高速公路路基邊溝及排水溝快速施工

劉 帥，張煥濤，馬思濤，許展飛

(1.山東省交通科學研究院，山東 濟南 250002;2.山東高速建設管理集團有限公司，山東 濟南 250002;3.山東省路橋集團有限公司，山東 濟南 250002)

1 工程概要

濰日高速公路濰坊連接線工程主線線路總長16.07 km，其中以路塹形式通過共2.45 km，以路堤形式通過共10.74 km，總共占線路全長的83.7%。路基兩側排水系統70%以上設計為梯形排水溝。溝渠均設計于坡腳外1 m處，溝身采用C25混凝土澆筑，典型排水溝斷面溝底厚0.18 m，底寬0.8 m，頂寬2.4 m，溝深0.8 m，坡率1∶1；典型邊溝底寬0.6 m，近路基側坡率1∶1.5，遠路基側坡率1∶1。

為改進邊溝及排水溝施工工藝、提高施工速度，本項目結合已有文獻，在傳統人工砌筑的基礎上進行探索，開展了一種路基邊溝及排水溝機械化一次成型的快速施工方法。

2 工藝原理

本工藝原理為：通過制作尺寸可調的梯形挖斗進行溝槽開挖，經人工修整合格后鋪砂礫墊層，然后采用滑模機進行機械化澆筑、振搗、砌筑，最后經人工整修后切縫、養生。

梯型挖斗開挖過程一次成型，施工前須做好測量放線，開挖過程中嚴格控制溝槽斷面的高程、尺寸、平整度及縱坡；滑模機鋪筑時首先起動電動振動器，待混凝土通過喂料斗進入螺旋送料裝置后啟動液壓泵，由螺旋送料裝置將混凝土推進梯形內外模板空腔內，混凝土經滑模機自重擠壓成型并吸附在溝槽砂墊層上，再經液壓油缸的推力擠壓及附著式振動器的振動后混凝土達到密實，從而完成一次性澆筑成型。工藝所需機具設備及參數見表1。

表1 邊溝、排水溝快速施工機具設備及參數

3 工藝要點

3.1 工藝流程

平整場地→測量放樣→開挖溝槽→鋪沙墊層→澆筑混凝土→人工收光抹面→切縫→混凝土養護。

3.2 平整場地

根據路基邊坡坡腳及防護結構的基礎標高對原地面進行清理和平整，并根據排水方向合理設置縱向排水坡度。

3.2 測量放樣

依據施工圖紙對邊溝及排水溝的中心與邊樁進行放樣，一般情況下直線段每隔20 m設置一樁，曲線段適當增密可每隔10 m設置一樁，并在開挖內邊線處撒白灰進行標識。

3.3 溝槽開挖

路基邊溝及排水溝的開挖采用帶有特制鏟斗的挖掘機，其鏟斗根據溝槽的尺寸進行設計，本項目中典型鏟斗為梯形，上部設有深度限位桿避免超挖，確使深度誤差不超過3 cm，水平誤差不超2 cm，能夠保證溝槽的尺寸及槽邊平順且一次開挖成型。

3.4 滑模機具設置

為保證滑模機具能夠快速穩定施工，根據滑模機兩側滑輪的實際滑輪寬度在溝槽的兩側分別安放槽鋼作為滑模機的行走軌道，并用鋼筋頭將槽鋼軌道固定。將滑模機置入開挖好的梯形槽模內，并全面見檢查機具性能，確保油料、液壓等裝置配件良好。

3.5 混凝土的澆筑

混凝土澆筑時應嚴格控制其坍落度，坍落度過大將會引起經滑?；龊蟮幕炷磷冃屋^大，導致外觀尺寸不符合設計要求；坍落度過小，將會導致滑出的混凝土不易成型且極易出現蜂窩麻面現象，同時對滑模機具的磨損也較大。一般情況下，到達現場的混凝土坍落度應控制在40～60 mm范圍內。

現場澆筑時滑模機作業應設專員操作，在落料前首先啟動附著式振動器，然后用吊車將混凝土吊運至滑模機進料斗內，當混凝土進入至推進器后再啟動液壓泵，由推進器將混凝土推至溝槽砂墊層與成型模所形成的梯形腔內，同時經壓頂擠壓、油缸推力及振動器振動完成梯形渠內混凝土的成型與密實。由此，滑模機械依靠溝槽兩側的槽鋼軌道，移動前行進行連續作業，完成路基邊溝與排水溝一次性成型澆筑。

3.6 人工修整與養護

滑模機的尾部設有人工修整平臺，使得在滑模機澆筑成型后人工二次壓光收面，保證溝槽內壁的光滑順直與美觀。待混凝土終凝后，進行人工切縫，切縫間距設置原則為每10 m設置一道，縫寬5 mm，深度為3 cm。切縫完畢及時做好養護工作，宜采用薄膜覆蓋并定期灑水，灑水的次數通過以混凝土表面保持濕潤狀態來確定，養護期應大于14 d。

4 質量控制

4.1 控制標準

(1)測量放樣時應保證其精度及準確性。

(2)溝槽開挖寬度應符合滑模機施工要求。

(3)施工過程中滑模攤鋪機應嚴格按操作規程及混凝土實際情況選擇行走速度、振搗頻率。

(4)滑模機施工應有專人，隨時協調解決混凝土攪拌、澆筑及收面等問題。

(5)準確控制現場混凝土的坍落度，要求混凝土的坍落度變化量穩定在±10 mm的要求。

(6)修筑完后混凝土強度應符合設計要求，表面平整美觀，縫寬大體一致。

(7)應做好特殊地段的防滲抗沖刷加固措施，特殊地段包括地質不良地段和土質松軟、透水性較大或裂隙較多的巖石路段、溝底縱坡較大的土質截水溝及截水溝的出水口。

4.2 檢驗標準

本路基邊溝及排水溝快速施工質量檢驗項目及標準見表2。

表2 排水溝施工質量標準

5 工程效果

濰日高速濰坊連接線路基邊溝及排水溝采用本快速施工工藝后在經濟和質量方面有了很大提高。具體如下。

經濟方面，傳統預制安裝法配置1名技術人員和8名工人的條件下，每安裝100 m梯形水溝需4 h；而同種人員配置下滑模機施工中安裝滑模攤鋪時間為1 h，澆筑速度為1 m/min，按最慢銜接換算每澆筑100 m所需時間為1 h+100 min=2.67 h。由此可見采用本方法施工比傳統預制安裝速度提高了近150%，大大縮短了施工工期。

質量方面，傳統預制安裝雖然碼砌方便但需要一定的施工空間且接縫容易漏水滲透，而本方法施工方便且整體性好后期不易滲漏。

6 結 語

(1)路基邊溝及排水溝槽采用特制的梯形挖斗開挖成型，其斷面能符合設計要求且連續美觀，較傳統開挖方式效率上大大提升。

(2)混凝土澆筑采用滑模機對槽底及槽壁一次澆筑成型，整體性好，施工質量有保證。

(3)與傳統預制拼裝法相比，本施工方法能夠快速便捷施工，有效節約人工、加快施工進度。