齊從軍

(江蘇高速公路工程養(yǎng)護有限公司，江蘇 淮安 223006)

一、科研背景

高速公路路肩是位于行車道外緣至路基邊緣、具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)部分，包括硬路肩和土路肩，主要作用是保護行車道穩(wěn)定、為臨時停車提供位置、為養(yǎng)護提供工作場地、保護路面及減少雨水滲漏等。通常情況下，路肩由草皮加固，如圖1所示。

圖1 植草路肩逐步侵占路面制約高速公路應(yīng)急車道的使用功能

隨著高速公路通車時間增長，植草路肩出現(xiàn)很多弊病。植草路肩原有的草皮逐漸被雜草取代，植被向路面延伸侵占應(yīng)急車道，減少應(yīng)急車道寬度，制約應(yīng)急車道功能；無法有效防止邊坡沖刷，雨水沿著邊坡漫流造成邊坡水毀和邊坡填土的流失；雨雪冰凍天氣造成道路兩側(cè)排水不暢，給行車安全帶來隱患，容易引發(fā)交通事故；沿途車輛拋灑的垃圾吹到植草路肩里，清理難度加大，嚴重影響路容路貌，造成養(yǎng)護成本加大。

養(yǎng)護科技創(chuàng)新項目所在的高速公路全程300多公里，全線采用植草路肩防護，路肩設(shè)計寬度為75cm，路肩土層厚度為10cm～18cm。結(jié)合長期一線植草路肩養(yǎng)護經(jīng)驗，項目組對植草路肩進行了初步技改研究并取得成功。研究成果具有較高的科技價值，經(jīng)相關(guān)技改專家認證獲得了植草路肩技改發(fā)明專利，逐步在業(yè)內(nèi)宣傳推廣。

二、傳統(tǒng)施工工藝分析

過去在改造植草路肩時，習慣改造為淺碟式排水溝連接急流槽集中排水，采用切割機切割、風鎬破碎、清理廢料、清理出改造需要的排水溝工作面，然后鋪設(shè)石子墊層，最后鋪設(shè)后場預制的排水溝預制塊，并進行勾縫處理等。施工主要為前場和后場兩個工作場所，后場負責混凝土構(gòu)件的產(chǎn)制，前場按圖紙切割清理、安裝施工。這種傳統(tǒng)工藝雖然對路容路貌有所改善，但效率低下、成本較大，且效果不明顯。同時，傳統(tǒng)施工工藝還存在一些問題。

1.傳統(tǒng)工藝的工作面切縫、鑿除、清理難度大，效率低；施工人員多，據(jù)統(tǒng)計一個工作面需要15人～25人，在高速公路施工存在極大安全隱患。

2.傳統(tǒng)工藝施工進度慢、質(zhì)量控制難，預制塊重量約60kg，不利于人工搬運與安裝，施工效率不高，預制塊在后場預制周期長，人為因素容易導致質(zhì)量問題。

3.傳統(tǒng)工藝不能滿足養(yǎng)護施工智能化、機械化和高品質(zhì)養(yǎng)護的要求。

為了確保高速公路交通安全，提升應(yīng)急車道功能，及時結(jié)合植草路肩各種不利因素及養(yǎng)護生產(chǎn)實際，進一步加大對植草路肩進行技改研發(fā)力度，項目組在此基礎(chǔ)上對原有的傳統(tǒng)工藝進行分析、總結(jié)，并提出改造施工工藝的措施和方法，研制適用于新改造工藝的機械設(shè)備。

三、滑模機的研制與應(yīng)用

為提升養(yǎng)護品質(zhì)、養(yǎng)護效率和養(yǎng)護質(zhì)量，結(jié)合試驗路段養(yǎng)護實際情況，項目組及時成立了QC技改攻關(guān)科技小組，著力于養(yǎng)護技術(shù)革新改造，認真分析傳統(tǒng)施工工藝，研究探討出科學實用、經(jīng)濟便捷的養(yǎng)護新技術(shù)、新工藝。

傳統(tǒng)工藝制約施工效率的主要原因是開挖基槽和后場預制兩個環(huán)節(jié)，因此QC小組主要在這兩個方面尋找改進方案。因受到護欄板高度及外側(cè)立柱的限制，排水溝基槽銑刨及滑模攤鋪施工作業(yè)受到限制；針對國內(nèi)目前沒有類似設(shè)備的情況，經(jīng)反復試驗改進，項目組自主研發(fā)出一套適用于高速公路的銑刨器和滑模裝置。

（一）滑模機的研制

1.銑刨裝置：側(cè)銑刨裝置由安裝座、防護外殼、銑刨輪轂和合金刀頭四大部分組成，如圖2所示。

圖2 銑刨裝置結(jié)構(gòu)及外觀

2.滑模裝置及動力設(shè)備：滑模機為新路緣NC1300多功能水泥混凝土滑模攤鋪機，如圖3所示。該設(shè)備三履帶行走，全車液壓驅(qū)動、電腦自動控制；滑模機沿著預先設(shè)置好的基準線自動前行，混凝土由一輛前行的混凝土攪拌車輸送，混凝土通過螺旋輸送器送往滑模模具，經(jīng)液壓振動棒高頻振搗，一次成型；混凝土的密實主要靠液壓振動棒振搗，經(jīng)過模具擠壓倉、成型倉、定型倉，最后由成型抹光板收光成型，高效、快捷、經(jīng)濟。

圖3 滑模裝置示意圖

（二）滑模機的應(yīng)用

1.碟形邊溝基礎(chǔ)銑刨：線形采用鋼絲繩控制，蝶形邊溝坑槽清理出來以后和路面線形一致。淺蝶式排水溝技術(shù)指標如圖4所示。

圖4 淺碟式排水溝技術(shù)指標

2.碟形邊溝基礎(chǔ)清理：人工輔助小型機具進行清理。

3.淺碟形邊溝滑模作業(yè)：滑模機沿著清理好的坑槽攤鋪混凝土一次成型。

（三）技改前后對比

技改前：工人現(xiàn)場切割、風鎬破碎、清理基槽、鋪設(shè)墊層、安裝預制塊，進度慢，效率不高；后場預制混凝土排水溝、養(yǎng)生，工序多成本大。

技改后：機械銑刨、機械滑模全機械化施工，混凝土一次成型質(zhì)量更有保障，工作效率提高，線型更加順暢、質(zhì)量更有保障。工期縮短、安全隱患降低，通行率提高，社會效益提高。同時，銑刨、滑模施工一次性成型系統(tǒng)和成型方法，也申報了國家發(fā)明專利和實用新型專利。

四、總結(jié)提升，形成工法指導施工

在淺蝶式排水溝滑模施工時，制定了詳細的施工工藝流程，在現(xiàn)場嚴格按照如下工藝流程施工：交通管制—測量放樣—銑刨—清理溝槽—滑?！謇憩F(xiàn)場—切縫。經(jīng)過不斷完善與實踐形成工法，用于指導后期的施工。

1.交通管理：嚴格按照《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》設(shè)置作業(yè)區(qū)。

2、放樣及銑刨：放樣采用外掛鋼絲繩，鋼絲繩在護欄外側(cè)沿立柱布設(shè)，布設(shè)結(jié)束，開始銑刨作業(yè)，銑刨機通過傳感器沿鋼絲繩作業(yè)。

3.銑刨廢料清理：人工配合裝載機自卸清理出高速公路。

4.滑?；矍謇恚呵謇砀蓛艉鬄⑺疂駶?，準備滑模作業(yè)。

5.滑模作業(yè)：嚴格按照放樣線形控制，同時控制好混凝土的塌落度。

6.養(yǎng)生及切縫：噴灑養(yǎng)生劑，覆蓋養(yǎng)生，混凝土經(jīng)凝固后采用切割機切出伸縮縫。

7.出水口設(shè)置：根據(jù)原有邊坡急流槽位置，現(xiàn)場澆筑混凝土連接。

8.材料控制：材料主要是C25商品混凝土，配合比設(shè)計和混凝土落度控制。

9.設(shè)備配置：攤鋪機、混凝土攪拌機2臺，雙排等工具車若干，以及發(fā)電機、切割機、水車等。

五、建立質(zhì)量控制體系

1.制定實施性施工組織設(shè)計。實施性施工組織設(shè)計編制，滿足設(shè)計和業(yè)主要求，經(jīng)過審批后方可施工。

2.技術(shù)復核、隱蔽工程驗收制度?，F(xiàn)場技術(shù)人員檢驗各道工序，檢查合格方可進行下一道工序。

3.技術(shù)質(zhì)量交底制度。組織全體施工人員認真學習施工方案，并進行技術(shù)、質(zhì)量、安全“三級”書面交底，列出關(guān)鍵工程施工要點。

4.分項工程質(zhì)量驗收評定制度。嚴格執(zhí)行“三級”檢驗程序，加大自檢、復檢力度，真正做到每道工序經(jīng)過業(yè)主或監(jiān)理檢查且合格后，方可進行下一道工序。

5.工程材料管理制度。所有進場原材料都必須符合設(shè)計指標和規(guī)范要求。

6.工程資料管理制度。自始至終抓好工程質(zhì)檢資料管理，做到工程實體與資料同步完成。

六、建立安全管理體制

1.建立健全安全管理網(wǎng)絡(luò)，成立安全領(lǐng)導小組，項目部設(shè)立專職安全員，負責工程的安全工作，項目經(jīng)理對項目的安全生產(chǎn)全面負責。

2.建立完善的安全檢查制度，定期召開安全生產(chǎn)會議，分析安全問題,提出安全整改措施。

3.做好安全管理資料的歸檔，特別是建立安全生產(chǎn)臺賬。項目部安全員每月組織全體員工進行安全教育，施工隊每天做好班前安全交底會。

4.嚴格按照《道路交通標志和標線》（GB5768.4-2017）、《高速公路養(yǎng)護工程施工安全技術(shù)規(guī)程》（DB32/T1363－2017）設(shè)置作業(yè)區(qū)。

5.施工前為現(xiàn)場人員、車輛辦理相關(guān)保險，并對全體員工進行安全教育，開工前進行全面的針對性的安全“三級”技術(shù)交底。

6.所有進入施工場地的人員均須身著反光標志服。施工車輛及人員不得在管制區(qū)外活動，不得橫穿高速公路。

七、進度控制及經(jīng)濟效益

（一）進度控制

1.根據(jù)總體施工進度要求編排合理的工期,精心組織人員和配置設(shè)備,合理安排各分項工程的施工順序。

2.召開每周總結(jié)會，總結(jié)前一周的工作完成情況、分析進度實施偏差的原因,及時調(diào)整施工力量,把滯后的工作補齊。

3.及時、準確、果斷地做好調(diào)度工作,搞好施工現(xiàn)場的協(xié)作和配合確?？傮w目標計劃的完成。

（二）經(jīng)濟效益分析

在每公里的直接成本支出中，銑刨滑模工藝比傳統(tǒng)工藝成本節(jié)約近57%，如考慮人員、設(shè)備保險、設(shè)備磨損等因素，尤其施工現(xiàn)場安全風險的減低，其經(jīng)濟效益更加顯著。在相同施工任務(wù)下，銑刨滑模工藝比傳統(tǒng)工藝施工效率提高近10倍，如表1所示，一體成型施工方法得到多方認可。2019年，宿淮鹽高速公路37公里的土路肩硬化改造施工任務(wù)，僅用1個多月就順利完成，得到了業(yè)主單位的高度好評。同時，2019年，該項技術(shù)被江蘇交通控股有限公司作為實用新型技術(shù)在全公司推廣應(yīng)用。

表1 經(jīng)濟效益對比