CN110306382A - 一种地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法，应用了大流动性摊铺混凝土及与混凝土性能相适应的滑模摊铺机，该方法包括以下步骤：(1)地铁轨道基底混凝土滑模摊铺机就位与调试；(2)大流动性摊铺混凝土的制备与运输；(3)混凝土装载入储料仓，滑模摊铺机试滑模运行；(4)滑模摊铺机运行，混凝土基底的线形与平整度检测；(5)基底混凝土表面修整与养护。本发明提供了一种低能耗、低噪声污染、可连续施工的地铁基底混凝土滑模施工方法，提高了施工过程的自动化程度，显著降低了人力物力消耗，具备极高的推广应用价值。

Description

一种地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法

技术领域

本发明涉及混凝土滑模施工技术领域，特别地，涉及一种地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法。

背景技术

为了缓解交通压力，各大城市的地铁运营里程与在建规模均逐年增加。地铁轨道道床是承受列车荷载的主要结构，主要分为整体道床与碎石道床，其中地下线路与高架线路一般采用整体道床。目前应用较广的整体道床主要由混凝土基底、扣件、弹性垫层与钢轨组成，其中混凝土基底为现场浇筑混凝土而制成，虽然施工工序简单，但浇筑混凝土前需要支护模板，并在养护完成后拆除，周期性装拆工作浪费人力物力，施工进度较慢。

滑模施工是一种无模板连续施工技术，若用于地铁轨道基底混凝土浇注可以提高施工效率，降低模板周转成本。滑模施工采用的混凝土一般为干硬性混凝土，在浇筑过程通过强振捣作用使水泥浆体上浮，达到混凝土密实且表面平整的状态，由于干硬性混凝土流动性极差，因此滑模施工过程的形状保持能力佳，在无模板支撑时也不会发生变形。滑模施工技术在地铁轨道施工中具有巨大的应用潜力，但是仍然存在一些缺陷。首先，地铁施工地点一般位于城市繁华路段，而干硬混凝土振捣时噪音大，对周边居民区造成声污染；其次，地铁线路主要包括地下线路与高架线路，干硬性混凝土流动性差，运输至施工点的难度大。

鉴于上述存在的不足，亟需发明一种能够解决地铁基底混凝土施工效率低下、施工噪音大的新型大流动性摊铺混凝土的滑模施工技术。目前尚无专利涉及地体轨道基底混凝土的滑模施工技术，更无将大流动性摊铺混凝土应用于滑模施工的先例，但有一些专利涉及混凝土滑模施工技术，比如申请号201810896335.4名为“基于便携式滑模整体现浇成排洪沟施工方法”与申请号20180875916.X名为“一种桥梁薄壁高墩液压滑模施工方法”，但是主要体现在特定技术领域的滑模施工方法的创新，仍采用了普通(低塑性)混凝土，并采取强振捣措施保证混凝土密实，没有从根源上解决滑模施工的缺陷。干硬性混凝土经滑模摊铺机施工后，振捣棒后面位置会形成水泥浆带，混凝土硬化后容易发生开裂，将振捣棒悬浮设置可以一定程度上改善该缺陷，但是仍然存在不足。

发明内容

本发明目的在于提供施工连续性好、少振捣(或无需振捣)且满足地铁施工需求的新型地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法，包括以下步骤：

1)、地铁轨道基底混凝土滑模摊铺机就位与调试：将滑模摊铺机驾驶至现场，调试各项功能，精确调整位置后备用；

滑模摊铺机包括储料仓、搅拌扇叶、输送带、插入式振捣棒、可移动支护模板与自动抹平装置，储料仓位于摊铺机前端，搅拌扇叶位于储料仓出口处，主要起到提高混凝土均匀性与防止堵口的作用，混凝土经搅拌扇叶二次搅拌后，经输送带到达摊铺位置，插入式振捣棒将输送带运送的混凝土振捣密实后，由可移动支护模板形成基底混凝土，并由自动抹平装置保证上表面平整；

2)、大流动性摊铺混凝土的制备与运输：由混凝土搅拌站按照预定配合比生产大流动性摊铺混凝土，由混凝土搅拌车运输至施工现场，混凝土出场前与运抵现场后分别测试坍落度与扩展度，当坍落度与坍落扩展度不满足要求时，通过添加外加剂进行调整；

3)、混凝土装载入储料仓，滑模摊铺机试滑模运行：通过泵送装置将大流动性摊铺混凝土装载进入滑模摊铺机的储料仓中，启动搅拌扇叶、输送带与插入式振捣棒，振捣棒位于输送带的末端，可以提高摊铺混凝土的密实性，防止混凝土堵塞进料口；滑模摊铺机首先试滑模确定混凝土静置时间与滑模摊铺机行进速度；

4)、滑模摊铺机运行，混凝土基底的线形与平整度检测：确定混凝土获得足够形状保持能力的时间与滑模摊铺机行进速度后，开始滑模施工，如果混凝土粘度偏大，浆体不能上浮，则打开水泥净浆引流管，由自动抹平装置平整混凝土表面；通过全站仪监测完成施工的混凝土基底的线形，同时利用激光位移传感器检测混凝土基底的上表面与两侧面的变形情况；

5)、基底混凝土表面修整与养护：对出模后的基底混凝土进行表面平整度检测，对于存在表面缺陷的部位，在混凝土初凝前喷洒水泥砂浆或水泥净浆，采用人工抹面的方式进行修整，修整完成后马上覆盖表面，待混凝土终凝后洒水进行养护。

优选的，步骤3)中，采用多根插入式振捣棒作为振动源，相邻振捣棒的最大间距不得大于1.5m。

优选的，步骤5)中，当混凝土粘度偏大，浆体上浮困难时，将水泥净浆导流管与自动抹平装置配合使用。

优选的，步骤2)中，施工前大流动性摊铺混凝土的坍落度处于175±25mm，坍落扩展度处于300±25mm。

优选的，步骤2)中，混凝土的最大骨料粒径为16mm，泵送时输送管的最小内径为125mm。

优选的，步骤4)中，采用激光位移传感器测量混凝土基底的变形情况，其中上表面变形不得大于3mm，而侧面变形不大于5mm。

优选的，步骤5)中，养护方式推荐采用洒水养护，养护时间不得少于14天。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过采用大流动性摊铺混凝土，大流动性摊铺混凝土是自主研发的具备高触变性的混凝土材料，通过搅拌机的强搅拌作用，混凝土的粘度降低，流动性大幅提高，可以实现滑模施工用混凝土的可泵送性，混凝土可经由天泵输送至高架桥线路或经由地泵输送至地下线路，降低了运输难度，并且能够保证滑模施工过程的连续供料；采用与大流动性摊铺混凝土适配的滑模摊铺机，混凝土无需强振捣即可密实，且表面平整度高，提高了施工效率。

施工前大流动性摊铺混凝土的坍落度应处于175±25mm，坍落扩展度应处于300±25mm，既满足泵送混凝土的流动度要求，又在微振捣作用甚至无振捣时可以密实填充可移动支护模板；大流动性摊铺混凝土具有高触变性，在静置状态下混凝土的粘度快速增大，具备良好的形状保持能力，在移除可移动支护模板后，在重力作用下不会发生变形；出场前混凝土的坍落度应根据运输距离与混凝土的坍落度损失进行控制。

采用多根插入式振捣棒作为振动源，由于大流动性摊铺混凝土具有高触变性，在轻微振动作用下，混凝土粘度降低，流动性增大，有利于密实填充可移动支护模板，并减少基底混凝土中的缺陷。通过在每条车道悬浮布设多根插入式振捣棒，既能利用混凝土的高触变性提高流动性，也保证了振捣均匀性，此举可以大幅提高施工效率，并改善施工质量。

混凝土的最大骨料粒径为16mm，泵送时输送管的最小内径为125mm；同时开启混凝土输送装置与插入式振捣棒，可以提高混凝土流动性，保证进料的连续性，振捣棒的数量根据摊铺宽度确定，最大间距不得大于1.5m；可移动支护模板的长度为3m，通过调整滑模摊铺机的行进速度，可以得到不同的混凝土静置时间，如行进速度为0.3m/min，则大流动性摊铺混凝土的静置时间为10min。

也就是说，本申请采用自主研发的大流动性摊铺混凝土，其核心组分为触变剂，赋予了混凝土拌合物以高触变性，其流动性大并兼具了高触变性，降低了混凝土输送难度，并且通过泵送装置可以实现地下线路与高架线路的滑模施工。施工前混凝土的流动性需要满足坍落度为175±25mm，扩展度为300±25mm，在施工过程中，大流动性摊铺混凝土在无振捣或微振捣作用下即可密实填充模板，降低了施工能耗，并且消除了传统滑模施工中强振捣带来的噪音污染。

并且，采用自主设计的滑模摊铺机，其性能参数与大流动性摊铺混凝土的性能匹配，可以保证施工的连续性，可移动支护模板与自动抹平装置保证了混凝土上表面与侧面的平整性，施工质量高，同时不需要模板的周期性拆装工作，节省了人力物力。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明采用的滑模摊铺机示意图；

图2为现场施工情况的示意图。

图1-2中各标号的指代含义为：1-储料仓；2-滑模摊铺机驾驶室；3-搅拌扇叶；4-摊铺机动力装置；5-输送带；6-插入式振捣棒；7-可移动支护模板；8-水泥净浆导流管；9-自动抹平装置；10-激光位移传感器；11-出模后混凝土；12-全站仪；13-泵送装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1、图2，

(1)地铁轨道基底混凝土滑模摊铺机就位与调试：如图1所示，滑模摊铺机主要包括驾驶室2、储料仓1、搅拌扇叶3、输送带5、插入式振捣棒6、可移动支护模板7与自动抹平装置9，将滑模摊铺机驾驶至现场，调试各项功能，精确调整位置后备用。

(2)大流动性摊铺混凝土的制备与运输：由混凝土搅拌站按照预定配合比生产大流动性摊铺混凝土，单次生产量为3m³，由混凝土搅拌车运输至施工现场，混凝土出场前与运抵现场后均需要测试坍落度，施工前大流动性摊铺混凝土的坍落度应处于175±25mm，坍落扩展度应处于300±25mm，当坍落度与坍落扩展度不满足要求时，通过添加外加剂进行调整，调整后仍不满足要求的，当作废料进行处置；

(3)混凝土装载入储料仓，滑模摊铺机试滑模运行：通过泵送装置13将大流动性摊铺混凝土装载进入滑模摊铺机的储料仓2中，泵送装置为天泵或地泵中的一种，泵送装置与施工位置相对应；混凝土的最大骨料粒径为16mm，泵送时输送管的最小内径为125mm；启动搅拌扇叶3、输送带5与插入式振捣棒6，防止混凝土堵塞进料口，保证进料的连续性；滑模摊铺机首先试滑模确定混凝土静置时间与滑模摊铺机行进速度，可移动支护模板的长度为3m，通过调整滑模摊铺机的行进速度，可以得到不同的混凝土静置时间，如行进速度为0.3m/min，则大流动性摊铺混凝土的静置时间为10min。

(4)滑模摊铺机运行，混凝土基底的线形与平整度检测：确定混凝土获得足够形状保持能力的时间与滑模摊铺机行进速度后，开始滑模施工，如果混凝土粘度偏大，浆体不能上浮，则打开水泥净浆导流管8，由自动抹平装置9平整混凝土表面；通过全站仪12监测完成施工的混凝土基底的线形，同时利用激光位移传感器10检测混凝土基底的上表面与两侧面的变形情况，上表面变形不得大于3mm，而侧面变形不大于5mm，如果变形超过限定值，增大混凝土静置时间。

(5)基底混凝土表面修整与养护：对出模后的基底混凝土进行表面平整度检测，对于存在表面缺陷的部位，在混凝土初凝前喷洒水泥砂浆或水泥净浆，采用人工抹面的方式进行修整，修整完成后马上覆盖表面，待混凝土终凝后洒水进行养护，养护方式推荐采用洒水养护，养护时间不得少于14天。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种地铁轨道基底用大流动性摊铺混凝土的滑模施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、地铁轨道基底混凝土滑模摊铺机就位与调试：将滑模摊铺机驾驶至现场，调试各项功能，精确调整位置后备用；

滑模摊铺机包括储料仓、搅拌扇叶、输送带、插入式振捣棒、可移动支护模板与自动抹平装置，储料仓位于摊铺机前端，搅拌扇叶位于储料仓出口处，主要起到提高混凝土均匀性与防止堵口的作用，混凝土经搅拌扇叶二次搅拌后，经输送带到达摊铺位置，插入式振捣棒将输送带运送的混凝土振捣密实后，由可移动支护模板形成基底混凝土，并由自动抹平装置保证上表面平整；

2)、大流动性摊铺混凝土的制备与运输：由混凝土搅拌站按照预定配合比生产大流动性摊铺混凝土，由混凝土搅拌车运输至施工现场，混凝土出场前与运抵现场后分别测试坍落度与扩展度，当坍落度与坍落扩展度不满足要求时，通过添加外加剂进行调整；

3)、混凝土装载入储料仓，滑模摊铺机试滑模运行：通过泵送装置将大流动性摊铺混凝土装载进入滑模摊铺机的储料仓中，启动搅拌扇叶、输送带与插入式振捣棒，振捣棒位于输送带的末端，防止混凝土堵塞进料口；滑模摊铺机首先试滑模确定混凝土静置时间与滑模摊铺机行进速度；

4)、滑模摊铺机运行，混凝土基底的线形与平整度检测：确定混凝土获得足够形状保持能力的时间与滑模摊铺机行进速度后，开始滑模施工，如果混凝土粘度偏大，浆体不能上浮，则打开水泥净浆引流管，由自动抹平装置平整混凝土表面；通过全站仪监测完成施工的混凝土基底的线形，同时利用激光位移传感器检测混凝土基底的上表面与两侧面的变形情况；

5)、基底混凝土表面修整与养护：对出模后的基底混凝土进行表面平整度检测，对于存在表面缺陷的部位，在混凝土初凝前喷洒水泥砂浆或水泥净浆，采用人工抹面的方式进行修整，修整完成后马上覆盖表面，待混凝土终凝后洒水进行养护。

2.根据权利要求1所述的滑模施工方法，其特征在于，步骤3)中，采用多根插入式振捣棒作为振动源，相邻振捣棒的最大间距不得大于1.5m。

3.根据权利要求1所述的滑模施工方法，其特征在于，步骤5)中，当混凝土粘度偏大，浆体上浮困难时，将水泥净浆导流管与自动抹平装置配合使用。

4.根据权利要求1所述的滑模施工方法，其特征在于，步骤2)中，施工前大流动性摊铺混凝土的坍落度处于175±25mm，坍落扩展度处于300±25mm。

5.根据权利要求1所述的滑模施工方法，其特征在于，步骤2)中，混凝土的最大骨料粒径为16mm，泵送时输送管的最小内径为125mm。

6.根据权利要求1所述的滑模施工方法，其特征在于，步骤4)中，采用激光位移传感器测量混凝土基底的变形情况，其中上表面变形不得大于3mm，而侧面变形不大于5mm。

7.根据权利要求1所述的滑模施工方法，其特征在于，步骤5)中，养护方式推荐采用洒水养护，养护时间不得少于14天。