滑模技術在混凝土排水工程中的應用

孫子育

（甘肅威遠路業（集團）有限公司，甘肅 定西 743000）

1 滑模施工工藝的發展趨勢

1.1 節能技術的發展

（1）滑模機制造商開發出來的系列化產品，為用戶提供多種選擇，有效地解決在滑模施工過程中的問題，進一步節省資源，降低施工成本。（2）履帶行走為轉移工作面浪費了大量的時間以及燃油消耗，設計過程中嘗試加入輪式轉換。（3）施工過程中材料的浪費，在機械結構設計時逐步完善。（1）由于所鋪筑的結構物尺寸差異大，施工過程中經常出現中大型滑模機攤鋪小型構筑物，燃油消耗不對稱，未解決能源消耗問題，在設計中、大型滑模機的的過程中引入合理的功率匹配技術，采用更先進的電控油門發動機，使發動機與液壓油門達到最優匹配。

1.2 智能監控技術的發展

（1）進一步完善高精度差分和GPS無線控制技術在滑模機械系統中的應用，徹底取代傳統的掛線施工，進一步節省所花費的人力資源投入。（2）無線遙控技術的引用，使得操作人員可以選擇特殊施工要求下的位置控制滑模機，安全且方便。（3）引入多種傳感器，并且采用GPRS技術將各部件工作情況及施工情況傳輸至監控中心，對機械的工作狀態及工程質量進行監控。

1.3 滑模施工技術的應用市場及展望

近年來，中國在滑模施工技術的推廣與應用中取得了一些成績，但相比于國外對此技術的應用程度，我國在許多方面還存在很大差距。（1）滑模施工技術在國內的應用領域有限。滑模機在國內大多用于公路兩側路緣石、水溝以及防撞欄等小型構筑物的建設。在河壩、鐵路等工程中的應用還是一片空白。（2）滑模施工技術在國內的認知度低。大部分業主、施工企業還不太熟悉該項工藝，仍停留在傳統的施工工藝中。（3）國產的滑模機系列化產品不健全。國內的制造商僅有少數幾家，且產能有限，自動化程度不高。 （4）國內人口基數大，大面積的機械化施工將取代該工種大量的工作崗位。（5）國內的滑模施工技術還應該進一步推廣與應用，同時應加大步伐投入研究新型產品，使得基礎建設中的能源消耗、時間消耗等進一步降低，從而提高工程質量。

2 滑模技術在混凝土排水工程中的應用

2.1 工程概況

甘肅某公路A標段共計43Km，采用雙向四車道高速公路標準，設計時速100Km/h。排水工程采用縱向排水溝、路緣石及急流槽等構造物，工程原設計路緣石為預制塊安裝，縱向排水溝為支模現澆，而后為加快施工進度，提高質量控制，標段積極采用新工藝，引進滑模施工技術，對混凝土排水工程中全部采用滑模機施工。

2.2 工程中的應用及影響

該標段通過引進滑模施工技術，采用機械為德國WirtgrnSP-15型滑模攤鋪機。在路基段落水穩基層施工時提前為滑模施工準備了操作空間，當底基層施工完畢后，采用滑模機施工縱向排水溝，相比于采用傳統施工工藝的標段節省了1/2的時間，極大地提升了施工效率，同時為下、上基層提供了充足的工作面。滑模施工工藝使得縱向排水溝強度提高，剩余水穩層施工時無需立模施工，節省了人力物力投入成本，同時避免了傳統施工工藝中排水溝經壓路機擠壓的現象。在水穩基層施工完畢以后，路緣石施工過程中相比傳統工藝效率提升了2倍，平均日完成量2Km以上，有效地保證了后續瀝青施工工作面，其施工后的產品 “橫平豎直”，且強度高、抗擠壓、整體美觀度好，在瀝青施工過程中未出現錯位現象。

2.3 工藝原理

根據工作原理的不同，滑模攤鋪機主要分為擠壓式、振搗式、錘搗式和振動式。擠壓式滑模攤鋪機的工作原理是：混合料被螺旋推進器或往復缸不斷地推入成型模具，并充分地擠滿，混合料內部產生一定的擠壓作用力，形成具有一定密實度、強度及一定形狀的構造物。在構造物形成的過程中，混合料對螺旋輸送器的水平反力傳給機架、行走輪，使整機沿著路面前進。錘搗式滑模攤鋪機的工作原理是：在滑模機成型模具的前面安裝有錘搗裝置，該系統將混凝土錘搗擠壓進入與主機相連的成型模具里；機器的行走是靠自撞錘運動的反作用力。振搗式滑模攤鋪機的工作原理是：在滑模機成型模具的前面加有振搗棒，通過振搗棒的作用使水泥混凝土達到一定的密實度。振動式滑模攤鋪機的工作原理是：在模具上安裝一個高頻低幅的振動器，通過振動器使水泥混凝土達到一定的密實度；機器的行走是靠本身的動力，而不依賴混合料對機器的反作用力，因而行走相對比較穩定。各種滑模機的工作原理雖然有所不同，但其結構一般都由料斗、喂料器、成型模具、密實機構、升降系統及控制系統等組成。

2.4 施工工藝流程及控制要點

2.4.1 施工工藝流程

工作面處理—導線布設—混凝土拌制與運輸—攤鋪—收光、修整—覆膜養生—切縫。

2.4.2 控制要點

（1）混凝土的精確配料

在施工過程中需要對混凝土的原材料砂、石、水泥等材料的質量進行嚴格的控制，并且要求砂和石集料、水泥和水的配料精確度控制在1%和0.5%誤差范圍內。這是因為不夠精確的配料誤差會導致干硬性混凝土演變為塑性混凝土。同時，為了確保拌和的質量要求。在進行上料的時候，料不可以串倉。攪拌站每工作5h左右需要全面檢查拌和樓各項工作是否正常，尤其檢查是否有堵塞問題出現。

（2）坍落度的控制

每拌攪拌時間不宜低于60s，需要專人控制砼料坍落度，隨時檢測，即時控制由于原材料因素引起的坍落度變化，保持出場坍落度在10mm～20mm范圍內，這樣可以很好的確保混凝土的工作性能。

（3）混凝土的運輸

砼料出場至攤鋪完畢時間不宜超過3h，否則將會出現不同程度的拉裂現象。

（4）振動參數的設置

結合試驗表明，干硬性混凝土經過振動后，其改變了混合料的物理性能，開始具備一定的流動性液化。同時經過其自重作用下，骨料重新排列，從而混合料的密實度提高。結合實踐經驗表明，振幅越大，其液化程度越高，流動性越明顯。但過大的流動性會導致混合料顆粒排布散亂，從而造成產品的嚴重變形。而過小的振幅難以達到理想的密實效果。結合工程實踐，滑模機的振幅應控制在0.2mm～0.4mm。

（5）攤鋪和抹面

在滑模機進行攤鋪之前，需要嚴格的檢查基層質量，對所存在的缺陷及時進行人工修整，以免影響攤鋪效果。導線架設要求直線段間距小于10m，彎道小于5m。開始施工前，應對滑模機內部模板灑水潤濕，這樣可以避免砼料粘結于模具上。滑模機攤鋪起步速度應控制在 0.5m/min～1.0m/min，行駛正常后控制在 1.0m/min～2.0m/min。同時，現場施工人員應該結合砼料的實際情況及攤鋪效果及時調整參數施工，對部分缺陷進行人工修飾。施工過程中應盡可能少的出現停車、大幅度轉向等情況，確保施工連續性。

（6）養生和切縫

養生應覆蓋薄膜，由于天氣及現場砼料情況其開始時間需要現場施工人員結合經驗確定。一般在攤鋪成型后1h左右，養生應持續5d～7d；同時切縫應盡早進行，以切縫時不崩邊為原則。

3 總結

滑模技術在公路工程中的應用起步較晚，但是在這些年的發展過程中，應用的領域也越來越多，比如說在上文工程項目的排水工程中，滑模技術的應用有效提高了施工進度和質量，但是在應用的過程中，需要綜合考慮各方面的因素，做好施工工藝和施工技術，確保項目的質量。