鐵路小型預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝分析

蘇立剛, 謝維軍, 王文強(qiáng)

(中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100071)

0 引 言

鐵路工程施工標(biāo)準(zhǔn)化的推行，其中小型預(yù)制構(gòu)件的施工質(zhì)量越來越引起人們的關(guān)注。目前，我國的鐵路建設(shè)項目，小型預(yù)制構(gòu)件采用木模或者定性鋼模在施工場地進(jìn)行澆筑。本文從鐵路小型預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝展開研究。

1 鐵路小型預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝

1.1 選取目標(biāo)鐵路施工設(shè)備

針對鐵路施工進(jìn)行實地勘察，勘察的主要任務(wù)是根據(jù)施工鐵路特點，選取最合適的施工設(shè)備。對施工地質(zhì)進(jìn)行研究，包括地質(zhì)構(gòu)造。工程勘察活動是一種技術(shù)性很強(qiáng)的工作，首先在總工帶領(lǐng)下走遍了施工現(xiàn)場，完全查明整個場地，在滿足規(guī)范要求及項目自身特點要求的前提下，能最大限度減少野外鉆探。根據(jù)鐵路使用階段可能出現(xiàn)的各種可變荷載，以及永久荷載進(jìn)行組合。土地分層以及各土層的重度、厚度等按照地質(zhì)勘察報告取值，考慮到施工工藝以及接頭養(yǎng)護(hù)等原因，可能造成接頭有效高度降低。施工現(xiàn)場及施工設(shè)備如圖1所示。

圖1 鐵路施工現(xiàn)場

鐵路是大眾化的交通工具，根據(jù)鐵路現(xiàn)場勘察得到的范圍，選擇對應(yīng)型號的施工設(shè)備。因為鐵路隧道所處地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜，隧道的病害也呈現(xiàn)出多樣性。結(jié)合計劃協(xié)調(diào)、區(qū)域協(xié)調(diào)和現(xiàn)場協(xié)調(diào)，督促站段施工組織標(biāo)準(zhǔn)化、施工管理規(guī)范化。勘察項目的前期階段主要工作內(nèi)容為，初步了解設(shè)備如果應(yīng)用在該項目中的可行性，并且認(rèn)真分析工程項目的工程特點、使用功能，進(jìn)行地質(zhì)剖面測量、定點測量，靜載荷試驗、旁壓試驗等工序。制作勘察數(shù)據(jù)一覽表，附件場地地貌等照片集，以及工程勘察合同。選擇好對應(yīng)的施工設(shè)備后，完善施工方案的標(biāo)準(zhǔn)化[1]。

1.2 設(shè)置預(yù)制構(gòu)件間隙尺寸

預(yù)制構(gòu)件大小不一，使用在不同的施工位置中，鑒于勘察到的施工線路較長，可采用小型的預(yù)制構(gòu)件，為防止安裝后的外觀形狀有差異，提前做到構(gòu)件統(tǒng)一尺寸。在鐵路施工中實現(xiàn)構(gòu)件預(yù)制化與效益相關(guān)聯(lián)，因為預(yù)制化的實現(xiàn)，就可以實現(xiàn)生產(chǎn)的效益和規(guī)模化的轉(zhuǎn)化。加強(qiáng)原材料管理，質(zhì)檢部門和實驗室按照驗收標(biāo)準(zhǔn)的要求，對進(jìn)場的各類原材料進(jìn)行抽查，并報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。裝配式預(yù)制構(gòu)件廠工作量較大，因此均聘請專業(yè)的工作人員，在生產(chǎn)過程中需要對其進(jìn)行監(jiān)督把關(guān)。小型預(yù)制構(gòu)件通過重心線預(yù)埋吊裝螺栓孔，將所有的預(yù)制構(gòu)件埋螺栓孔進(jìn)行連接。圖2中展示了預(yù)制構(gòu)件的間隙尺寸。

圖2 預(yù)制構(gòu)件間隙尺寸

根據(jù)圖2觀察預(yù)制化構(gòu)件外觀，發(fā)現(xiàn)構(gòu)件表面平整，顏色均勻，并對外形尺寸偏差的允許值進(jìn)行檢查。現(xiàn)場存放構(gòu)件時，應(yīng)選擇合理的位置，使存放位置不影響現(xiàn)場的正常施工，現(xiàn)場機(jī)械和工具在運(yùn)行過程中不損壞構(gòu)件。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中亦常出現(xiàn)某些裂紋，容易影響其質(zhì)量性能，如果不對其注意的話，會在后期的使用上，造成較大的影響。因此，預(yù)防預(yù)制構(gòu)件出現(xiàn)裂縫、裂紋等現(xiàn)象，但是這種現(xiàn)象如果在后期得到有效的養(yǎng)護(hù)，有自愈合的情況，但是如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)脑挘诤笃谑┕ぶ校煌獠凯h(huán)境侵蝕了，則會影響預(yù)制構(gòu)件的耐久性能[2]。

1.3 平鋪式裝配鐵路預(yù)制構(gòu)件

鐵路的主體采用裝配式結(jié)構(gòu)，設(shè)置預(yù)埋件在鋼筋籠上，方便接下來施工時，在結(jié)構(gòu)的吊裝過程中定位側(cè)墻。完成地下連續(xù)墻施工后，開挖基坑并設(shè)置鋼支撐，開挖到鐵路主體結(jié)構(gòu)底板下停止作業(yè)。零件的裝配工藝是防水效果的關(guān)鍵，它與預(yù)制技術(shù)，尤其是安裝工藝息息相關(guān)。因為鐵路有很多技術(shù)接口，所以需要制定組件的預(yù)制計劃，以便組裝完成后不會發(fā)現(xiàn)其余的接口。拼裝工序施工需要準(zhǔn)備水平尺、施工線、卷尺、木樁以及鐵錘。鋼筋保護(hù)層規(guī)格等相關(guān)參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范，且鋼筋與模板需設(shè)置墊板。將預(yù)制構(gòu)件吊裝就位，對位時確保預(yù)制構(gòu)件的地面，與鐵路路面的連接區(qū)域?qū)?zhǔn)，設(shè)置下部連接鋼筋全部深入拼裝。拼裝通過測量放線，在土壤穩(wěn)定后開挖溝渠，這種運(yùn)動的目的是防止由于土壤不均勻松動，而導(dǎo)致組件安裝線性度的變化。構(gòu)件拼裝時頂面需要掛線施工，掛線的長度≥10 m。構(gòu)件接頭的彎曲剛度變化很敏感，當(dāng)接頭的彎曲剛度減小時，將會導(dǎo)致鐵路施工存在安全隱患。平鋪過程中，每個壓路機(jī)組都基于雙滾筒振動壓路機(jī)，平鋪機(jī)作業(yè)速度要均勻一致，作業(yè)過程中速度不得任意調(diào)整和停頓。綜上所述，鐵路結(jié)構(gòu)接頭施工時，需要監(jiān)控施工質(zhì)量這一關(guān)鍵關(guān)卡，嚴(yán)格按照施工流程作業(yè)，采用平鋪式裝配鐵路預(yù)制構(gòu)件施工，如圖3所示。

圖3 平鋪式裝配鐵路預(yù)制構(gòu)件

整個工程項目的施工，有必要盡可能消除成本比較的影響，鐵路工程中預(yù)制構(gòu)件的成本，增加了建筑的安裝程序費(fèi)用。預(yù)制構(gòu)件的增量成本因素，包含構(gòu)件的制作工人、構(gòu)件的增量以及購置稅。因此，明確標(biāo)準(zhǔn)化的施工流程，能夠在一定程度上節(jié)約不必要的費(fèi)用以及時間，完成施工工藝的提高[3]。

2 應(yīng)用測試

2.1 測試儀器

相關(guān)施工人員熟悉施工圖紙，在施工之前，為保證施工人員的人身安全，需向工人提供安全報告并完成施工講解。在施工前準(zhǔn)備好施工所用的機(jī)器，如圖4所示。

圖4 液壓萬能試驗機(jī)

液壓萬能試驗機(jī)可進(jìn)行壓縮、拉伸、彎曲等多種試驗，機(jī)器材質(zhì)為金屬，采用該機(jī)器對文中的工藝方法進(jìn)行檢測。

2.2 測試結(jié)果分析

在對小型預(yù)制構(gòu)件在鐵路中的施工工藝研究中，提出了根據(jù)鐵路設(shè)置預(yù)制構(gòu)件的間隙尺寸，采用平鋪式方法裝配預(yù)制構(gòu)件，完成鐵路小型預(yù)制構(gòu)件施工。測試運(yùn)用全自動車測試儀測試文中工藝的耐低溫性，根據(jù)不同溫度，對文中施工工藝進(jìn)行測試，根據(jù)列車經(jīng)過時的實際荷載，設(shè)置荷載為300 t，進(jìn)行低溫彎曲測試，測試采用液壓萬能試驗機(jī)來完成，低溫性能測試結(jié)果見表1。

表1 低溫測試下試件裂紋程度

根據(jù)表1測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不同溫度下，文中施工工藝的構(gòu)件位置變化、橫向裂紋、縱向裂紋產(chǎn)生波動值都很小。由此可見，文中的施工工藝具有抗低溫開裂的能力。

3 結(jié)束語

小型預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，消除了分散預(yù)制模式，對于質(zhì)量上難以控制的弊端，在一定程度上提高了施工的效率，優(yōu)化了施工工藝。文中針對鐵路小型預(yù)制構(gòu)件施工工藝展開研究，提出平鋪式裝配小型預(yù)制構(gòu)件，通過測試得到文中的施工工藝在不同溫度下構(gòu)件損壞程度都非常低，因此，得出文中工藝的預(yù)制構(gòu)件在低溫條件下具有性能優(yōu)勢。