摘要：结合巴基斯坦M5项目高速公路护栏滑模施工经验，分析关键技术指标及滑模施工过程工艺流程和技术参数，并提出质量控制关键点。
关键词：混凝土护栏；滑模施工；工法
前言
巴基斯坦M5项目为PKM高速公路（白沙瓦至卡拉奇）的中段，设计标准为双向六车道高速公路，设计速度120km/h，路面全宽31.5m。道路中央隔离带设计为新泽西护栏，高860mm、底宽600mm、顶宽150mm，每15m设置一道2cm宽的变形缝，每5m设置一道2mm宽、3mm深的假缝。
我单位承建段落路线长度共计34.1km。经过项目多方咨询、专题讨论和方案对比，就新泽西护栏施工工艺和质量控制两个方面，最终决定选用了SP15型高性能多功能水泥滑模摊铺机进行施工，并成立了QC小组进行质量把控。
经过数次尝试，从摊铺机的使用功能、混凝土的配比、基准高程的调整、混凝土表面处理工艺提升等方面着手，最终使得新泽西混凝土护栏成型美观。该法在新泽西混凝土护栏施工中效果明显。
一、工法特点
目前，国内外公路对于新泽西护栏常规施工方法有现浇法、预制安装法。
现浇法：采用定做尺寸完全一致的多套模板，现场拼装加固后就地浇筑。此法往往出现顶面凹凸明显，纵向线型不直，模板间错台，外表面不光滑，边棱角破坏，跑模导致的外形不符，漏浆导致的蜂窝、麻面以及气泡等问题，兼且工序转换时间长，施工效率低，工期长。
预制安装法：此法是采用定做尺寸完全一致的多套模板，先预制后进行集中安装的方式。此法往往存在以下问题：①常出现与现浇法同样的质量问题，②预制及存放占用场地大，施工投入较现浇法增大，③单块重量大，使用吊车安装时危险系数增大，效率低，进度缓慢；④棱角易损坏；5拼接易出现错台。
采用新泽西护栏滑模施工法相较传统常规法，优势明显，主要表现在以下方面：
（1）资源投入方面：一次性采购整套设备，虽然花费较大，但设备使用寿命长，且可以通过变换模具实现不同尺寸新泽西护栏施工，亦可进行路缘石、导墙、排水沟等线性结构施工，实现一次投入、多方面应用、长期使用的效果。
另外相较常规传统法，无需吊车、运输车辆、吊罐等浇筑及运输设备，无需大量施工人员、模板、方木及架子管等施工材料以及大面积的预制存放场地（相较预制安装法）。
（2）施工效率方面：正常情况下滑模速度可达到1~2m/min，在环境温度高、施工时段受限的情况下，亦可达到80~100m/h，施工效率大幅提高。
（3）质量效果方面：采用SP15型高性能多功能水泥滑模摊铺机施工的护栏，初步成型即显其优越性：无气泡、蜂窝，无拆模导致的棱角损坏及错台等质量通病，线型顺直、外观统一。紧跟滑模机后采用“压、抹、刮、靠”四步法修面后，表面光滑、美观，线条流畅，得到了监理和业主的一致赞扬。
二、工艺原理
通过由2个找平传感器+2个方向传感器+1个横坡传感器组成的电液自动找平和转向系统来控制滑模摊铺机的行走方向和高程，在沥青下基层表面设置间距6m的竖向钢桩+横杆以及通过在横杆上布置张紧的钢丝供传感器工作，带LCD液晶显示屏的数控系统可以显示所有的必要信息，用户菜单可以进行参数设定。
滑模机应匀速行驶摊铺，混凝土生产能力与罐车速度与其相匹配，由罐车直接送料至摊铺机传送带，传送带将混凝土送至模具内，并经过自装配的5个液压驱动的直型振捣棒完成模具内混凝土的振捣，随着滑模机的行走，新泽西护栏初步成型。
混凝土设计强度为A1（3000psi，约20Mpa），水泥采用43.5普通硅酸盐水泥、用量为360kg/m3，外加剂选用PCA-1聚羧酸型缓凝剂，细骨料选用细度模数为2.3~3.1的天然河砂，粗骨料选粒径不大于20mm且多棱角碎石、以最大程度增加混凝土的粘聚性，并控制拌合水用量，保证入仓塌落度30~40mm，确保滑模成型度。
初步成型后，进行护栏混凝土表面收面及施工缝处理，采用“压、抹、刮、靠”相结合的四步法收面技术+“掏、补、切”三步法缝面处理技术。
护栏混凝土养护采用养护剂与覆盖洒水降温相结合的养护方法，养护时间为14天。
三、施工工艺流程及操作要点
3.1工艺流程
基准导线测放→滑模机调整就位→滑模机行走摊铺→“四步法”收面→“三步法”缝面处理→混凝土养护
3.2工艺说明
（1）基准导线测放。基准导线的设置是滑模摊铺作业前的一道至关重要的工序，在沥青下基层施工完成后，使用全站仪放样，在摊铺前进方向右侧偏移1.4m间隔6m放点，小半径曲线段加密至2~3m。摆放预制的混凝土基座钢桩，利用钢桩上横杆的水平与垂直移动控制导线的高程与定位卡箍固定。横杆端部设置斜向凹槽，将钢丝卡在凹槽中，两边用紧绳器绷紧钢丝，紧固后复测精准微调，确保基准线精确。
（2）滑模机调整就位。本工程的新泽西护栏滑模施工在宽度80cm的混凝土底座上进行，底座采用人工立模浇筑，顶面高程严格按照设计图纸控制，以保证最终的新泽西护栏顶面高程精准。
滑模机传感器系统进行精准定位
模具的内高度为86cm，滑模机就位时手动调整模具底面线统一高于底座顶面1～1.5cm，采用钢卷尺+水平尺精准量测模具与基准导线的水平垂线距离，保证模具的中心线与护栏设计中心线一致，在确保模具位置精准后，将传感器安放在钢丝绳上，打开传感器系统以进行自动调整和基准定位。
（3）滑模机行走摊铺。采用搅拌车进行混凝土的运输，在拌和站进行混凝土温度控制的同时，在搅拌外罐体包裹土工布浸水保温。按照与拌合站的距离进行罐车数量的调配，保证滑模作业不间断。每罐车装载3～4方，运抵现场后首先进行塌落度的检测，满足要求后直接卸料至滑模机传送皮带，卸料时罐车与滑模机的行走速度应完全一致。
由滑模机的传送皮带将混凝土传送至模具内，经模具挤压以及5根液压直型振捣棒振捣，使模具内的混凝土密实、成型，随着滑模机的连续行走，护栏初步成型。
护栏混凝土初步成型
根据混凝土塌落度值进行滑模机速度的控制，塌落度为30~40mm时可以正常速度进行摊铺，平均行走速度为1.5m/min；当塌落度略大于40mm时、控制行走速度1.2~1.2m/min，以保证滑出时混凝土不塌陷；当塌落度略小于30mm时，需适当补充水、以免内部出现孔洞、表面出现蜂窝及麻面等。
（4）“四步法”收面技术。在滑模初步成型后，混凝土表面并不是光滑的、且局部段落线型不直。现场经过多次尝试，总结出了“四步法”收面技术，即压、抹、靠、刮四个步骤，四步骤相结合操作，一般三个循环即可完成收面处理。
1.压：是在护栏混凝土初步成型后对局部的小凹坑、顶面小裂缝进行处理，用少量砂浆或水泥浆进行填补、压实。
2.抹：主要分为三个阶段，第一阶段在“压”后进行，是对刚成型的护栏混凝土进行粗收面，主要对不光滑的混凝土面进行粗抹，偶尔将出现的因混凝土供应不及时导致的滑模机停顿而出现的接缝线痕迹抹平，由于混凝土刚成型，抹3~4遍即可。侧面使用手持铁抹子在垂直方向上进行抹面，切勿进行水平向的操作，以免破坏混凝土面；顶面及棱角沿纵向抹、2~3遍即可。
粗抹面
第二阶段是进行精收面，用拇指试压混凝土表面，当需要用力压时才可凹陷的情况下即可进行精收面，据统计：温度为30~35°时，间隔时间为15~20min；温度为35~40°时，间隔时间为10~15min。此阶段是在粗抹的基础上对混凝土面进行再次抹面，使混凝土面光滑、美观。首先在混凝土面均匀地撒少量水，抹子的操作方式与粗抹一致，直至混凝土面光滑，一般为4~7遍。
侧面抹面完成/顶面平整度校核
3.靠：在护栏侧面及顶面粗抹面完成后进行，在滑模摊铺行走过程中，因故中间停顿或人为操作等原因，有时会出现护栏顶部纵向线形顺直的情况，此时采用表面光滑、无凹凸点、笔直的2m长的方木将倒角线型调直：两个人手持方木紧靠护栏顶部倒角下口侧面，用2kg小锤以小力道、密间隔敲击方木外侧，使方木长度范围内的倒角线为一直线，之后表面抹面处理，1~2遍即可。
倒角“刮”
（5）“三步法”缝面处理
新泽西护栏变形缝分为真缝和假缝两种，真缝间隔15m、缝宽25mm、填塞泡沫板，假缝间隔5m、缝宽3~5mm、深度30mm。真缝在护栏混凝土收面完成后由人工掏挖形成，假缝在护栏施工完成后第二天采用切割机切割而成。
1）掏：首先画出设计伸缩缝（真缝）边线，后采用自制“U”型夹夹在结构缝一侧，以减少在掏缝过程中护栏面层混凝土被破坏，并使缝线垂直；再采用φ16mm钢筋自制成的“L”型钢筋勾自上而下进行掏缝，掏缝需慢速进行，以减少对两侧混凝土的扰动，掏完后采用刮板对伸缩缝内面刮平，后将泡沫板放入。
真缝“掏”、“补”
2）补：泡沫板插入后，对其两侧的混凝土面使用砂浆进行修补、抹平，完成后使其表面平整、光滑、颜色一致。
3.切：护栏施工完成后第二天进行假缝的切割，首先画出设计缝线，后采用“U”型夹夹在边线位置进行切割，深度3cm，切割机应缓慢移动。
喷洒养护剂
（6）混凝土养护
本工程地处巴基斯坦，施工季节白天平均气温40~50℃，且滑模施工时道路硬路肩沥青路面未施工、急流槽混凝土集水口未施工，若单独采用洒水养护时、多余的水会流至硬路肩和急流槽位置、造成硬路肩和急流槽位置边坡的损坏。但由于养护剂的最佳适宜温度为5~35℃，单独采用养护剂
则达不到目的，经尝试，最终采用了养护剂与覆盖洒水降温相结合的养护方式。
在掏缝完成后即开始喷洒养护剂，喷洒4~6遍，待3个小时后，覆盖土工布、洒水使土工布保持湿润状态，养护时间为14天。
经实践，采用养护剂和洒水法相结合的养护方式，能很好地达到养护效果。养护剂难以适应超高温的天气，暴露时间长的话养护剂的使用功能会降低，但采用覆盖和补水的方法就可弥补这一缺点，覆盖可延长养护剂的使用功能，达到理想的养护效果。
四、质量控制
4.1工程质量控制标准
本法施工材料主要包括混凝土（水泥、砂、碎石、缓凝剂）、养护剂。
（1）水泥采用43.5普通硅酸盐水泥，掺量为360 kg/m3；
（2）砂为天然河砂，细度模数为2.3~3.1；
（3）碎石为粒径不大于20mm、选多棱角碎石、以连续级配为最佳；
（4）外加剂选用PCA-1聚羧酸型缓凝剂；
（5）混凝土的入模塌落度为30~40mm、温度不超过30度。
（6）养护剂为Antisol-E 15-CPK。
4.2质量保证措施
（1）滑模机初施前首先组织相关人员进行设备规格、技术参数、视频教程的学习，熟悉设备操作流程及注意事项。
（2）滑模机行进过程必须是匀速，且应按照塌落度的不同调整不同的行进速度。
（3）基准导线的测放必须严格符合设计图纸要求，保证护栏的平面位置和高程。
（4）罐车到现场后首先进行混凝土塌落度的检测，保证护栏混凝土的成型度。
（5）采用抹子收面时，以竖向为准，切勿进行水平向的抹面，以免对混凝土造成损坏。
（6）在混凝土收面时，以表面光滑、颜色一致、倒角尺寸一致及棱角分明、线型流畅为目的。
五、结束语
施工过程中全程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，施工周期短、无环境污染、施工占用工作面小、社会效益明显、无质量事故发生，工程质量得到了监理和业主的认可，该法具有广泛推广和应用价值。
论文作者:周远海
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/2
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