巴基斯坦M4高速公路项目中央隔离墩滑模施工技术

发布日期：2015-03-31来源：中国水利电力对外公司编辑：宋珍珍

[摘要]

　　吴小伟 李志力 董文婷

　　(中国水利电力对外公司，北京，100120)

　　摘要：本文结合巴基斯坦M4高速公路项目中央隔离墩滑模施工的具体实例，对滑模摊铺机的施工工艺、滑模混凝土的特性、配合比设计以及滑模摊铺施工中的控制方法进行了分析和探讨，为在国内外其他同类项目中的推广使用积累了一些值得借鉴的经验方法。

　　关键词：中央隔离墩;滑模摊铺机;滑模混凝土配合比设计;施工工艺;控制方法

　　1前言

　　巴基斯坦M4高速公路项目P-1标段位于巴基斯坦旁遮普省，距首都伊斯兰堡约300公里。该项目为双向四车道的全封闭高速公路，全长58.2公里。双向车道之间由中央隔离墩分隔，采取滑模摊铺机进行现浇施工。

　　滑模混凝土施工工艺有别于传统混凝土，其对混凝土各项性能指标及现场施工要求都各有特点[1~3]，现结合M4高速公路项目施工的实际情况，简要介绍滑模混凝土摊铺施工中应注意的一些问题。

　　2滑模混凝土的应用范围、机型介绍

　　滑模混凝土是一种新施工工艺生产的混凝土，是用滑模摊铺机振实后连续摊铺成形的一种隔离墩混凝土，在国外高速公路施工中已经是一个比较成熟的施工方法和工艺，用于替代高速公路常用的波形钢护栏隔离设施[4]。滑模混凝土摊铺机一般由进料斗、输料带、搅拌振动仓、成型滑模等部件组成。而其行走系统一般由尼龙板覆盖的履带组成，履带一般2~4条，其中以2条履带的滑模混凝土摊铺机较为常见。其工作方式与沥青混凝土摊铺机相同[5]，即混凝土搅拌运输车直接把混凝土卸入滑模摊铺机的进料斗中，经由输料带向上方传输进入搅拌振动仓内，再由螺杆挤压输送至滑模模具中，设计好的模具装在机器后端。这样滑模机在连续不断前进的同时，一道混凝土隔离墩随后成型完备。

　　M4高速公路项目中央隔离墩施工采用美国GOMACO公司生产的GT-6200型双履带混凝土滑模摊铺机，结构紧凑，实用性强，工作速度0.5~1.0 m/min，行走速度0~20 m/min。(如图1所示)

　　图1 M4高速公路项目使用的滑模摊铺机 

　　3滑模混凝土的特点

　　滑模混凝土主要特点是：混凝土粘聚性好、坍落度低(一般施工现场要求坍落度在20~30 mm之间)。坍落度太大，混凝土成型后不能保持形状，会产生变形甚至坍塌。坍落度太小，混凝土搅拌运输车在卸料时将会非常困难，而且对滑模摊铺机的振捣能力也是一种考验，有可能导致成型混凝土的内部出现孔洞，表面出现较大的蜂窝麻面，生产出不合格的混凝土产品。滑模混凝土粘聚性一定要好，这样才能顺利滑模成型，保持形状，直至凝结硬化，否则容易导致混凝土隔离墩被拉裂，在凝结硬化前倾斜松散或崩塌。滑模混凝土施工工艺可以连续摊铺隔离墩混凝土，效率非常高，每班次可摊铺200m左右的隔离墩混凝土，比预制厂预制生产混凝土隔离墩效率要高很多，而且不占用预制场地，不需要吊装二次转运安装等施工环节。比波形钢护栏隔离设施的维护费要低，经济适用，被不法分子偷盗而造成破坏的风险也要小很多。

　　4原材料的选取

　　4.1水泥

　　项目采用巴基斯坦当地生产的Maple Leaf 42.5水泥，相当于国内425号普通硅酸盐水泥。本项目实践表明，水泥细度不宜过细或过粗，太细不利于长距离运输，且用水量偏大，混凝土太粘;过粗则容易泌水。在水泥用量上，除混凝土强度要求外，还必须保证混凝土具有一定的粘度，且混凝土表面要保持光洁，不能松散、塌陷。但是，水泥用量太大会造成混凝土表面水泥浆过多，容易形成褶皱和裂缝，并且导致混凝土粘度增加进而对滑模施工造成不利影响。

　　4.2外加剂

　　结合M4项目实践，为了增加混凝土和易性及加快滑模机的摊铺速度，应考虑掺加一定量的早强剂。本项目选用的是由SIKA公司生产的P200型混凝土早强剂。

　　4.3砂子

　　一般而言，混凝土用砂尽可能选用中砂，本项目通过试验发现，当粗骨料为碎石时，且在水泥用量较大的情况下，砂率可以高些，这样混凝土更容易成型，不会出现泌水现象，还可以适当改善混凝土的粘聚性，使混凝土不至于太粘或太散，当滑模机振动较大时混凝土不至于分层离析。

　　4.4石子

　　在石子的用量和粒径选择上，石子不宜过大、过多，否则容易造成混凝土的离析，且成型较难，容易崩塌;但是用量也不宜过少，石子过少会造成混凝土骨架难以成型，成型好的混凝土很容易出现鼓肚和塌陷现象[6]。在本项目实际施工中，根据隔离墩尺寸，选用粒径为5~10 mm和10~20 mm的两种碎石混合而成，其筛分结果如表1所示。

　　表1 M4项目隔离墩混凝土碎石筛分结果

　　5混凝土配合比设计

　　根据M4项目施工技术规范要求，隔离墩混凝土强度为25 MPa，浇筑时混凝土坍落度为20~30mm。通过计算，本项目所采用的灰水比(C/W)为2.04。砂、石用量的确定是依据滑模施工的特点，结合规范设计要求及混凝土强度要求，根据砂、石表观密度，计算各种骨料的用量，使配合比中的骨料用量满足设计和施工要求。

　　通过拌合站试验，并结合试验阶段的施工检验，确定混凝土的配合比如表2所示，其中砂、石骨料均以干燥状态计。

　　表2 M4项目中央隔离墩混凝土配合比 单位：kg/m3

　　6中央隔离墩滑模混凝土摊铺施工的工艺流程

　　M4项目中央隔离墩滑模摊铺机施工的流程如图2所示：

　　图2 M4高速公路项目中央隔离墩施工工艺流程

　　7施工控制方法与原则

　　在M4高速公路项目中央隔离墩的具体施工过程中，主要遵循以下方法和原则：

　　(1)控制标高的钢缆线要牢固、精确[7]，钢缆线要平直顺滑，特别是圆弧段不能出现急剧变化，否则不但影响外观质量，还会使得混凝土隔离墩被拉裂。滑模摊铺机施工钢缆线布置如图3所示。

　　图3 滑模摊铺机施工钢缆线布置

　　(2)混凝土拌合时间应适当增加1~2分钟，从而使混凝土充分均匀。

　　(3)本项目根据现场施工实际情况，采用自卸车运输混凝土，并配备一台轮式反铲车将混凝土送至滑模机的搅拌振动仓内，再由滑模机进行摊铺作业，这样就由三台设备协调配合来完成中央隔离墩的浇筑。混凝土自卸车每车车运量不应超过8方，以免产生混凝土等待时间过长，坍落度损失过大等问题。同时应增加自卸车的数量，以保证混凝土的连续供应，一台滑模摊铺机至少要配备3~4辆混凝土自卸车，还应随着运输距离的增加而适当增加。M4项目中央隔离墩施工现场机械配置如图4所示。

　　图4 中央隔离墩施工现场机械配置

　　(4)在滑模摊铺机正式施工前应进行试验段摊铺，以成型后的混凝土隔离墩不出现塌边、麻面、侧面鼓肚、砂浆流挂、高度改变等为基本要求。M4项目成型后的混凝土隔离墩如图5所示。

　　图5 成型后的混凝土隔离墩

　　(5)混凝土浇注时坍落度最好应控制在30mm以下，这种条件下成型后的混凝土光洁度最好。

　　(6)混凝土维勃稠度不应超过15秒，在这种情况下，混凝土外观湿润，用手可以捏成团，混凝土也不会明显发亮，相当于黏土达到塑性的状态;超过该阈值时，混凝土则会松散，难以成型。

　　(7)隔离墩浇筑时应连续，为此应始终保持滑模机和隔离墩平行，操作手需根据混凝土坍落度情况，调整振动棒激振频率和滑模机行驶速度，尽可能使混凝土平顺地从模具中滑出，避免产生侧向挤压。

　　(8)混凝土坍落度不能有较大的变动，成型后的混凝土隔离墩，应每隔6m做一条假缝(切割深度5cm左右)，每隔60m设一条伸缩缝，然后用麻袋片覆盖成型后的隔离墩养护7天，应注意保持麻袋片湿润。M4项目养护中的混凝土隔离墩如图6所示。

　　图6 养护中的混凝土隔离墩

　　(9)由于养护不及时，养护时间过短等原因，隔离墩混凝土凝结硬化后容易产生塑性干缩裂缝，这在混凝土施工中属于一种通病[8]，本项目可以通过适当缩短伸缩缝的间距来减少裂缝的产生。

　　8结语

　　本项目通过对混凝土配合比设计的各项材料进行分析，结合施工规范要求，合成滑模混凝土骨料的最优曲线，以及混凝土胶凝材料的最佳用量，确保了中央隔离墩滑模摊铺施工的正常进行。同时合理控制摊铺机的各项工作参数，使得M4项目中央隔离墩混凝土无论从质量还是外观，都达到了很好的效果，获得了业主及咨询的一致肯定。

　　在现代化施工中，施工工艺及相应配套设施的紧密配合对工程质量有决定性的影响。我公司在巴基斯坦M4高速公路项目中采用国内并不常见的中央隔离墩滑模混凝土摊铺技术，这种工艺与传统施工方法相比更先进，具有自动化程度高、简便不需要模板、进度快捷等优势，同时能保证成型后的隔离墩线条美观顺直，且可以节省大量人力、物力的投入，为国内外其他同类型项目的推广使用积累了一些值得借鉴的经验与方法。

　　参考文献：

　　[1] 石程华.滑模混凝土配合比优化设计[J].合肥工业园大学学报(自然科学版)，2002,25(4):41—45.

　　[2] 蔡浪平，疑海涛.高等级公路滑模施工中混凝土原材料技术控制[J].公路交通科技(应用技术版)，2006(4):104—107.

　　[3] 牟宏远，杨和生.滑模混凝土的出模强度[J].工业建筑，1986(5):25—29.

　　[4] 陈显荣，王珂，陈国华.美国公路护栏设计[J].河南交通科技，1994(2):28—40.

　　[5] 杨再宇，许峰.滑模摊铺机在水泥混凝土路面施工中的应用技术[J].黑龙江交通科技，2002(10):83—89.

　　[6] 王雨利，管学茂，潘启东，等.粗骨料颗粒级配对混凝土强度的影响[J].焦作工学院学报(自然科学版)，2004,23(3):71—73.

　　[7] 李志强.滑模摊铺机DBA混凝土隔离墩施工应用[J].建筑工程，2012(10):229—230.

　　[8] 唐国庆.混凝土养护中的常见问题与对策[J].浙江水利科技，2014(1):61—62.

　　Construction Technology of Slip-Form Pavement of Median Barrier in Pakistan Motorway M-4 Project

　　WU Xiaowei LI Zhili DONG Wenting

　　(China International Water & Electric Corp., Beijing, 100120)

　　Abstract: Based on the case study of slip-form pavement of median barrier in Pakistan Motorway M-4 project, the construction technology of slip-form paver, characteristic of slip-form concrete, design of concrete mix and Method of Quality control have been analyzed and discussed, which provides some valuable empirical approach for popularization in other similar projects at home and abroad.

　　Key Words: Median Barrier; Slip-Form Paver; Design of Slip-Form Concrete Mix; Construction Technology; Method of Quality Control

　　(作者简介：吴小伟，男，工程师(工学硕士)，主要从事国际承包项目工程管理工作。)

 

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