路堤边坡新型混凝土预制件骨架护坡施工方法.pdf

第 3 6卷 ， 第 4期 2 0 1 1 年8 月 公 路 工 程 Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 3 6，No 4 Aug，20 1 1 路堤边坡新型混凝土预制件骨架护坡施工方法 王 晓 霞 ，罗 栩 ，毕书 春 ( 湖南省通盛工程有限公司 ， 湖南 长沙4 1 0 0 0 4 ) 摘 要 结合通平高速公路工程实例 ， 从 预制件制作 、 预制件拼装和材料与设备等方面介绍一 种路基下边坡 新型 混凝 土拱 形骨架护坡的施工工艺。由于这种拱形骨架护坡为国内首次应用 ， 其 内容可供同类工程参考。 关键词 路堤边坡 ；混凝土预制件 ； 施工方法 中图分类号 【 文献标识码 文章编 号】1 6 7 4 - 0 6 1 0 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 1 3 1 0 5 Co n s t r u c t i o n M e t h o d o f Fr a me wo r k Re v e t me n t f o r S l o p e o f Emb a - n k me n t Us i n g a Ne w Ty p e o f Co n c r e t e P r e f a b r i c a t e d Co mp o n e n t s W ANG Xi a o x i a，LUO Xu，BI S h u c h u n ( H u n a n T o n g s h e n g e n g i n e e r i n g C o ， L t d ，C h a n g s h a ，H u n a n 4 1 0 0 0 4 ， C h i n a ) Ke y wo r d s e mb a n k m e n t ； c o n c r e t e p r e f a b r i c a t e d c o mp o n e n t s ；c o n s t r u c t i o n me t h o d 0 前 言 随着高速公路 的迅猛发展 ， 人们对高速公路与 周边 自然环境的谐调发展越来越重视。为了提升高 速公路的美学效果 ， 边坡防护工程的设计 与施工是 可以有所作为 的内容之一。已往 的高速公 路建设 中 ， 主要关 心 上 边坡 ( 路 堑 边 坡 ) 的 实用 和美 观 ， 而 对下边坡 ( 路堤边坡 ) 的美观注意不够 。实际 上 ， 人们 除了在 行车 时欣赏 公路 两边 的风景外 ， 在 离 开公 路 的远处 眺望 ， 路 堤 以及 下 边 坡 的美 观 也 是 一 道亮 丽 的风景 。为此 ， 湖南 省 通平 ( 通城 界 至 平江 ) 高 速公路 在部分 标段 路基下 边坡 的防护 工程 采用 了 一 种新 型混凝 土预 制件 拱 形 骨 架施 工 ， 由于 质 量 可 靠 、 外观 优美 、 进 度加 快 ， 达 到 了设 计创 新 目标 ， 在 通 平高速公路取得 了应用推广。图 1为实拍照片， 图 2为结构示意图。 图 l 新型混凝土预制件拱形骨架实拍照 片 图 2新型混凝 土预制件拱形骨架平面示意图 为了保证新型混凝 土预制件拱形骨架的效果 ， 需要从预制件的制作和整体拼装等环节精心施工。 本文结合通平高速公路工程实例 ， 从预制件制作、 预 制件 拼装 和材料 与设备 等方 面介 绍路基 下边坡 新型 混凝 土拱形 骨架护 坡 的施 工 工艺 。 由于这种拱 形骨 架护坡为国内首次应用 ， 其内容可供 同类工程参考。 1 设计和工艺特点 预制件采用 C 3 0混凝土( 传统采用 M7 5浆 砌 片石 或 混 凝 土 现 浇 ) ， 强 度 高 ， 密 实性 、 抗 冻 性 和 抗蚀性强， 使用寿命也更长久。 预 制件采 用 塑 料模 具 ( 以下 简 称 塑模 ) 。 由 于塑模 具有 良好 的抗 粘 性 ， 气 泡 在振 捣 过 程 中很难 在预制 件 的底 面 和侧 面 形 成 ， 因此 明显增 强 了混凝 土表 面的质 量 ， 混凝 土 骨 架 表 面 平 整 光 洁、 造 型 美 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 一 l O 作者简介王晓霞 ( 1 9 7 6 一) ， 女 ， 江西萍 乡人 ， 工程师 ， 主要从 事公路与桥梁施 工与管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 3 2 公路工程 3 6卷 观 o 流水作业 ， 加快进度。采用小型预制场集 中 预制 ， 流水 作业 ， 统一 运送 ， 分 散安装 ， 较传统 的施 工 进度大 大加快 ， 又能保 证构件 质量 。 2 预制件制作 2 1预制件 制作施 工 工艺流程 图 3为预制件的实物标准块。图 4为预制件制 作施 工工艺 流程 。 图3预 制件标准块实物照片 场地建设 清洗模具 、涂抹脱 模剂 拌合 C 3 、 苎 j 合格 平 板振 动台振 动 二二= 表面压 光 - _ r 一 自动喷淋 养生 脱模 - - -r - - - - i 全 兰 成品养 生 图 4预制件制作施 工工艺流程图 2 2预 制件制 作操作要 点 a 场地 建设 。 为满 足施工 进 度需 要 ， 对预 制场 进行 了总体 规 划 。在平 江停 车场 k 4 6+ 5 0 0右 侧建 立 了一 个 面 积 约 3亩的预制场 ， 并对预制场 内部布局做了科学合 理 的划分 ( 见 图 5 ) 。 所 有预制 场地 均 采用 1 0 c m厚 卵 石 层 +1 0 c m 厚混凝 土硬化处 理 。 因预制 件 对 场地 要求 较高 ， 在 场地建设过程中， 特别是成品养生场地要求平整度 控制在 1 c m以内， 以防止刚成型的预制件因场地 高低不平造成下表面混凝土偏浆， 影响预制块的整 体美观。 b 模 具清洗 。 模具清洗采取 2个步骤： 将模具表面的 较大、 较厚的黏附物用 3 6 0 砂纸祛除； 用毛刷、 肥 皂水彻底 清洗 。 清洗时不得使用尖锐的硬物接触模具内侧 或者用金属器具敲击 ， 模具外 侧应在每次清洗时用 木 棍轻击致其 脱落 。 模具使用前应提前 1 h彻底清洗干净， 并均 匀 涂抹色 泽纯 净 、 隔 离效 果 好 的脱 模 剂 ( 液压 油 ) ， 脱模剂应涂抹均匀、 到位、 用量适宜( 薄层) ， 不得影 响混凝土表 面色泽 。 涂抹完成脱模剂后应将模具内面朝下放置， 并按照不同的型号、 规格， 分区域堆放。 模具应尽量避免 阳光直射 ， 不得与腐蚀性物 质 接触 。模具使 用 过程 中不 得 抛掷 、 重 压 或用 金 属 器具 敲击 。 模 具有较 明显的破损 时 ， 不得再 使用 。 c 混凝土拌 和 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 期 王 晓霞 ， 等 ： 路堤边坡新型混凝土预制件骨架护坡施工方法 1 3 3 搅拌机每天早 班开机时应先拌合少量砂浆 用 于润 滑搅拌 仓 ， 再 投 料进 行正 常生 产 。 混凝土搅拌时间应根据水泥的品种 和初凝 时间确定 ， 拌 制过程 中先干 拌超 过 1 5 s ( 添加外 加剂 的超过 3 0 s ) ， 待 混合 料 均 匀 后 再 注水 湿 拌 ， 湿 拌 时 问不得不 少于 4 5 s ； 冬 季施 工应 适 当延长 搅拌 时 间 ， 干 拌应超 过 3 5 s ， 湿拌 应超 过 6 5 s 。 冬季施工气温应在 0 以上 ， 且没有冰冻； 施工前应将搅拌用水加热到 1 5以上 ， 方可开始施 工 。 混凝 土拌 制好 后 经 溜槽 放至 振动 台工 作 区 ， 以避免 因混凝 土拌合 物 坠落离 析 。 混凝 土拌 合 物人模 前 应 现场 测定其 塌 落度 ， 将现场塌落度与试验塌落度相 比较 ， 作为调整拌合 物水灰比的依据 ； 厚度小于 1 2 e m 的构件应适 当调 低 水灰 比( 一 般 为 68 c m) ， 厚 度 大 于 1 2 c m 的构 件应适 当调高水 灰 比 ( 一 般为 1 01 2 e m) 。 d 湿制 品加工 。 振动 台在每班开机之前应有专人负责进行 检 查 ， 机 械部分 的连 接螺栓 应 每班 紧固 ， 台面保 持干 燥 、 清 洁。 人 工 装料 入 模 时 应 注 意铲 子 不 得 与模 具 接 触 ， 应在距 离模 具 l 0 3 0 c m。 装料分两次完成 ， 装至一半时用振动台将模 具 内的混 凝土振 平 一次 ， 停 振后 再将 模具 内装 满 ， 装 料 的高度 以模具 顶沿 下 3 5 m m 为宜 。 装料至模具一半时开始振实 ， 振 动程序 为： 装 料至模 具一 半 时振 动 1 52 5 s ， 这 段 时 间 不 得 往 模 具 内加 料 ； 然后 在 不 停 振 的情 况 下 投料 至 装 满模 具 ， 装满后 再振 动 4 01 0 0 s ( 夏 季不 得少于 4 0 S ， 冬 季 不得少 于 6 0 s ) ， 使之 完全 密实 。 混 凝 土振 实 过 程 中应 及 时 将装 料 过 多 或 过 少 的部 分铲 除或添满 ， 确保 构件 尺寸 一致 ， 其 偏差不 得大 于 5 mm。同 时应 将 没有 没 入 水 泥浆 内影 响制 品外观 的卵石 、 杂物 剔除 。 制 品振实 后将 制 品抬 至托板 上 ， 用 叉 车移运 至养护 区进行 养护 ， 人 工 抬 动制 品和叉 车 移 运 制 品 时应保证 湿制 品 的水 平 ， 抬制 品时 必须 确 保 湿 制 品 的各个边 受力 平衡 ， 如 发 生猛 然 倾 动必 须 再 放 到振 动 台上振 动 51 0 s 。 e 湿制 品运输 。 湿 制 品振 实后 将制 品抬 至托 板上 ， 用叉 车移 运 至养护 区进 行养 护 ， 人 工抬 动 制 品 和叉 车 移运 制 品 时应 保证 湿制 品 的水平 ， 抬 制 品 时必 须 确保 湿 制 品 的各个 边受力 平衡 ， 如发 生猛 然倾 动或侧 翻 。 湿制 品运 输应 注意 前方 道路 是 否平整 ， 如 有 洒落 的卵 石 、 石块 等杂 物应 及时 清扫 ， 避免发 生制 品 倾 倒 的危 险 。 湿 制 品摆 放 在 养护 区时 必 须要 保 证 混 凝 土 表 面 的浆液 与模具 顶 沿 平 行 ， 确 保 制 品 的规 格 尺寸 的均匀 。 f 压 光及 养生 。 湿制品放置约 3 0 h后对有表面缺陷的 进行 表 面压光 ， 压光应 轻搓 轻压 ， 避 免损伤 混凝 土内 部 的结构 和密 实状态 。 压光时应 同时将模具顶沿的浮浆清理干净 ， 避免 脱模 过程 中因浮 浆脱 落崩裂 构件 主体 。 混凝 土浇筑完毕 后应在 1 2 h内洒水养生 ( 冬季气温低于 5时脱模前不养生 ) ， 具体时间和 频率应根据 当时的气象条件确定 ， 空气干燥气温高 时多洒 ， 反 之则少 洒 ， 以保 持 制 品连 续 湿 润 为准 ， 养 生最少 保持 7天 或监 理工 程师 指示 天数 。 养生期 间， 在混 凝土强 度达到 1 2 N mm ( 夏季约 1 2 h ， 冬季约 3 6 h ) 以前 ， 不得使其承受荷 载 ， 拆模 以前应 连续保 持 湿润 。 气温低 于 5时应覆盖保 温， 不得洒水养 生 。 g 脱模 。 制 品在 6 0 0 h( 夏 季 约 2 0 h ， 冬季 约 7 5 h ， 掺减水剂的混凝土约 3 6 h ) 后可以进行脱模作 业 ， 脱 模 采用特 制的脱模 架嵌 套在 制 品的模具外 侧 ， 通过人工轻轻振动使制 品脱离模具 ， 脱模时应注意 轻拿 轻放 ， 避免 损坏制 品 的边 、 角 ， 影响制 品 的外 观 。 脱模时和脱模后都不得拖行或者强行振动。 以免 损坏模 具和 构件 。 构件脱模后 ， 应通过 目测检查对该构件进行 全面 的外观 检查 ， 有严 重 缺 陷 的产 品及 时运 至废 品 区 。 制品脱模后制 品蒸发面加大， 应时刻注意加 强养护 ， 增加 养护 次数和 养护用 水量 。 h 成 品。 脱模后应先将所有的构件对号人座、 分区堆 放 ， 并且 起到指 导各个 规格 的产 品的加工 量 的作用 。 成 品在搬 运转 场过 程 中应轻 拿轻 放 ， 避 免碰 撞 损坏 制品 的边 、 角 ， 影响 制品 的外观 。 3预 制件拼装 a 预制 件安装 施工工 艺 流程 ( 见 图 6 ) 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 3 4 公路工程 3 6卷 测量放线 坡面修整 l r 叫 铺砌 开槽 I l I 勾缝、养护 基底混凝土浇筑 卜 l 边坡整形 图 6预 制件 拼装 施 工 工 艺 流 程 b 放线 。 放线时应保证坡 面流水槽在同一直线上 ， 两 道流水槽之间的间距准确 ， 应保持在 3 9 7 I n 。 流水槽砌筑时的底边位 置应保证在同一个 水平基准线上 ， 方可避免坡面整体拼凑 困难的问题。 如坡面有边坡平台的应确保平台平整、 宽度 一 致， 且平台宽度应满 足 5 块的整块铺砌 ， 一般平 台为 4块 5 块。 无边坡平台的位置应在坡面上放两条水平 线 ， 作 为砌筑 的起 点 。有 边坡 平 台的坡 面应 以平 台 顶面线为放线的基准线。 通涵的八字墙外侧位置一般应为流水槽 的 起始位置， 以保证骨架的整体美观 ， 避免因坡面冲刷 影 响到通涵 台背的稳定 。 c 开槽 。 裸露坡面 由人工挂线开挖沟槽 ， 沟槽开挖过 程中应先开挖竖 向流水槽 ， 待完成流水槽砌筑之后 再开挖骨架拱圈部位 ， 以保证拱圈的位置。 开挖沟槽应确保沟槽的深度、 宽度、 平整度 ， 避免沟槽过宽产生拱 圈部位 的滑移， 或者 因沟槽过 窄导致铺 砌 困难 。 开 挖沟槽 的深 度一 般应 为 坡面 以下 2 0 c m， 开挖沟槽 完成后应 将沟槽 底部 的土体人工 夯实后 方 可开始结 构施工 。 d 基 底 。 采用 1 0 c m厚 C 2 0混凝土作为铺底 ， 基底混 凝土应超过砌块边每边 5 c m， 并将靠边 1 0 C l lfl 宽深 挖 5 c m， 防止 雨水对基 础 的冲刷 。 混 凝 土浇 筑 之前 应 视 沟槽 内 土体 的干 湿程 度 ， 适 当洒水湿 润 。， 浇筑混 凝 土时应 挂线控 制高度 和位 置 ， 混凝 土表面用 镜子反 复拍实 、 压平 。 e 铺砌 。 铺底混凝土浇筑后， 待水泥初凝后方可进行 骨架砌块 的铺砌 。 骨架砌块铺砌采用 2 c m厚 7 5 水泥砂浆铺 底 调平 。 砌筑过程中应先挂线铺砌纵向流水槽， 完成 纵向流水槽 后再用 预制拱 盔卡 在 两边 4 块 的位 置 ， 按拱盔位 置铺砌拱 圈上 的预制块 。 砌块间缝宽以板面底边互相靠拢为准， 具体 每个 拱 的位置 应 以 4 块为 基础 验证 ； 接缝采 用 水 泥 砂浆 灌缝 ， 灌 缝后应及 时清理缝 周边 的水泥浆 。 砌块灌缝应在第一次养护后进行 ， 以缝内元 积水、 无水膜 ， 且未完全干透时最佳。 f 养 护。 在铺砌完成后未进行建筑结构胶灌缝之前 应用水清洗流水表面， 起到养护和清理的双重功效。 灌缝后 3 h内不得洒水养护， 3 h后是砌块 的干湿程度进行适当养护， 一般 日平均气温为2 0 c I ： 时， 每天养护 2次 ， 冬季不应洒水养护。 养护和清洗时注意养护用水不要冲刷周边 土体 ， 且砌块 完全湿 润。 g 边 坡整形 。 骨架铺砌完成后应立即进行坡面土体整形 ， 整平至流水面以下 1 c m的位置。 整平的坡面土体应用人工夯实， 以不 自动滑 移 、 土颗粒 不滚 落为宜 。 4 原材料控制 本工程 C 3 0混凝土预制件对混凝土塌落度、 和 易性的要求非常高 ， 因此， 对原材料的控制和检验尤 为重要， 不合格材料一律不准入场使用。 水泥 。选 用 印 山 台包 装 P 0 4 2 5普 通 硅 盐 酸水泥， 其强度、 凝结时间、 细度等技术指标 ， 经检验 符 合规范要 求 。 集料。细集料来 自汨罗 江美潭砂场， 属粗 砂 ， 细度模数为 3 2 4 ； 粗集料采用汨罗江北附碎石 场的碎石， 压碎值为 7 3 ， 满足混凝土用要求。集 料干净、 少杂物。 水 。采用工 地水井饮用 水 。 早强减水剂。为提高混凝土外观质量 ， 缩短 脱模时间， 满足工程进度要求 ， 经检验选用先锋牌减 水剂作为外掺材料， 掺量为水泥用量的 1 。 混凝土配合 比设计。以混凝土强度、 工作性 和外 观质量作 为控 制 指标 进行 混凝 土 配合 比设 计 ， 经试 验配合 比确 立 为 ： C： S： G： W ： 外加剂 = 3 6 6： 72 4 ：1 1 8 0 ：1 5 0 ：3 7 5 结语 通平高速公路第八合同段的路基下边坡新型混 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 王晓霞 ， 等 ： 路堤边坡新 型混凝土预制件骨架护坡施 工方法 1 3 5 ( 上接 第 9 2页 ) 公 路 几 何 特 征 L = 直 H= 平 曲线G： ： 纵 60 V= 竖I 自 线S=构造物 一 ： r 一 一 南 5 。 4 0 3 0 喜 嚣 。 l 0 L L L L L H H H H H H C C G G G G V V V V S S S S S S 图 6 多重线形组合路段的事故率 Fi g u r e 6 Ac c i d e nt r a t e r e l a t e d t o s e g me n t s c o mb i n e d wi t h v a r i o u s g e o me t ric c o n di t i o n s 线已经普遍具有较高的行车安全性。 确实存在事故率最低( 最安全 ) 的平曲线偏 角值 ， 左偏 为 1 3 。 ， 右 偏 为 l 8 。 。 事故率随坡度的增大而增加， 下坡比上坡具 有 更大 的行 车危 险性 ， 其 事故 率 约 为上 坡 路段 的 2 倍 。 事故率随竖曲线半径减小而增加， 凸形竖 曲 线 比凹形竖曲线具有相对较高的行车安全性 。 对于直线接平曲线的线形组合路段 ， 事故率 随直线长 度的增 加 、 平 曲线半 径的减 少而增 大 ， 即较 长 直线接 小半径平 曲线 组合路 段具 有较高 的行 车危 险性 。 上坡与平曲线组合路段的行车安全程度普 遍高于下坡与平曲线组合的路段 ， 此时上坡坡度越 大安全性 越高 。 竖曲线半径为平曲线半径的 8l 0倍时， 事 故 率最低 ； 而该 比值 为 2 5 3 O时 ， 事故 率最 高。 在断背曲线中， 两平 曲线半径大小是影响事 故率高低的主要因素， 事故率 随平曲线半径 的减小 而快速 增加 ； 当路 段 上 只有 两 个 竖 曲线 相 互 连 接时 事故率较低 ， 当 3个或 3个 以上竖曲线反复相接时 事 故率较 高 。 多重线形组合路段的事故率均略高于线形 组合较少的路段 ， 且桥、 隧等构造物的出现会增加行 车危 险性 。 6有待进一步研究的 问题 论文基于交通事故及公路几何线形数据， 分析 并得到了山区高速公路线形指标与事故率之间的关 系 ， 但对有些统计规律需要深人分析其发生机理， 诸 如竖曲线半径为平曲线半径的 2 5 3 0倍时事故率 最高的原因是什么、 为什么下坡与平 曲线组合路段 的事故 率普遍 高 于上 坡 与 平 曲线 组 合 的路 段 、 为 什 么凸形竖曲线 比凹形竖曲线行车更安全等 ， 即应对 事故发生机理进行进一步的深入研究。 参考文献 1 梁夏 ， 郭忠印 ， 方守恳 道路 线形 与道路安全性 关系 的统计 分析 J 同济大学学报 ， 2 0 0 2 ， 3 0 ， ( 2 ) ： 2 0 32 0 6 2 崔洪 军 ， 魏 连雨 ， 庞建 勋 道路 条件 与交 通 安全 的研 究方 法 J 西安公路交通大学学报 ， 2 0 0 1 ， 2 1 ， ( 4 ) ： 3 63 9 3 J o h n Mi l t o n ，F r e d Ma n n e fi n g T h e R e l a t i o n s h i p a m o n g Hi g h w a y Ge o me t r i c s ，Tr a ffi c r e l a t e d e l e me n t s a n d Mo t o r v e h i c l e Ac c i d e n t F r e q u e n c ie s J T r a n s p o r t a t i o n ， 1 9 9 8 ，2 5 ： 3 9 5 4 1 3 4 易震宇 山区高速公路隧道平纵横探讨 J 公路工程 ， 2 0 0 8 。 3 3， ( 6 ) ： 6 9 7 I 5 何杰 李志勇 ， 吴卫 ， 等 基于运行速度的高速公路线形评 估 J 公路工程 ， 2 0 0 7， 3 2 ， ( 5 )： 7 47 7 6 李长城， 阚伟生 高速公路平 面线形与安全关系探讨 J 公路 交通科技， 2 0 0 7 ，2 4 ， ( I ) ： 1 2 61 4 6 7 黄进 ， 方守恩 平曲线路段事故数 目与线 形元素的关系 J 公 路 ， 2 0 0 2 ，( 1 2 ) ： 7 68 0 8 王运霞 ， 王 磊， 刘 志强 道路 线形 组合 与 交通 安全 的关 系 J 公路与汽运 2 0 0 8 ， 1 ： 5 l一5 4 9 裴玉龙， 马骥 道路交通事故道路条件成 因分 析及预防对策 研究 J 中国公路学报 ， 2 0 0 3 1 6 ， ( 4 ) ： 7 7 8 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m