淺談滑模攤鋪機施工牆式防撞護欄

淺談滑模攤鋪機施工牆式防撞護欄

王曉剛

（甘肅昶通公路養護科技有限公司甘肅蘭州730000）

【摘要】高速公路混凝土防撞護欄是一種矮牆式結構，主要防護原理是利用失控車輛碰撞其後爬高並轉向來吸收碰撞能量。防止衝向對向車道造成二次事故的發生。提升高速公路安全行車水平，優化道路行車環境，防止車輛越出路外的效果好，並具有維修費用少等優點。

【關鍵詞】模攤鋪機，牆式防撞護欄，提升安全

1、引言

利用滑模技術進行公路混凝土防撞護欄施工，是國外普遍採用的一種施工方法，並且國外大多采用履帶式混凝土滑模機進行鋪築，而在國內還極少應用。採用滑模施工的方法使得混凝土護欄實現快速成型及連續快速施工。機械化程度高，不需重複支模，節省勞動力和週轉材料，在大規模施工中，成本降低優勢尤為明顯; 施工速度快，便於養護維修工程的夜間施工時間短，在有限時間內的連續施工。滑模機為橡膠履帶自行式，攤鋪作業時對已完成的路面結構層不會造成損壞，近距離的工作面之間轉場快。連續施工完成條帶狀結構，整體性好，使工程質量得以顯著提高，同時更好地實現了曲線的圓順。

2、工程概況

G22青蘭高速公路是國家 “五縱七橫”主骨架連雲港至霍爾果斯公路（GZ45）在甘肅省境內的主要組成路段，也是蘭州市東出口彙集三條國道交通流的公路運輸大通道，也是蘭州連接天水、平涼地區的主通道。G22 青蘭高速 （柳忠段）K1857+284～K1862+220 段道路平均縱坡 2.85%，最大縱坡 4.68%，若遇雨雪天氣，大型運輸車輛在下坡急彎處極易衝過中分帶護欄造成嚴重的二次傷亡事故，自通車以來交通事故頻發，不僅對公眾生命財產帶來嚴重損失，同時存在的安全隱患也給交管部門及養護單位管理工作造成較大影響。

為提升高速公路安全行車水平，優化道路行車環境，根據全省十條隱患路段整改要求，由甘肅省公路發展集團甘肅昶通公路養護科技有限公司對G22青蘭高速公路蘭州東長下坡(和平收費站至蘭州東收費站)路段實施中央牆式防撞護欄改造施工。

本項目鋼筋混凝土防撞護欄改造單幅設計總長度7666m,牆身高度1.2m。具體施工作業流程：拆除原波形樑護欄板、拔出原鋼管立柱→挖除樹木、路緣石、土方→10%石灰土夯填→鋼管立柱打入→現澆C30混凝土枕樑→鋼筋籠安裝及焊接→C30混凝土護欄滑模攤鋪→現澆C30混凝土支撐塊→現澆C20混凝土調平層→填芯砂礫→安裝附着式輪廓標→安裝防眩板。

由於該項目所處地段車流量較大，白天施工難免會造成較大面積交通擁堵，省廳局要求採取夜間錯峯施工方案，且由於該路段位於蘭州市東崗物流園區境內，大、中型載貨汽車甚多，由一路四方會議最終決定每晚凌晨1:00-7:00封閉施工。因此，面對如此緊張的施工時間段，為儘可能提前完成建設任務，儘早消除安全隱患，恢復道路正常通行，甘肅昶通公路養護科技有限公司通過和建設單位、設計單位協商，徵得了上級單位的同意後，變更調整施工方案，採用了滑模機施工技術。該方案為1.2米高防撞護欄一次性成型技術，屬甘肅首例。

3、混凝土防撞護欄滑模施工特點

高速公路混凝土防撞護欄是一種矮牆式結構，主要防護原理是利用失控車輛碰撞其後爬高並轉向來吸收碰撞能量。防止衝向對向車道造成二次事故的發生。該種護欄防止車輛越出路外的效果好，並具有維修費用少的優點。利用滑模技術進行公路混凝土防撞護欄施工，是國外普遍採用的一種施工方法，並且國外大多采用履帶式混凝土滑模機進行鋪築，而在國內還極少應用。混凝土護欄具有一定的垂直高度( 一般80cm-120 cm左右) ，要實現混凝土的快速成型及連續快速施工，對混凝土的配製和施工工藝都有很高的要求。我公司本次所實施的是垂直高度為1.2米的鋼筋混凝土防撞牆滑模技術。目前屬甘肅首例大規模應用於養護維修工程。

3.1機械化程度高，不需重複支模，節省勞動力和週轉材料，在大規模施工中，成本降低優勢尤為明顯; 施工速度快，便於養護維修工程的夜間施工時間短，在有限時間內的連續施工。

3.2滑模機為柴油動力、橡膠履帶自行式，攤鋪作業時對已完成的路面結構層不會造成損壞，近距離的工作面之間轉場快。連續施工完成條帶狀結構，整體性好，使工程質量得以顯著提高，同時更好地實現了曲線的圓順。

4、施工工藝

滑模機施工混凝土護欄是通過混凝土的連續供應，滑模機沿着已掛好的導線連續行走，混凝土經模具內的附着式振搗器振搗並經模具的擠壓從出口連續產出而成型。該工藝的核心技術在於混凝土配合比的確定及施工配合比的控制、滑模機工作參數的確定: ①首先應保證混凝土的強度滿足設計要求。②較小的坍落度有助於混凝土的成型。③選擇合適的砂率有助於混凝土表面平整度和光潔度。④調整較為合理的行走速度，一般控制在0.5 ～ 1m/min 、振搗等級、模具傾角等參數。

5、材料、配合比、施工設備及機具

5.1 材料

1) 水泥：普通硅酸鹽水泥，每立方混凝土最小水泥用量≥300kg。

2) 砂：洛杉磯磨耗≤30，砂當量≥75。本項目採用中砂加毛砂來控制砂率參數。

3) 中、粗骨料含泥量≤2%，洛杉磯磨耗≤40，微狄法爾磨耗≤35。

4) 拌合用水符合規範要求。

5) 適量加入外加劑。

6) 鋼筋Ф10和Ф16螺紋鋼。

5.2 配合比

配合比的合理選擇是滑模攤鋪工藝成敗的關鍵。為此，在施工前應根據設計要求、滑模機生產廠家提供的有關配合比資料和其他單位使用的配合比相關資料，經過試驗室的多次試配和路外試驗段的攤鋪，最終確定所使用的材料和配合比。配合比和使用的材料一旦確定就不能隨意更換，且混凝土在拌和時要嚴格控制各種材料的摻量。

5.3 施工機具

1) 主要機械：多功能滑模攤鋪機、混凝土運輸車、小型挖掘機、混凝土拌合站及小型機具等。

2) 需配備的小型機具①滑模機接料斗下的苫布( 為防止污染瀝青混凝土路面而設，運輸車就位後，掛於車後架並隨車移動) ;②修補護欄頂陽角的角形抹具; ③專門加工的切割伸縮縫和切縫用的曲尺( 尺身形狀與護欄側面吻合) ; ④跨在混凝土護欄上的鋼夾具，以防大風吹落養護布;⑤路面清掃用具。

6、施工組織及人員安排

6.1人員安排

每台滑模攤鋪機應配備1 個專業班組，其中包括:現場指揮調度人員1 名、機械操作手1 名、測量掛線人員1名、熟練瓦工及普工6名。

6.2施工組織

1) 所有施工人員在施工前應經過專業培訓，尤其是機械操作手。

2) 防撞牆施工前應在路外做試驗段，取得成功的技術參數、組織參數、通病防治辦法後，才可正式全面展開。

3) 施工中，現場管理人員要經常觀察乾硬性混凝土質量情況，關注混凝土供應情況，如出現異常及時與拌合站聯繫調整; 前、後場之間的聯繫必須安排固定人員，不得隨意指揮; 安排專人經常查看導線方向與高度、隨時測量護欄頂面高度，出現異常及時調整。

4）拌合站的選址宜選擇在距施工地點較近的場地，保證混凝土的水分散失不能過快，每次施工前必須嚴格計算控制混凝土拌合開始時間，做到前後場緊密銜接。

7、施工工藝流程及操作要點

7.1測量定位、導線設置

1) 沿原路線中心線，在已完成的混凝土枕樑上用鋼尺進行定線定點，一般每4m 設置1 個標樁，並經現場監理籤認，作為施工放樣的依據。

2) 以標樁為依據，經計算在距離混凝土護欄70cm左右於瀝青混凝土面或路肩地面打孔( 採用電鑽) ，用於固定導線支架。直線段支架間距不超過10m，曲線段( 平、豎曲線) 間距不超過5m。

3) 導線掛在支架橫杆上，橫杆可以在立柱上做水平與垂直移動，通過調整橫杆使導線與混凝土護欄之間的水平、垂直距離為定值( 一般水平間距50cm 左右; 垂直向低於護欄頂20cm 左右）。

7.2滑模機就位對正鋼筋接長安裝

1) 滑模機自行初步就位，調整模具高程與水平，使之符合設計位置，擰緊螺栓固定。

2) 調整傳感器使之靠緊導線，固定傳感器，滑模機就位對正完畢。

7.3混凝土拌制與運輸

1) 混凝土坍落度不能超過標準坍落度± 1cm; 理論配合比確定後還要經過現場試驗微調，使混凝土能夠成型且無麻點、垂直開裂等缺陷。

2) 混凝土採用強制性攪拌機在拌合站集中拌制。

3) 混凝土可採用混凝土罐車或加設簡易溜槽的自卸卡車，由於混凝土坍落度較小，一般罐車的混凝土進出罐困難，因此採用罐車運輸時應選擇馬力大、罐內葉片少、出料時混凝土罐轉速快的罐車。為保證混凝土的連續供應，公司為本項目特別購置了一台1000型混凝土拌合機，運輸採用了10m3自卸汽車，配合小型挖掘機卸料的方式。

4）鋼筋籠安裝及焊接

滑模施工對鋼筋安裝的要求極為嚴格，這也是滑模施工的控制要點。當鋼筋籠採用綁紮安裝時，由於混凝土的水平推力使鋼筋發生傾斜位移，使得混凝土在攤鋪後鋼筋回位產生裂縫。所以本項目將鋼筋在路外加工廠統一加工成長4m的鋼筋網，由平板運輸車運送至施工現場進行焊接拼裝。再利用打入地下的鋼管立柱，將鋼筋網與立柱焊接成整體，保證了鋼筋籠的整體性。安裝鋼筋網之前必須掛線安裝，保證其線性和直順度符合施工要求。

7.4混凝土護欄滑模機施工

1) 啟動滑模機。

2) 接料斗連續接料，並通過螺旋輸送裝置傳至振動箱及模具內。

3) 混凝土經振搗，( 隨着滑模機的行走) 變截面的模具對混凝土的擠壓作用後產出成型。

4) 緊隨滑模機之後應配備熟練抹灰工對混凝土的局部缺陷進行修復。

7.5設置伸縮縫、切縫、泄水孔等

1) 伸縮縫、切縫及過水洞的設置時機應經試驗確定，設置過早易造成護欄混凝土下沉變形，設置過晚混凝土硬化使得操作困難。

2) 伸縮縫每隔20m 設置1 道。伸縮逢的設置寬度為2cm，建議根據施工時的季節温度確定縫寬。伸縮縫採Ф50mm不鏽鋼鋼管內穿Ф32mm圓鋼作為傳力杆，每個伸縮縫斷面共設置八根傳力杆。切縫深4cm，寬20mm。採用曲尺定位、切割機切割並修邊。假縫每5m切開一道即可。

7.6養護

混凝土養護採用水車灑水並覆蓋養護布，灑水養護≥7d。覆蓋養護布養護的初始時間，以不使混凝土表面出現壓痕為準。由於本項目為夜間施工，白天恢復正常通行的高速公路，為保證混凝土強度達到設計要求，本項目採用了灑水車外加滴管養生的方法，保證養護到位。

7.7其他

施工縫( 混凝土中斷超過1.5h) 必須垂直設置，鋼筋伸出已施工混凝土面至少1m，以保證在接縫時的搭接; 要採取各種必要措施，加強對瀝青混凝土路面的保護，儘量降低對瀝青混凝土表面的污染( 尤其是散落的水泥漿) 。

8、質量控制

1) 施工前，要仔細核對防撞護欄平面佈置圖和相關詳圖。

2) 混凝土強度滿足設計要求: 施工配合比一經確定，混凝土原材料不得隨意更換，每次開盤前做好骨料含水率測定; 在現場不允許採取向混凝土中加水的方法來改變混凝土的工作性能。

3) 位置、標高、幾何形狀等的偏差符合規範及設計規定。在防撞護欄稜面和所有平面上，不應該出現坑窪和鼓包，3m 直尺測量平整度≤5mm。

4) 線條順直或圓順，色澤均勻一致; 混凝土表面不應有蜂窩麻面、裂紋、脱皮、缺稜掉角。

5) 混凝土表面切縫應間距一致; 切痕垂直路面，切邊整潔美觀; 切縫要保證深度，以使混凝土縱向收縮時產生的温度裂紋，儘可能地發生在切縫處。

9、安全管理措施

本項目設置專職安全員2名，安全指揮員35名。

1) 明確管理職責和責任，嚴格落實安全生產責任制及一崗雙責制。結合本次養護維修工程的實際情況，項目部設立安全管理組織機構，項目經理作為安全生產第一責任人，全面負責和管理本次養護維修工程安全生產工作，項目總工主要負責施工現場安全管理和組織工作，質檢負責人主要負責拌和場及後場安全生產管理和協調等工作，做到分工明確，責任到人，層層落實，不留死角。施工現場設專職安全員1名，安全指揮員8名，負責本施工作業面的安全管理工作，包括車輛分流點車輛的安全疏導和引導，安全作業區佈設，進出場安全設施擺放和撤除，機械轉場，施工人員和機械操作人員不安全行為的糾正和指導，現場安全隱患的排查等。施工作業組組長全面負責作業現場的安全生產活動，及時發現並糾正人員、車輛、機械設備的各種不安全因素，把影響安全生產的各種隱患消除在萌芽狀態。

2) 嚴格開展施工人員的安全教育和安全培訓工作

嚴格按照相關安全生產管理規定及設計要求進行安全技術交底，開工前進行三級安全教育培訓，定期召開安全分析會議，定期不定期地進行安全教育培訓，每天崗前安全教育培訓制度化、常態化。

3) 加強人員施工現場安全管理。施工人員必須穿着統一的安全標誌服、戴標誌帽，服從現場安全員的管理指揮。工間休息時要遠離施工區域。施工人員必須在施工作業區內活動，不得擅離作業區，不得隨意橫跨、穿行公路。安全指揮員須着醒目的安全標誌服、佩戴袖標、手持指揮旗、佩戴口哨等方可上崗作業。

規範施工機械、車輛、設備的安全管理。車輛手續必須齊全合法（駕駛證、行車證、駕駛員身份證、運營證、購買保險發票等），車輛要求購買車輛強制險、商業險（包括第三者責任險和車損險），商業險中第三者責任險保額不低於一百萬元，車損險保額不低於車輛購買價格。機械設備操作人員應當嚴格按照機械設備安全操作規程和制度來進行施工作業，非專業操作人員不得操作專用設備。施工機械安裝倒車雷達及倒車影像，粘貼醒目反光標識。

4) 加強規範交通分流點和現場施工作業區的安全管理。各種標誌標牌的擺放和相隔距離都嚴格按照公路養護安全技術規範進行。每一塊標牌的擺放都由專職安全員親自監督和檢查， 錐筒擺放線型直順、間距合理。儘量做到正規、規範。佈設時把上游過渡區和緩衝區的設置作為重點，增加天蠍防撞設施、雷達測速屏、長排示警爆閃燈等醒目交安設施，固定安全指揮人員，一旦有車輛闖入，及時通過對講機通知施工區人員採取有效措施，上行下坡分流點設置各種減速標誌，在通車的行車道設置震盪標線等減速設施，已達到下坡路段車輛慢行通過的目的。每一個交通分流點至少安排二名安全指揮員，每一個施工點至少設一名安全指揮員，負責現場交通疏導，維護現場交通秩序，安全指揮員應經過培訓，掌握交通法規和如何快速、有效地指揮交通，處理突發的交通狀況。專職安全員和安全指揮員及時巡查、維護現場設置的交通安全管理設施。

10、環保措施

控制行車揚塵，混凝土運輸車每次運輸前必須清理輪胎，經過居民區時減少車輛鳴笛，禁止油料泄露，每次施工完成後混凝土罐車的清洗應到指定地點進行。

11、結語

隨着社會的快速發展，用新設備、新材料、新技術代替勞動力已迫在眉睫，將滑模施工技術廣泛運用於養護維修工程的施工非常有利。既節省了勞動力和週轉材料，在大規模施工中，大大降低了成本; 而且施工速度快，尤其針對於養護維修工程的夜間施工時間短，可在有限時間內連續施工。滑模機為橡膠履帶自行式，攤鋪作業時對已完成的路面結構層不會造成損壞，近距離的工作面之間轉場快。連續施工整體性好，同時更好地實現了曲線的圓順。使工程內在質量以及外觀質量得以顯著提高。

【參考文獻】

【1】 貝佳亞港口-東西高速公路哈尼夫互通連接線第三標段一工區《防撞護欄滑模施工案》

【2】G22青蘭高速公路柳忠段中分帶護欄改造工程施工圖設計。