轨道滑模设备在新建连徐铁路路基排水沟施工中的应用

轨道滑模设备在新建连徐铁路路基排水沟施工中的应用

 杨伟利

天津盛兴津锐建筑工程有限公司

1.前言

当前铁路建设提倡智能、装配、环保，高速铁路建设对生态环境的影响和破坏, 在很大程度上取决于施工方法、施工季节、施工期限, 以及施工中采取的防护措施。

新建连徐铁路站前IV标段路基长度6.96km，该段路基设计于坡脚外2m设置梯形排水沟，沟身采用C30混凝土浇筑，厚0.2m，底宽0.4m，顶宽1.6m，沟深0.6m，每10m设置一道伸缩缝，缝宽0.02m。

在本标段的路基附属排水沟施工中采用了铁科院和中车共同开发的轨道滑模机，采用该设备能够达到混凝土一次制备运至现场一次浇筑成型，减少了采用常规支模浇筑需要的模板加工场地，减少了专业施工人员的配备。提高了施工单位的文明施工水平，减少了施工期间对沿线生态环境的破坏。

2.工艺应用特点

2.1.沟槽开挖采用150挖掘机更换自行设计加工制作的定型铲斗，一次开挖成型，非常适宜黏性土、自密实土，开挖结构尺寸满足规范要求，具有很好的外观质量。

2.2.轨道滑模机采用电控，采用3.5kw静音发电机，并具备两种供电方式、市电和自供，方便现场施工。

2.3.成型原理采用液压推挤及强振相结合，施工质量好。

2.4.混凝土一次制备运至现场一次浇筑成型，文明施工程度高，成型速度达到48m/h.

2.5.行进中采用液压装置切制伸缩缝。

3.适用范围

3.1.原地面地质条件为土质或强风化岩，易于开挖；对于岩石地段，开槽完成后滑模机同样适用；

3.2.不受铁路线型曲线影响，直线和曲线均可；

3.3.无钢筋骨架的T型排水沟，根据尺寸可厂家定制生产。

4.工艺原理

当混凝土通过机械进料斗进入推进器后，启动液压泵站、油缸作伸缩运动，由推进器将混凝土推进到渠道成型模外壁所形成的梯形空腔内，渠槽压顶也同时挤压成形，利用液压油缸的推力作用和附着式振动器对混凝土的连续振动，有效增强了梯形渠内混凝土的密实度。利用液压油缸推料产生挤压的反作用力设备在铺设的轨道上自行行走。一次成型，行进速度快。

5. 施工工艺流程及操作要点

5.1.测量放线：根据施工图纸，对施工段落水沟两侧边桩进行放样，每20m一桩，根据控制桩用白灰洒出水沟开挖线。

5.2.沟槽开挖：开挖采用定型挖斗，开挖前精确测量放线，精确的开挖是质量卡控的重点。

5.3.安设轨道：轨道是滑模行进的重要依靠对象，轨道的中线水平是质量卡控的重点。

5.4.设备就位：轨道安装后，吊运设备至轨道上，调整设备位置，就位准备前行。

5.5.设备前行：滑模机的行走为整个工法的核心部分，当混凝土通过机械进料斗进入推进器后，启动液压泵站、油缸作伸缩运动，由推进器将混凝土推进到渠道成型模外壁所形成的梯形空腔内，渠槽压顶也同时挤压成形，利用液压油缸的推力作用和附着式振动器对混凝土的连续振动，有效增强了梯形渠内混凝土的密实度。利用液压油缸推料产生挤压的反作用力自行行走。

5.6.人工抹面：为了提高成型面的光滑程度采用人工收面。

5.7.设置沉降缝

水沟每10m设置一道沉降缝，缝宽2cm，滑模机行进过程达到设置位置后（提前测量标记）开启液压切缝设备进行机械切缝。待混凝土经养护强度达到设计要求后，将沉降缝内多余混凝土凿除并用水冲洗干净，内侧10cm填塞沥青麻筋。

外侧10cm采用M10水泥砂浆填塞并勾出凹缝。

5.8.养生

收光完成后在混凝土表面覆盖塑料薄膜，养护期不得小于7天。

5.9.设备的转场

设备完工或中途更换施工场地需要吊运转场，采用吊车与平板车结合的吊运方式。

6.梯形水沟技术及质量要求

6.1.结构尺寸及位置：梯形水沟壁厚200mm、底宽400mm、沟深600mm，；梯形水沟距线路坡脚为2300mm。

6.2.结构尺寸偏差：

6.3.质量控制

线形及外观质量：梯形水沟顶面应抹平、收光，局部顶面高度一致，混凝土表面应平整。混凝土应密实，不得有蜂窝麻面现象，混凝土表面不得有汽泡孔洞，不得出现表面裂纹。整条梯形水沟成形后顶面线形应平顺，顶面左右外缘线直线段应直顺，曲线段线形应平顺。

6.3.1.中线的控制：

6.3.1.1轨道和滑模机设置在一条轴线。

6.3.1.2前进过程中通过滑模机前端液压控制装置随时调整中线。

6.3.2.水平控制

6.3.2.1.严格轨道基础增大接触面的承载力，垫设钢板。

6.3.2.2.严格控制轨道顶面标高。

7.投入的劳动力和设备

8.效益分析

该段落采用传统工法施工了200米，采用滑模施工工法施工了200米，两种工法对比明

8.1.共同点

都采用挖掘机特制料斗一次成型。

8.2.不同点

传统工法分两次浇筑，先浇筑底板再人工支模浇筑边墙，采用振捣棒进行振捣。由于才用的是泵送混凝土，待混凝土达到一定强度后方可拆模，受定制模板数量的影响，流水作业能力弱。

滑模工艺为先铺设轨道，滑模机在轨道上前行，底板边墙整体浇筑。开挖沟槽并安装轨道后可以实现连续作业，流水作业能力高。

传统工艺采用的是商品泵送砼罐车运输，轨道滑模才用的是干硬性砼斗车运输。

8.3.与传统工艺对比轨道滑模施工的优势

100m试验段传统工艺对比轨道滑模

8.5.结论

在效率方面按每天完成100m测算，传统工艺传统工艺平均每人每天可完成1.3米，滑模工艺可以达到平均每人每天5.8米，速度是传统工艺的4.5倍。

在经济方面，传统工法每完成100米水沟需要77个工天，而采用滑模工法只需要14工天。不考虑模板置办费和滑模置办费，人工费对比传统施工费用是轨道滑模机施工费用的4.5倍。

传统工艺现场施工机动性强，转场方便，滑模机转场需要吊车配合平板车运输。