高速鐵路連續(xù)梁混凝土施工工藝與質(zhì)量控制辦法

何向東 中鐵二十一局集團(tuán)第五工程有限公司工程師

近年來，國家對(duì)于基建領(lǐng)域，尤其是高速鐵路提供了非常多的支持，投入了非常多的資源。工程施工中必須認(rèn)真監(jiān)控與研究，控制好鐵路施工質(zhì)量，尤其是連續(xù)梁混凝土質(zhì)量。只有質(zhì)量得到保障，才能確保鐵路系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)營。鐵路項(xiàng)目建設(shè)期間，連續(xù)梁混凝土技術(shù)質(zhì)量關(guān)系到鐵路橋梁使用壽命，故需要多加注意。

1 鐵路橋梁概述

鐵路橋梁特點(diǎn)十分顯著，包括抗沖擊性能強(qiáng)、承載能力突出、有著極高的負(fù)荷能力。遇到特殊災(zāi)害，尤其是自然災(zāi)害，憑借著優(yōu)秀的施工技藝，鐵路橋梁可以展現(xiàn)出出色的防御效果與抵抗效果。鐵路橋梁特點(diǎn)如此顯著，故成為人們十分重視的工程[1]。

當(dāng)前市面上的大部分鐵路在鋪設(shè)中采取的方式都是無縫鋼軌，極大地提高了橋梁縱向位移標(biāo)準(zhǔn)和要求。在鐵路橋梁強(qiáng)度與剛度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，才能應(yīng)對(duì)橋梁縱向位移問題。橋梁建設(shè)施工期間，很多外界因素都會(huì)影響工程質(zhì)量。正因如此，超過100 m 的橋梁施工大多有著極高的施工難度。

數(shù)據(jù)顯示，全國只有不到200 座超過百米的橋梁[2]。我國高速鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，顯著提升了鐵路橋梁壽命。與之相對(duì)的是，橋梁檢測(cè)、橋梁維修技術(shù)同樣獲得了高速發(fā)展。

2 高速鐵路連續(xù)梁混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 攪拌混凝土

作業(yè)前，按照混凝土本身的施工強(qiáng)度要求，合理選擇水泥品種、摻雜劑、減水劑。通過試驗(yàn)提高混凝土性能優(yōu)勢(shì)，賦予混凝土更出眾的和易性特點(diǎn)，合理控制塌落度，保障工程施工水平。

每日開盤前都需要現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)工程中的砂石等材料進(jìn)行檢測(cè)，了解基礎(chǔ)材料含水量狀況。從理論層面將混凝土的性能抬升到預(yù)期設(shè)計(jì)的質(zhì)量，嚴(yán)謹(jǐn)控制混凝土配合比。混凝土配料與計(jì)量工作，需要按照實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行操作[3]。做好砂石質(zhì)量檢查，確保施工材料和配比與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)保持相同，尤其是數(shù)量與性能參數(shù)。

2.2 拌和原材料

混凝土拌合物的塌落度必須低于10%，拌合物入模前，盡可能降低其含氣量，通常比例在2%～4%。為保障混凝土性能，從攪拌加水到最終入模，混凝土作業(yè)時(shí)間應(yīng)盡可能控制在45 min 之內(nèi)，以免外露時(shí)間過久而影響混凝土性能。

2.3 運(yùn)輸混凝土

運(yùn)輸混凝土需要使用專用攪拌車，攪拌車運(yùn)輸混凝土?xí)r，應(yīng)維持2 ～4 r/min 的速度緩慢攪拌混凝土。正式使用混凝土泵的時(shí)候，不能中途停機(jī)[4]。如果必須停機(jī)，時(shí)間不能超過30 min。如果天氣炎熱，則縮減為10 min 以內(nèi)。即便是停機(jī)期間，仍需要定期泵動(dòng)設(shè)備，以免混凝土凝固堵塞泵機(jī)管道。

如果外界溫度非常高，需要使用遮陽材料覆蓋泵送管道，絕不能讓管道暴露在太陽照射下。如果氣溫超過30 ℃，需要灑水降溫。如果外界溫度較低，則需要覆蓋保溫材料。結(jié)束泵送作業(yè)后，認(rèn)真清洗管道，直到管道排放的是清水。

2.4 澆筑混凝土

混凝土的灌注不可以使用振動(dòng)棒推移混凝土，否則會(huì)出現(xiàn)離析問題。澆筑期間，需要施工部門安排專人負(fù)責(zé)對(duì)模板、鋼筋與螺栓進(jìn)行檢查。如果檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)上述部件與零件松動(dòng)，需要及時(shí)加固。如果有漏漿問題發(fā)生，第一時(shí)間通知作業(yè)人員修補(bǔ)。另外，預(yù)埋件和鋼筋有無移位同樣是重點(diǎn)關(guān)注事項(xiàng)。如果出現(xiàn)這種狀況，需要第一時(shí)間調(diào)整，讓部件回歸正確位置。下料必須保障均勻，該步驟是澆筑入模最重要的注意事項(xiàng)。在澆筑入模過程中，配合振搗操作，交錯(cuò)施工保障施工質(zhì)量。為防止離析類問題發(fā)生，入模期間應(yīng)做好混凝土下落距離控制。

2.5 振搗混凝土

混凝土振搗時(shí)長(zhǎng)根據(jù)混凝土泛漿時(shí)間、不下沉?xí)r間、表面沒有氣泡時(shí)間確定。當(dāng)然不論如何，時(shí)間都要超過30 s。技術(shù)人員需要在實(shí)踐中多積累經(jīng)驗(yàn)，掌握準(zhǔn)確振搗時(shí)間。振搗時(shí)安排專人指揮與監(jiān)督，落實(shí)責(zé)任制度，保障振搗效果。

澆筑作業(yè)前，應(yīng)認(rèn)真檢查所有裝置，尤其是緊固件情況。應(yīng)保障緊固件沒有損壞且已經(jīng)擰緊，不可以有縫隙出現(xiàn)，確保振動(dòng)器沒有問題。

2.6 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿與梁端封錨

結(jié)束連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力張拉后，需要及時(shí)壓漿操作預(yù)應(yīng)力孔道。一般在張拉后48 h內(nèi)壓漿，48 h 內(nèi)才能獲得最好的壓漿效果。時(shí)間不足無法保障孔道張力，時(shí)間過久則會(huì)由于預(yù)應(yīng)力的損失，降低梁體的承載能力。壓漿孔道期間，先用高壓水槍沖刷孔道，清理孔道內(nèi)的污染物與阻擋物。沖刷后使用高壓氣流吹干孔道，在出風(fēng)口沒有水珠后停止。之后根據(jù)順序?qū)⒚芊馍w、壓漿嘴、壓漿閥門等逐個(gè)安裝到相應(yīng)位置，連接壓漿機(jī)器。一般應(yīng)順著孔道分別壓漿2次左右。作業(yè)期間，必須保障孔道有著通暢的排氣效果，否則會(huì)影響壓漿質(zhì)量。結(jié)束壓漿后及時(shí)封口，認(rèn)真檢查各個(gè)孔道，并二次壓漿沒有封口孔道。結(jié)束壓漿后，第一時(shí)間封錨，以免預(yù)應(yīng)力鋼筋和梁體錨具生銹[5]。

3 高速鐵路連續(xù)梁混凝土施工質(zhì)量控制辦法

3.1 加密測(cè)量控制點(diǎn)

對(duì)于大跨度鐵路的連續(xù)橋作業(yè)，施工前需要充分考慮區(qū)域控制點(diǎn)數(shù)量要求，確保控制點(diǎn)數(shù)量滿足測(cè)量要求與規(guī)定。如果區(qū)域控制點(diǎn)不足或因?yàn)楸徽趽醪荒苁褂茫鸵用芴幚砜刂泣c(diǎn)。當(dāng)前最常見的2 種加密形式為導(dǎo)線加密與GPS 靜態(tài)加密。使用GPS 靜態(tài)加密技術(shù)時(shí)，必須嚴(yán)格按照工程測(cè)量規(guī)范，使用同級(jí)擴(kuò)展技術(shù)加密測(cè)量區(qū)段加密控制網(wǎng)。測(cè)量環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照規(guī)定要求操作。如果用導(dǎo)線加密技術(shù)測(cè)量，可以使用三級(jí)導(dǎo)線技術(shù)加密，必須保障測(cè)量指標(biāo)與精度達(dá)到工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)與要求。

3.2 嚴(yán)格控制支架施工質(zhì)量

支架作業(yè)前，需要平整處理施工現(xiàn)場(chǎng)，做好支架場(chǎng)地加固工作。如果施工中遇到軟基，則使用行之有效的技術(shù)處理，如碎石換填，提高地基承載力，達(dá)到荷載規(guī)定。完成場(chǎng)地處理后，需要開展地面排水與放線。排水作業(yè)前需要提前布置排水溝，隨后搭設(shè)支架。支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與否，影響后續(xù)施工，因此必須加強(qiáng)支架質(zhì)量控制。支架搭建中，將U 型支托放在立桿頂部，內(nèi)部應(yīng)安裝橫向方木。為提高支架穩(wěn)定性，需要將軍用墩支架和鋼管連接到一起。

3.3 嚴(yán)格管理連續(xù)梁模板作業(yè)質(zhì)量

安裝模板前先認(rèn)真檢查板面清潔情況與平整情況，認(rèn)真清理接口，以免油污和泥灰影響施工。結(jié)束檢查后，安裝模板。模板安裝中，內(nèi)模、側(cè)模與底模是最重要的3 個(gè)部分，結(jié)束安裝后，檢查連接是否緊密，以免有漏漿情況出現(xiàn)。在混凝土硬度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)且內(nèi)部漸漸穩(wěn)定后拆除模板。一般應(yīng)用卷揚(yáng)機(jī)拆除模板，保障設(shè)備穩(wěn)定性，深度清理作業(yè)面。作業(yè)中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定順序拆除模板，以防混凝土結(jié)構(gòu)受損，尤其是邊角部位。完成拆模作業(yè)后，全面清除殘留灰漿，認(rèn)真保養(yǎng)與維護(hù)。

3.4 嚴(yán)格管理材料水分

配置混凝土?xí)r需要使用很多砂石。材料配比一般是固定的，并不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模改變。當(dāng)然石子與沙子中一般會(huì)有一定比例水分，在堆料位置與氣候改變的同時(shí)水分含量也會(huì)發(fā)生變化。配料期間，應(yīng)充分參考料堆位置和氣候情況，認(rèn)真檢測(cè)含水量，做好現(xiàn)場(chǎng)用水量與砂石材料用水量調(diào)整。

3.5 嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間

攪拌作業(yè)時(shí)，混凝土性能與攪拌時(shí)長(zhǎng)直接掛鉤，連續(xù)混凝土作業(yè)期間摻雜一定量外加劑。攪拌時(shí)間不能過長(zhǎng)，每個(gè)工作班次需要開展2 次抽查。塌落度的檢測(cè)以澆筑位置和攪拌位置作為參考點(diǎn)取樣。攪拌期間為提升質(zhì)量適量添加一些外加劑是可行的，必須做好攪拌時(shí)間控制與管理。過長(zhǎng)的攪拌時(shí)間會(huì)導(dǎo)致水分大量丟失與蒸發(fā)，影響配合比，所以攪拌時(shí)間一般在60 ～120 s。

3.6 認(rèn)真監(jiān)控混凝土養(yǎng)生

混凝土養(yǎng)生并非一蹴而就的事情，完成澆筑后等待初凝，之后鋪設(shè)土工布或草席并灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生期間應(yīng)多加留意天氣狀況，保障混凝土表面時(shí)刻濕潤(rùn)?；炷翉?qiáng)度達(dá)標(biāo)后停止養(yǎng)生。

3.7 認(rèn)真監(jiān)控混凝土澆筑

澆筑混凝土前應(yīng)使用清水濕潤(rùn)模板，并且將一定隔離劑涂抹在混凝土和連續(xù)梁模板之間。澆筑混凝土前，認(rèn)真清潔鋼筋與模板，以免表面異物影響連續(xù)混凝土澆筑作業(yè)質(zhì)量。如果模板表面有縫隙，需要采取合適的辦法修補(bǔ)。應(yīng)嚴(yán)格控制模板外形和位置變化，絕不能出現(xiàn)過大誤差。

3.8 嚴(yán)格監(jiān)控混凝土運(yùn)輸

很多混凝土質(zhì)變均發(fā)生在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，運(yùn)輸混凝土?xí)r，必須嚴(yán)格控制質(zhì)量。高溫季節(jié)的混凝土運(yùn)輸需要采取特定方法控制溫度，絕不能讓混凝土溫度超標(biāo)。此外，塌落度同樣是需要嚴(yán)格控制的要素。一般在運(yùn)輸車罐體表面灑水物理降溫。砂石材料需要遮陽工具抵擋太陽直射，做好通風(fēng)降低砂石料溫度。攪拌期間加入適量冰水可以有效控制混凝土溫度。

4 結(jié)語

在高速鐵路施工中，連續(xù)梁混凝土質(zhì)量控制和施工工藝是基礎(chǔ)組成部分，需要加強(qiáng)源頭管理與控制?；炷翝仓枰谠?、振搗、拌和、運(yùn)輸、澆筑及養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，保障后續(xù)施工順利開展和混凝土施工質(zhì)量。施工期間應(yīng)加強(qiáng)過程監(jiān)控，做好數(shù)據(jù)搜集，為后續(xù)類似項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)方面的支持。做好經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，適度改進(jìn)工藝技術(shù)，提高生產(chǎn)能力與管理水平，最大限度地提高工程的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。