浅谈滑模摊铺机施工墙式防撞护栏

浅谈滑模摊铺机施工墙式防撞护栏

王晓刚

（甘肃昶通公路养护科技有限公司甘肃兰州730000）

【摘要】高速公路混凝土防撞护栏是一种矮墙式结构，主要防护原理是利用失控车辆碰撞其后爬高并转向来吸收碰撞能量。防止冲向对向车道造成二次事故的发生。提升高速公路安全行车水平，优化道路行车环境，防止车辆越出路外的效果好，并具有维修费用少等优点。

【关键词】模摊铺机，墙式防撞护栏，提升安全

1、引言

利用滑模技术进行公路混凝土防撞护栏施工，是国外普遍采用的一种施工方法，并且国外大多采用履带式混凝土滑模机进行铺筑，而在国内还极少应用。采用滑模施工的方法使得混凝土护栏实现快速成型及连续快速施工。机械化程度高，不需重复支模，节省劳动力和周转材料，在大规模施工中，成本降低优势尤为明显; 施工速度快，便于养护维修工程的夜间施工时间短，在有限时间内的连续施工。滑模机为橡胶履带自行式，摊铺作业时对已完成的路面结构层不会造成损坏，近距离的工作面之间转场快。连续施工完成条带状结构，整体性好，使工程质量得以显著提高，同时更好地实现了曲线的圆顺。

2、工程概况

G22青兰高速公路是国家 “五纵七横”主骨架连云港至霍尔果斯公路（GZ45）在甘肃省境内的主要组成路段，也是兰州市东出口汇集三条国道交通流的公路运输大通道，也是兰州连接天水、平凉地区的主通道。G22 青兰高速 （柳忠段）K1857+284～K1862+220 段道路平均纵坡 2.85%，最大纵坡 4.68%，若遇雨雪天气，大型运输车辆在下坡急弯处极易冲过中分带护栏造成严重的二次伤亡事故，自通车以来交通事故频发，不仅对公众生命财产带来严重损失，同时存在的安全隐患也给交管部门及养护单位管理工作造成较大影响。

为提升高速公路安全行车水平，优化道路行车环境，根据全省十条隐患路段整改要求，由甘肃省公路发展集团甘肃昶通公路养护科技有限公司对G22青兰高速公路兰州东长下坡(和平收费站至兰州东收费站)路段实施中央墙式防撞护栏改造施工。

本项目钢筋混凝土防撞护栏改造单幅设计总长度7666m,墙身高度1.2m。具体施工作业流程：拆除原波形梁护栏板、拔出原钢管立柱→挖除树木、路缘石、土方→10%石灰土夯填→钢管立柱打入→现浇C30混凝土枕梁→钢筋笼安装及焊接→C30混凝土护栏滑模摊铺→现浇C30混凝土支撑块→现浇C20混凝土调平层→填芯砂砾→安装附着式轮廓标→安装防眩板。

由于该项目所处地段车流量较大，白天施工难免会造成较大面积交通拥堵，省厅局要求采取夜间错峰施工方案，且由于该路段位于兰州市东岗物流园区境内，大、中型载货汽车甚多，由一路四方会议最终决定每晚凌晨1:00-7:00封闭施工。因此，面对如此紧张的施工时间段，为尽可能提前完成建设任务，尽早消除安全隐患，恢复道路正常通行，甘肃昶通公路养护科技有限公司通过和建设单位、设计单位协商，征得了上级单位的同意后，变更调整施工方案，采用了滑模机施工技术。该方案为1.2米高防撞护栏一次性成型技术，属甘肃首例。

3、混凝土防撞护栏滑模施工特点

高速公路混凝土防撞护栏是一种矮墙式结构，主要防护原理是利用失控车辆碰撞其后爬高并转向来吸收碰撞能量。防止冲向对向车道造成二次事故的发生。该种护栏防止车辆越出路外的效果好，并具有维修费用少的优点。利用滑模技术进行公路混凝土防撞护栏施工，是国外普遍采用的一种施工方法，并且国外大多采用履带式混凝土滑模机进行铺筑，而在国内还极少应用。混凝土护栏具有一定的垂直高度( 一般80cm-120 cm左右) ，要实现混凝土的快速成型及连续快速施工，对混凝土的配制和施工工艺都有很高的要求。我公司本次所实施的是垂直高度为1.2米的钢筋混凝土防撞墙滑模技术。目前属甘肃首例大规模应用于养护维修工程。

3.1机械化程度高，不需重复支模，节省劳动力和周转材料，在大规模施工中，成本降低优势尤为明显; 施工速度快，便于养护维修工程的夜间施工时间短，在有限时间内的连续施工。

3.2滑模机为柴油动力、橡胶履带自行式，摊铺作业时对已完成的路面结构层不会造成损坏，近距离的工作面之间转场快。连续施工完成条带状结构，整体性好，使工程质量得以显著提高，同时更好地实现了曲线的圆顺。

4、施工工艺

滑模机施工混凝土护栏是通过混凝土的连续供应，滑模机沿着已挂好的导线连续行走，混凝土经模具内的附着式振捣器振捣并经模具的挤压从出口连续产出而成型。该工艺的核心技术在于混凝土配合比的确定及施工配合比的控制、滑模机工作参数的确定: ①首先应保证混凝土的强度满足设计要求。②较小的坍落度有助于混凝土的成型。③选择合适的砂率有助于混凝土表面平整度和光洁度。④调整较为合理的行走速度，一般控制在0.5 ～ 1m/min 、振捣等级、模具倾角等参数。

5、材料、配合比、施工设备及机具

5.1 材料

1) 水泥：普通硅酸盐水泥，每立方混凝土最小水泥用量≥300kg。

2) 砂：洛杉矶磨耗≤30，砂当量≥75。本项目采用中砂加毛砂来控制砂率参数。

3) 中、粗骨料含泥量≤2%，洛杉矶磨耗≤40，微狄法尔磨耗≤35。

4) 拌合用水符合规范要求。

5) 适量加入外加剂。

6) 钢筋Ф10和Ф16螺纹钢。

5.2 配合比

配合比的合理选择是滑模摊铺工艺成败的关键。为此，在施工前应根据设计要求、滑模机生产厂家提供的有关配合比资料和其他单位使用的配合比相关资料，经过试验室的多次试配和路外试验段的摊铺，最终确定所使用的材料和配合比。配合比和使用的材料一旦确定就不能随意更换，且混凝土在拌和时要严格控制各种材料的掺量。

5.3 施工机具

1) 主要机械：多功能滑模摊铺机、混凝土运输车、小型挖掘机、混凝土拌合站及小型机具等。

2) 需配备的小型机具①滑模机接料斗下的苫布( 为防止污染沥青混凝土路面而设，运输车就位后，挂于车后架并随车移动) ;②修补护栏顶阳角的角形抹具; ③专门加工的切割伸缩缝和切缝用的曲尺( 尺身形状与护栏侧面吻合) ; ④跨在混凝土护栏上的钢夹具，以防大风吹落养护布;⑤路面清扫用具。

6、施工组织及人员安排

6.1人员安排

每台滑模摊铺机应配备1 个专业班组，其中包括:现场指挥调度人员1 名、机械操作手1 名、测量挂线人员1名、熟练瓦工及普工6名。

6.2施工组织

1) 所有施工人员在施工前应经过专业培训，尤其是机械操作手。

2) 防撞墙施工前应在路外做试验段，取得成功的技术参数、组织参数、通病防治办法后，才可正式全面展开。

3) 施工中，现场管理人员要经常观察干硬性混凝土质量情况，关注混凝土供应情况，如出现异常及时与拌合站联系调整; 前、后场之间的联系必须安排固定人员，不得随意指挥; 安排专人经常查看导线方向与高度、随时测量护栏顶面高度，出现异常及时调整。

4）拌合站的选址宜选择在距施工地点较近的场地，保证混凝土的水分散失不能过快，每次施工前必须严格计算控制混凝土拌合开始时间，做到前后场紧密衔接。

7、施工工艺流程及操作要点

7.1测量定位、导线设置

1) 沿原路线中心线，在已完成的混凝土枕梁上用钢尺进行定线定点，一般每4m 设置1 个标桩，并经现场监理签认，作为施工放样的依据。

2) 以标桩为依据，经计算在距离混凝土护栏70cm左右于沥青混凝土面或路肩地面打孔( 采用电钻) ，用于固定导线支架。直线段支架间距不超过10m，曲线段(平、竖曲线) 间距不超过5m。

3) 导线挂在支架横杆上，横杆可以在立柱上做水平与垂直移动，通过调整横杆使导线与混凝土护栏之间的水平、垂直距离为定值( 一般水平间距50cm 左右; 垂直向低于护栏顶20cm 左右）。

7.2滑模机就位对正钢筋接长安装

1) 滑模机自行初步就位，调整模具高程与水平，使之符合设计位置，拧紧螺栓固定。

2) 调整传感器使之靠紧导线，固定传感器，滑模机就位对正完毕。

7.3混凝土拌制与运输

1) 混凝土坍落度不能超过标准坍落度± 1cm; 理论配合比确定后还要经过现场试验微调，使混凝土能够成型且无麻点、垂直开裂等缺陷。

2) 混凝土采用强制性搅拌机在拌合站集中拌制。

3) 混凝土可采用混凝土罐车或加设简易溜槽的自卸卡车，由于混凝土坍落度较小，一般罐车的混凝土进出罐困难，因此采用罐车运输时应选择马力大、罐内叶片少、出料时混凝土罐转速快的罐车。为保证混凝土的连续供应，公司为本项目特别购置了一台1000型混凝土拌合机，运输采用了10m3自卸汽车，配合小型挖掘机卸料的方式。

4）钢筋笼安装及焊接

滑模施工对钢筋安装的要求极为严格，这也是滑模施工的控制要点。当钢筋笼采用绑扎安装时，由于混凝土的水平推力使钢筋发生倾斜位移，使得混凝土在摊铺后钢筋回位产生裂缝。所以本项目将钢筋在路外加工厂统一加工成长4m的钢筋网，由平板运输车运送至施工现场进行焊接拼装。再利用打入地下的钢管立柱，将钢筋网与立柱焊接成整体，保证了钢筋笼的整体性。安装钢筋网之前必须挂线安装，保证其线性和直顺度符合施工要求。

7.4混凝土护栏滑模机施工

1) 启动滑模机。

2) 接料斗连续接料，并通过螺旋输送装置传至振动箱及模具内。

3) 混凝土经振捣，( 随着滑模机的行走) 变截面的模具对混凝土的挤压作用后产出成型。

4) 紧随滑模机之后应配备熟练抹灰工对混凝土的局部缺陷进行修复。

7.5设置伸缩缝、切缝、泄水孔等

1) 伸缩缝、切缝及过水洞的设置时机应经试验确定，设置过早易造成护栏混凝土下沉变形，设置过晚混凝土硬化使得操作困难。

2) 伸缩缝每隔20m 设置1 道。伸缩逢的设置宽度为2cm，建议根据施工时的季节温度确定缝宽。伸缩缝采Ф50mm不锈钢钢管内穿Ф32mm圆钢作为传力杆，每个伸缩缝断面共设置八根传力杆。切缝深4cm，宽20mm。采用曲尺定位、切割机切割并修边。假缝每5m切开一道即可。

7.6养护

混凝土养护采用水车洒水并覆盖养护布，洒水养护≥7d。覆盖养护布养护的初始时间，以不使混凝土表面出现压痕为准。由于本项目为夜间施工，白天恢复正常通行的高速公路，为保证混凝土强度达到设计要求，本项目采用了洒水车外加滴管养生的方法，保证养护到位。

7.7其他

施工缝( 混凝土中断超过1.5h) 必须垂直设置，钢筋伸出已施工混凝土面至少1m，以保证在接缝时的搭接; 要采取各种必要措施，加强对沥青混凝土路面的保护，尽量降低对沥青混凝土表面的污染( 尤其是散落的水泥浆) 。

8、质量控制

1) 施工前，要仔细核对防撞护栏平面布置图和相关详图。

2) 混凝土强度满足设计要求: 施工配合比一经确定，混凝土原材料不得随意更换，每次开盘前做好骨料含水率测定; 在现场不允许采取向混凝土中加水的方法来改变混凝土的工作性能。

3) 位置、标高、几何形状等的偏差符合规范及设计规定。在防撞护栏棱面和所有平面上，不应该出现坑洼和鼓包，3m 直尺测量平整度≤5mm。

4) 线条顺直或圆顺，色泽均匀一致; 混凝土表面不应有蜂窝麻面、裂纹、脱皮、缺棱掉角。

5) 混凝土表面切缝应间距一致; 切痕垂直路面，切边整洁美观; 切缝要保证深度，以使混凝土纵向收缩时产生的温度裂纹，尽可能地发生在切缝处。

9、安全管理措施

本项目设置专职安全员2名，安全指挥员35名。

1) 明确管理职责和责任，严格落实安全生产责任制及一岗双责制。结合本次养护维修工程的实际情况，项目部设立安全管理组织机构，项目经理作为安全生产第一责任人，全面负责和管理本次养护维修工程安全生产工作，项目总工主要负责施工现场安全管理和组织工作，质检负责人主要负责拌和场及后场安全生产管理和协调等工作，做到分工明确，责任到人，层层落实，不留死角。施工现场设专职安全员1名，安全指挥员8名，负责本施工作业面的安全管理工作，包括车辆分流点车辆的安全疏导和引导，安全作业区布设，进出场安全设施摆放和撤除，机械转场，施工人员和机械操作人员不安全行为的纠正和指导，现场安全隐患的排查等。施工作业组组长全面负责作业现场的安全生产活动，及时发现并纠正人员、车辆、机械设备的各种不安全因素，把影响安全生产的各种隐患消除在萌芽状态。

2) 严格开展施工人员的安全教育和安全培训工作

严格按照相关安全生产管理规定及设计要求进行安全技术交底，开工前进行三级安全教育培训，定期召开安全分析会议，定期不定期地进行安全教育培训，每天岗前安全教育培训制度化、常态化。

3) 加强人员施工现场安全管理。施工人员必须穿着统一的安全标志服、戴标志帽，服从现场安全员的管理指挥。工间休息时要远离施工区域。施工人员必须在施工作业区内活动，不得擅离作业区，不得随意横跨、穿行公路。安全指挥员须着醒目的安全标志服、佩戴袖标、手持指挥旗、佩戴口哨等方可上岗作业。

规范施工机械、车辆、设备的安全管理。车辆手续必须齐全合法（驾驶证、行车证、驾驶员身份证、运营证、购买保险发票等），车辆要求购买车辆强制险、商业险（包括第三者责任险和车损险），商业险中第三者责任险保额不低于一百万元，车损险保额不低于车辆购买价格。机械设备操作人员应当严格按照机械设备安全操作规程和制度来进行施工作业，非专业操作人员不得操作专用设备。施工机械安装倒车雷达及倒车影像，粘贴醒目反光标识。

4) 加强规范交通分流点和现场施工作业区的安全管理。各种标志标牌的摆放和相隔距离都严格按照公路养护安全技术规范进行。每一块标牌的摆放都由专职安全员亲自监督和检查， 锥筒摆放线型直顺、间距合理。尽量做到正规、规范。布设时把上游过渡区和缓冲区的设置作为重点，增加天蝎防撞设施、雷达测速屏、长排示警爆闪灯等醒目交安设施，固定安全指挥人员，一旦有车辆闯入，及时通过对讲机通知施工区人员采取有效措施，上行下坡分流点设置各种减速标志，在通车的行车道设置震荡标线等减速设施，已达到下坡路段车辆慢行通过的目的。每一个交通分流点至少安排二名安全指挥员，每一个施工点至少设一名安全指挥员，负责现场交通疏导，维护现场交通秩序，安全指挥员应经过培训，掌握交通法规和如何快速、有效地指挥交通，处理突发的交通状况。专职安全员和安全指挥员及时巡查、维护现场设置的交通安全管理设施。

10、环保措施

控制行车扬尘，混凝土运输车每次运输前必须清理轮胎，经过居民区时减少车辆鸣笛，禁止油料泄露，每次施工完成后混凝土罐车的清洗应到指定地点进行。

11、结语

随着社会的快速发展，用新设备、新材料、新技术代替劳动力已迫在眉睫，将滑模施工技术广泛运用于养护维修工程的施工非常有利。既节省了劳动力和周转材料，在大规模施工中，大大降低了成本; 而且施工速度快，尤其针对于养护维修工程的夜间施工时间短，可在有限时间内连续施工。滑模机为橡胶履带自行式，摊铺作业时对已完成的路面结构层不会造成损坏，近距离的工作面之间转场快。连续施工整体性好，同时更好地实现了曲线的圆顺。使工程内在质量以及外观质量得以显著提高。

【参考文献】

【1】 贝佳亚港口-东西高速公路哈尼夫互通连接线第三标段一工区《防撞护栏滑模施工案》

【2】G22青兰高速公路柳忠段中分带护栏改造工程施工图设计。