定制鋼模和無線監控在路基整治中的運用

袁凱民 中國鐵路上海局集團有限公司合肥工務段

1 路基整治概況

近些年來合肥工務段管內既有線路部分路基邊坡無防護、路肩寬度不足、排水不良等病害問題逐年增多，路基整治工作越來越重要，尤其雨季防洪期間的路基整治是保障汛期鐵路安全運營的基礎。合肥工務段管轄著合九線、寧西線、淮南線、滬蓉線、合福和合安九等多條重要鐵路設備，在工務日常路基設備維修、養護和整治工作過程中，以合九線為例，路基設備在建線時基礎較差，路基設備防護標準不高，路基病害問題較多，導致每年汛期防洪壓力大，也是近幾年路基整治的重點地段。

分析歷年來我段路基現場整治實施的類型，路基整治基本以高路堤和深路塹增加防護為主，其中近幾年合九線主要是對黏土、砂石土質的路堤路塹邊坡進行整治。路基邊坡整治時多以增設拱形骨架護坡為主，根據以往整治經驗，在針對拱形骨架護坡整治中，在原有漿砌片石骨架護坡、片石混凝土骨架護坡設計和整治的基礎上進行改進，采用拼裝式廠制鋼模具和現澆商品混凝土來改進施工工藝和施工質量，采用移動視頻監控系統和標準剛性隔離網片來改進施工監督效率和施工進度，路基整治施工工藝經過改進后，整治后的邊坡防護質量、進度和安全取得明顯成果。

2 定制鋼模和無線監控等關鍵技術運用

現對路基整治中的拱形骨架護坡采用廠制鋼模具、無線監控視頻和標準剛性隔離網片等技術運用進行探討。

（1）合肥工務段在往年路基整治骨架護坡實施過程中，均采用的是木制模板和模具，不同地點和不同實施單位的路基整治采用木模板標準、支模時工藝和竣工外觀良莠不齊，導致骨架主體尺寸、質量、進度和外觀難以控制，而且每次使用后的木模板在施工結束后基本廢棄，造成模具耗材大和成本重復支出。根據以上實際情況路橋科從長遠考慮，參考近些年來高鐵路基建設時采用的骨架護坡施工工藝，依據骨架護坡的設計圖紙和尺寸，聯系高鐵模具廠定制相應的鋼模具和組裝配件，能讓骨架護坡主體尺寸、質量和外觀受控，鋼模具使用完后由段路橋科組織統一回收，在次年路基整治工程中繼續使用，間接的減少了每年模具費用的重復支出，達到節支降耗和改進工藝目的。

（2）經過現場路基整治實驗和推廣，采用拼裝式鋼模具和澆筑商品混凝土的工藝，相對于之前用木模具有以下幾點優勢：

①鋼制模具采用設計圖紙標準尺寸加工而成，有利于施工人員控制基坑的開挖和模板安裝，有效的避免了由于尺寸不夠造成的偷工減料，方便了監管人員工程檢查，工程質量得到了保證。鋼制模具設計尺寸和成品如圖1所示。

圖1 鋼制模具設計尺寸和成品

②采用拼裝式鋼模預制的混凝土拱形骨架湖泊，表面光滑平整，美觀大氣。

③拼裝式鋼模具單件重量不超過30 kg，一個工人可以搬運半個拱圈，方便了材料轉運。改良后的模板加固聯結方式更加簡單便捷，兩個工人一天可以裝配或拆除8個拱圈，大大提升了生產效率，為施工班組節省了成本。

④拼裝式鋼模具可以回收，重復和長久使用，節約了路基整治成本。

（3）刷坡放線：路基整治時路塹和路堤按設計坡比進行刷坡，因考慮既有線路行車安全和信號纜線安全等問題，刷坡采用人工開挖刷方，刷坡時采用坡度尺控制坡率并隨時矯正。刷坡后由專業施工測量人員用全站儀或經緯儀放線，依據設計圖紙測量路基設計邊線及路基護坡基礎邊線，在施工場地附近布置控制樁，根據現場坡長結合設計圖紙排出骨架位置，基本按照每3.5 m 一層拱圈進行設置，5 m 以下不設置拱圈的原則。確定骨架拱圈拱柱位置后，撒白灰線并放線進行標識，線繩距離坡面預留15 cm-25 cm 以便后期堆土，每20 m 一個控制點，骨架基坑開挖采用人工開挖，保證了基礎的結構尺寸滿足設計要求，也減少混凝土澆筑過程中對基坑的擾動，挖基土要清理到基坑外邊緣外1 m以上，確認位置無誤后方可開挖。

（4）基坑開挖：人工開挖骨架基槽時，從上往下開挖，并修筑方便施工人員上下的臺階。基槽開挖沿線路方向長度不能太長，能保證2天左右混凝土澆筑數量即可，在基槽開挖完成后應立即進行鋼模板支設、澆筑混凝土施工，以防止基槽暴露時間過長造成邊坡坍塌，或者因下雨雨水沖刷導致的塌方，從而破壞路基本體穩定性。基槽開挖成型后人工掛線修整，以確保基槽尺寸符合設計要求。

（5）拱形骨架拼裝式鋼模板安裝：拱形骨架拼裝式鋼模板采用50 cm（高）×0.3 cm（厚）鋼板。共有六部分組成，單件重量不超過30 kg。進行混凝土澆筑前，人工清理鋼模表面后抹油，便于后期拆模。鋪設鋼模骨架效果如圖2所示。

圖2 鋪設鋼模骨架效果

（6）澆筑混凝土：商品混凝土采用標號為C25-C30 的砼，運輸跟據實際情況采用攪拌車、地泵、和小車配合使用，砼現澆時控制混凝土塌落度，必要時加入早強劑，分層分段現澆拱圈拱柱，注意混凝土不能過稀從而溢出鋼模具。混凝土使用的水泥使為C32.5 普通硅酸鹽水泥，水泥必須使用“海螺牌”，以保證質量，黃砂采用中粗砂，含泥量小于5%。路基整治前后對比如圖3所示。

圖3 路基整治前后對比

3 路基整治安全控制措施

3.1 設置標準高度剛性硬隔離

在往年路基整治施工中的隔離措施為彩條旗或鋼管腳手架，整體外觀不良，安全不受控，如在合九線路肩整治施工時因既有路基頂面寬度小于標準，作業工具和人員容易侵入鐵路限界，設置不規范也造成來車時火車司機不能準確辨認施工現場，存在很大安全隱患，導致原有隔離措施無法有效保護作業人員勞動安全。經過改進現采用統一高度1.5 m 剛性隔離網片將作業地段與線路進行全封閉隔離，設置剛性立柱和剛性網片距離線路中心不小于2.44 m，剛性隔離的立柱全部采用“丁”字結構用以保證結構的穩定性，采用改進工藝后的剛性隔離即保證了作業人員安全和行車安全，也將現場施工安全隱患消滅在萌芽狀態，整體施工過程安全受控。

3.2 整治現場安裝無線視頻監控

施工現場設置無線視頻監控系統，通過5G 移動互聯網，現場的無線視頻監控探頭與電腦和手機通過APP 網絡連接，通過360°旋轉高清攝像頭，段路橋科和調度能夠隨時掌握現場施工質量、進度和安全。現場的無線視頻監控可隨時拆卸、隨時移動，電源采用太陽能板和外接電源兩種方式供電，隨時存檔形成影像資料。路基整治施工結束，移動視頻監控由段委托專業技術人員拆除存放，在下次路基整治工程中繼續使用，無線監控視頻設備重復利用也能間接節支降耗，能有效管理現場施工。無線視頻監控效果如圖4所示。

圖4 無線監控效果

4 結束語

經過路基整治現場的實踐和反饋，通過運用定制鋼模和無線監控等技術，能有效提升現場施工質量、安全和進度，避免了模具費用重復支出并帶來了較高的經濟效益。該項應用方法和技術簡便有效，可以為今后路基加固、基礎防滲、改善邊坡穩定和路基排水效果提供經驗和借鑒，對既有鐵路路基邊坡加固技術具有重要意義，也為今后鐵路維修養護作業中，探索同類型安全、高效、簡便和新型的作業工機具和材料，采用創新性的作業方法，值得鐵路行業推廣應用。