人工攤鋪和自制平板震動器整平、人工收面及灑水養(yǎng)生的方式進行施工，勞動力投入大，效率低下，操作過程中因受操作者質量意識和工作態(tài)度的影響，常出現混凝土攤鋪不均勻、排水坡度不標準、平整度超標、收面不光滑、漏養(yǎng)及養(yǎng)護不到位等現象。

針對保護層施工工程量大，上海鐵路局要求較高等特點，梁場從箱梁頂板混凝土提漿整平機及梁體翼緣板噴淋系統(tǒng)中得到啟發(fā)，通過前期的調查研究，經過多次和廠家溝通、協(xié)商、不斷總結，最終采用提漿整平機加螺旋的方式進行混凝土攤鋪；自動收面機進行混凝土收面；自動噴淋小車進行混凝土噴淋養(yǎng)生，此種施工方法及相應的機械設備配置最為便捷和經濟，其優(yōu)點為混凝土攤鋪均勻、快速，收面平整、光滑，養(yǎng)護效果顯著，自動化程度高，勞動力投入少，節(jié)約成本，滿足橋面保護層施工標準化、規(guī)模化的要求，保證了保護層施工質量。

3 保護層施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

防水卷材鋪設→混凝土拌制和運輸→混凝土灌注、收面→切縫→混凝土養(yǎng)護→防水涂料封邊及灌縫。

3.2 施工方法

根據設計要求，保護層采用C40細石纖維混凝土，厚度60mm?；炷劣闪簣霭韬驼具M行拌制，通過梁場60t提升機由罐車運輸至施工現場，采用自動攤鋪機攤鋪，自動收面機進行收面，噴淋小車灑水養(yǎng)身?；炷涟柚萍斑\輸嚴格按照審批的施工方案進行施工，嚴格控制各項溫度。

3.2.1 施工準備

（1）技術準備。

①圖紙會審：總工程師組織工程技術部、試驗室等相關部人員熟悉圖紙及有關設計資料、準確理解設計意圖，并到現場復核，發(fā)現問題及時上報有關單位。

②做好技術交底：根據報批的保護層施工方案，向施工作業(yè)隊進行技術交底。

③制定項目技術、安全質量等管理制度，編制作業(yè)指導書。

④制定施工安全保證措施，提出應急預案。

⑤對施工人員進行施工技術、質量和安全培訓，培訓合格后方可上崗。

（2）施工現場準備。

①機械設備：自動攤鋪機、收面機、噴淋小車等機械設備均完成進場報驗。

②施工用電：施工電源由線下臨時供電干線引入，同時配置功率25kW、10kW發(fā)電機作為臨時備用電源。

③養(yǎng)護用水：養(yǎng)護用水采用混凝土拌和用水。

④養(yǎng)護設施：噴淋設備、土工布、塑料薄膜及水管配置齊全，滿足混凝土養(yǎng)護要求。

（3）物資及試驗準備。

①水泥、河砂、纖維等所用原材根據相關要求及時進行了委外檢驗，進場取樣檢驗合格。

②混凝土配合通過計算、試配、調整和試驗，已選定滿足施工要求的配合比，并通過審批。

3.2.2 防水卷材鋪裝質量驗收

防水卷材采用氯化聚乙烯（L類，厚度1.8mm）和附加層（δ=0.5mm）防水卷材，按設計要求進行鋪裝，鋪裝后經自檢及監(jiān)理工程師驗收合格后方可進行混凝土攤鋪。

3.2.3 混凝土拌合與運輸

混凝土由梁場拌和站進行拌制，通過梁場60t提升機由罐車運輸至施工現場，攤鋪前應對混凝土坍落度、含氣量等相關性能進行檢測，同時測量各項溫度，做好記錄。

3.2.4 混凝土攤鋪

（1）采用罐車運輸，人工布料方式進行橋面保護層混凝土灌注，布料要慢速、均勻（見圖1）。

（2）混凝土澆筑后，采用自動攤鋪機進行攤鋪、提槳、整平，同時人工進行泄水管口處混凝土處理（見圖2）。

3.2.5 混凝土收面

混凝土初凝后，采用自動收面機對混凝土進行第一次收面，目的是先對混凝土進行提槳、整平，待提出的混凝土漿初凝后進行第二次收面，收面完成后去掉收面機的磨盤再次進行三次收面、磨光。

3.2.6 切縫

根據設計要求，保護層縱向每隔4m設橫向斷縫，在梁體中心線處設縱向斷縫，斷縫寬度10mm、深約10～20mm，切縫時間不超過收面后12h。切縫前先按切縫間距彈出墨線，斷縫后期用聚氨酯防水涂料填塞。

3.2.7 混凝土養(yǎng)生

切縫后及時鋪蓋土工布，采用自動噴淋小車，沿擋砟墻行走進行自動噴淋養(yǎng)生，養(yǎng)生后及時塑料薄膜保濕，養(yǎng)生時間不少于14d（見圖4、圖5）。

3.2.8 封邊、灌縫

混凝土養(yǎng)生完畢后，按設計配比配制聚氨酯防水涂料，對切縫進行灌縫及保護層與擋砟墻接縫處進行封邊處理，封邊寬度不應小于80mm，涂刷厚度不應小于2mm。

3.3 操作要點

（1）罐車布料要均勻，厚度要適中。布料不均勻需要大量勞動力初步平整混凝土，浪費勞動力、降低施工效率。

（2）嚴格控制混凝土質量。混凝土性能是決定施工進度及質量的關鍵因素，坍落度較小、和易性差不利于攤鋪，坍落度較大攤鋪后易在表面形成浮漿，不利于混凝土收面且易產生收縮裂，不利于質量控制。

（3）嚴格控制保護層厚度?；炷撂〔粷M足設計要求，超厚浪費原材料、增加成本。采用水準儀根據基準點對每孔保護層厚度進行測量，確保厚度滿足設計要求。

（4）切縫要及時。切縫一般控制在收面后12h內完成。

（5）養(yǎng)生質量?；炷琉B(yǎng)生質量也是控制保護層質量的關鍵，由于保護層厚度較薄易開裂，養(yǎng)生不及時、漏養(yǎng)或者不按設計時間進行養(yǎng)生，均易導致混凝土后期的開裂，給施工質量帶來嚴重隱患。

4 自動攤鋪、收面及噴淋養(yǎng)生的特點

（1）施工質量高。根據保護層設計標高及排水坡度調整滾筒高度，攤鋪快速、厚度均勻、排水坡度精準；自動收面機收面，快速、表面平整、光滑；自動噴淋養(yǎng)護，養(yǎng)護效果顯著，防止混凝土開裂。

（2）自動化程度高?；炷翑備伈捎米詣訑備仚C、收面采用自動收面機、養(yǎng)生采用自動噴淋小車自動養(yǎng)生，自混凝土攤鋪到養(yǎng)生基本實現了自動化控制。

（3）提高勞動生產率。1孔32m箱梁施工，采用自動攤鋪機攤鋪只需40min，采用自動收面機收面需要60min，自動噴淋小車只需施工人員定時加水及操作，噴淋只需5min，滿足一個班組1天施工8～12孔的要求，1臺噴淋小車養(yǎng)護30～50孔的要求，大大提高了勞動生產率。

（4）養(yǎng)生效果顯著。自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)從工作開始到結束基本上實現了自動化控制，其噴出的水呈霧狀，養(yǎng)護效果極為明顯，達到全天候、全方位、全濕潤的“三全”養(yǎng)護質量標準。

（5）有效地減少了勞動力的投入，同時便于日常管理及質量的控制。在施工同等數量的橋面保護層過程中需要混凝土攤鋪人員約6人，收面人員6人，養(yǎng)護人員4人，比人工攤鋪、收面及養(yǎng)護節(jié)約14人。

（6）有利于環(huán)境保護。自動噴淋小車噴出的水呈霧狀，噴水均勻，減少水資源浪費，從而達到了節(jié)約用水和綠色、環(huán)保施工的目的。

5 效益分析

5.1 經濟效益分析

自動攤鋪、收面及自動噴淋養(yǎng)生工藝保證了保護層的施工質量，節(jié)約人工、提高了效率、節(jié)約了成本。通過對比，自動攤鋪比人工攤鋪節(jié)約4人，自動收面比人工收面節(jié)約6人，自動養(yǎng)生比人工灑水養(yǎng)生節(jié)約4人，共計節(jié)約14人，每人工資6000元/月，梁場共承擔718孔保護層施工，設計能力8孔/天，加上前期準備及工藝試驗和總結，需要生產4個月，費用計算：14×4×6000=336000元。

5.2 社會效益分析

（1）使用自動攤鋪機、收面機進行保護層施工，減低了人工消耗，提高了勞動生產率，節(jié)約了施工成本，同時嚴控了橋面保護層施工質量。

（2）使用噴淋小車使養(yǎng)護周期內保護層混凝土一直保持濕潤狀態(tài)，由于良好的養(yǎng)生條件，混凝土早期強度上升也較快，對提高混凝土的早期強度、防止混凝土產生收縮裂紋具有明顯效果。

（3）采用上述施工機械設備，在提高生產效率的同時，很好地控制了施工質量，并一次性優(yōu)質通過工藝試驗總結，受到業(yè)主一致好評，受到其他標段施工單位多次交流、學習。

6 結語

該文以徐鹽鐵路Ⅲ標睢寧制梁場橋面保護層為依托工程，對自動攤鋪機攤鋪保護層混凝土；自動收面機進行收面、磨光；噴淋小車對混凝土進行自動噴淋養(yǎng)生等工藝進行了研究，研究表明：自動攤鋪機攤鋪混凝土快速、厚度均勻；自動收面機收面迅速、質量好，是提高施工速度、施工質量的關鍵技術之一；自動噴淋養(yǎng)護工藝技術實現了保護層大規(guī)模標準化養(yǎng)生，養(yǎng)護期間保護層混凝土表面始終保持濕潤狀態(tài)，較好地預防了裂紋的出現，且養(yǎng)護過程中，設備操作較簡便。以上機械設備的施工實現了全過程控制，大大降低了勞動強度，提高了勞動生產率，節(jié)約了工程造價。

參考文獻

[1] 田楊，李輝.市域鐵路常用跨度梁梁型選擇與橋面布置分析[J].中國鐵路，2018（8）：64-69.

[2] 鐘海軍，鄭偉鋒.橋面系保護層裂縫壓注環(huán)氧樹脂處理施工技術[J].建筑技術開發(fā)，2013，40（12）：38-39.