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、收面及噴淋養生工藝技術是橋面混凝土保護層實現標準化作業、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、收面機及養護系統的選擇及應用

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、漏養及養護不到位等現象。

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中得到啟發，通過前期的調查研究，經過多次和廠家溝通、協商、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，其優點為混凝土攤鋪均勻、快速，收面平整、光滑，養護效果顯著，自動化程度高，勞動力投入少，節約成本，滿足橋面保護層施工標準化、規模化的要求，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。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，采用自動攤鋪機攤鋪，自動收面機進行收面，噴淋小車灑水養身。混凝土拌制及運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發電機作為臨時備用電源。

③養護用水：養護用水采用混凝土拌和用水。

④養護設施：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生，養生后及時塑料薄膜保濕，養生時間不少于14d（見圖4、圖5）。

3.2.8 封邊、灌縫

混凝土養生完畢后，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。混凝土太薄不滿足設計要求，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）養生質量。混凝土養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，養生不及時、漏養或者不按設計時間進行養生，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；自動噴淋養護，養護效果顯著，防止混凝土開裂。

（2）自動化程度高。混凝土攤鋪采用自動攤鋪機、收面采用自動收面機、養生采用自動噴淋小車自動養生，自混凝土攤鋪到養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臺噴淋小車養護30～50孔的要求，大大提高了勞動生產率。

（4）養生效果顯著。自動噴淋養生系統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，養護效果極為明顯，達到全天候、全方位、全濕潤的“三全”養護質量標準。

（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，養護人員4人，比人工攤鋪、收面及養護節約14人。

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

5 效益分析

5.1 經濟效益分析

自動攤鋪、收面及自動噴淋養生工藝保證了保護層的施工質量，節約人工、提高了效率、節約了成本。通過對比，自動攤鋪比人工攤鋪節約4人，自動收面比人工收面節約6人，自動養生比人工灑水養生節約4人，共計節約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）使用噴淋小車使養護周期內保護層混凝土一直保持濕潤狀態，由于良好的養生條件，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，并一次性優質通過工藝試驗總結，受到業主一致好評，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；自動噴淋養護工藝技術實現了保護層大規模標準化養生，養護期間保護層混凝土表面始終保持濕潤狀態，較好地預防了裂紋的出現，且養護過程中，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，節約了工程造價。

參考文獻

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