• 内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工技术研究与应用 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工技术研究与应用
  • 成果类型
    应用研究
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    济南黄河路桥建设集团有限公司
  • 合作单位
  • 完成人
    李希军、程 霞、王建军、田 琼、李先富、刘 慧、孔 超
  • 知识产权
    济南黄河路桥建设集团有限公司
  • 项目所在地
    济南市
  • 成果水平
    国内领先
  • 评价日期
    2024年4月23日
  • 推荐单位地市
    济南市
  • 专家委员会名单
    花景新、王国富、孙杰、李晋、郑明万
  • 成果简要说明
  • 一、任务来源
    随着城市现代化建设的不断推进,一系列的环境和资源问题接踵而至,城市建设资源、土地资源紧缺。内置管道的结构层混凝土侧模,通过将管道设置在侧模中,在节约地下空间的同时节省了施工材料且提高了结构层边缘压实度及沿石的安装质量,在市政道路的建设中得到了广泛应用。
    传统内置管道的混凝土侧模施工工艺,为先支设模板再进行管道安装与混凝土浇筑,最后养护及拆模,该施工工艺虽然具有线形布置灵活的优点,但施工繁琐,模板安、拆、管道安装及混凝土浇筑耗时、耗力,且混凝土浇筑过程内置管道不易固定,容易发生漂管、脱节的现象,同时不符合国家“节能减排”的政策要求。新工艺采用滑模机将内置管道的整体现浇L型侧模快速成型,在预拌混凝土中加入水玻璃混合溶液,使得混凝土具有快速成型的特点,可以快速施工整体现浇L型混凝土侧模,在保证施工安全质量的前提下可以快速施工,加快施工进度,机械化程度高。同时减少了钢模板及人工的使用,缩短了工期、加快了施工进度。
    二、应用领域和技术原理
    1.应用领域
    本技术用于道路工程混凝土侧模、平沿石、路沿石施工,尤其适用于连续性较好的、内置管道的混凝土L型侧模施工,因其机械化程度高、施工快捷等优点,具有很好的推广前景。
    2.技术原理
    (1)依据设计高程及位置布设钢丝绳线轨,通过自带传感器控制模具沿钢丝绳轨迹运动,实现线形、高程自动控制。
    (2)进料装置采用螺旋送料器,通过控制螺杆旋转速度,调节进料量的大小,同时在钢制料槽内置插入式振捣棒振捣,使混凝土在进入模具直浇筑成型过程中实现充分均匀振捣,确保混凝土密实均匀,提高混凝土在模具内的凝实程度,进而提高混凝土的成型质量。
    (3)模具前端进行矩形开口,通过调整开口的位置及尺寸实现对内置管道的埋设位置、间距的精准固定,采用耐用性较强、密封性较好的橡胶挡板,连接牢固,有效阻挡混凝土外流,又对预埋管无影响,无挤压破裂情况。
    (4)将塌落度控制在3cm(±1cm)的预拌混凝土利用运输车将混合料运输至现场,在滑模机施工过程中同步在预拌混凝土中加入水玻璃混合溶液,使得混凝土具有快速成型的效果,滑模机的施工速度控制在0.4-0.6m/min,最大限度的减少设备对混凝土的扰动,保证混凝土的施工质量,同时也保证了施工速度,减少的人工、钢模板的使用。达到了施工质量、安全、进度、效益的最大化。
    三、性能指标
    1.内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工替代了传统支模及安装管道,加快了侧模的施工速度,实现了每300m施工耗时从传统工艺的14.5小时至2.5小时的突破。
    2.将滑模工艺和管道安装相结合,滑模机模具前端进行矩形开口,开口处用橡胶皮带进行包裹,在定位孔处外侧通过螺栓将橡胶密封圈固定在模具上,即保留了滑模工艺的快速性,又保证了管道安装的精准性。
    3.采用新型内置管道的混凝土侧模滑模摊铺机制模,机械化程度高,实现了多工序同时进行,减少了人工的投入,且浇筑质量好,成本低。
    4.采用钢丝绳控制高度及左右位置的控制,在滑模机前端安装线形控制装置,根据定位挂线,并通过传感器自动控制侧模线形,保证了线形准确。
    5.材料及施工流程性能:
    (1)预拌混凝土配合比(到场塌落度3cm(±1cm)):粗集料(碎石5-25mm)—948kg/m³;细集料(中砂)—875kg/m³;水泥(P.O 42.5)—284kg/m³;粉煤灰—66kg/m³;外加剂—13.1kg/m³;水—75kg/m³。
    (2)水玻璃溶液配比:水:水玻璃=1:0.1。
    (3)滑模机行走速度控制在0.4-0.6m/min。
    四、与国内外同类技术比较
    比较传统的做法是模板支设、管道定位、管道加固、混凝土浇筑养护、模板拆除等多个工序,但该种工艺使用的钢模不宜支撑加固,容易跑模变形、笨重搬运不方便,且成本较高,施工进度慢存在定位不准、模板固定复杂、养护时间长、浇筑过程中漂管等各种不利因素。
    采用新型内置管道的反推挤滑膜摊铺机制模,替代传统支模、安装管道及浇筑的施工工艺,实现多工序同时进行;滑模机前端安装线形控制装置,依据设计高程及位置布设钢丝绳线轨,通过自带传感器控制模具沿钢丝绳轨迹运行,实现线形、高程自动控制,保证线形、高程准确;采用矩形限位装置,在模具前端进行矩形开口设置限位装置,同时在开口处设置橡胶挡板,保证内置管道的位置准确;在塌落度控制在3cm(±1cm)的预拌混凝土中加入水玻璃混合溶液,使得混凝土可以快速成型,经过多项工程的实践应用,在整体现浇L型混凝土侧模的施工工艺方面实现了施工质量、安全、进度、效益的最大化。得到了业主和监理的一致好评,实践应用效果好,极具推广价值。
    第一代市政道路侧模施工技术主要依赖人工进行传统的模板安装,此时模板包括木制模板、金属模板两大类。木制模板制作简单,成本低廉,但其强度和耐用性有限,金属模板具有更高的强度和耐用性,可以有效抵抗外界环境的影响,同时也提高了模板的重复使用率。然而,金属模板的成本相对较高,且重量较大,不便于运输和安装,不论哪种模板都需要大量人工进行搭建和拆除。
    2019年济南黄河路桥建设集团有限公司、山东顺河路桥工程有限公司在济南市世纪大道进行了第二代市政道路侧模施工技术研究,采用立沿石混凝土靠背和与基础整体浇筑施工,通过改进模板将立沿石混凝土靠背与基础进行整体施工,使混凝土靠背与基础形成一个整体,消除了施工缝,增强了抗倾覆能力,提高了立沿石稳定性;通过在立沿石底部采用湿拌座浆技术,使立沿石与基础成为一个整体,增强了立沿石与基础的粘结强度,提高了立沿石的稳定性。
    此次研究的内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工技术为第三代侧模技术,采用控制混凝土配合比,改进滑模机浇筑模具等措施进行快速施工,使管道与混凝土侧模快速结合凝固,减少了人工投入和模板拼装。
    五、成果的创造性、先进性
    本研究与传统施工工艺相比较,混凝土洒落现象减少,避免了环境污染和材料的浪费,安全文明施工效果显著提高。
    1.内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工替代了传统支模及安装管道,加快了侧模的施工速度,缩短工期,减少模板及人工的使用,节省成本,同时滑模机为柴油动力结构,机动性强。
    2.将滑膜工艺和管道安装相结合,滑模机模具前端进行矩形开口,开口处用橡胶皮带进行包裹,在定位孔处外侧通过螺栓将橡胶密封圈固定在模具上,即保留了滑膜工艺的快速性,又保证了管道安装的精准性。
    3.采用新型内置管道的混凝土侧模滑模摊铺机制模,机械化程度高,实现了多工序同时进行,减少了人工的投入,且浇筑质量好,成本低。
    4.采用钢丝绳控制高度及左右位置的控制,在滑模机前端安装线形控制装置,根据定位挂线,并通过传感器自动控制侧模线形,保证了线形准确。
    5.在塌落度较小的预拌混凝土中加入水玻璃混合溶液可使混凝土具有快速成型的特性
    六、作用意义
    通过侧模工艺与管道安装结合的方式,管道在侧模内减少了混凝土的用量,节约了材料;管道布设从绿化带位置改为侧模内施工,减少了管道占用绿化带的空间,材料又节省了土地资源;通过滑模技术,减少了模板施工工序,加快了施工速度,即缩短了工期又节约了成本,同时减少了混凝土洒落现象,避免了环境污染和材料的浪费,安全文明施工效果显著提高。将管道安装与侧模滑模施工相结合,,极大地节约了地下空间,可以解决土地矛盾,优化城市环境,改善城市交通状况,丰富城市生活层次。具备较高的经济效益和社会效益,在保证质量的前提下,节约施工成本,缩短施工工期,具有很强的市场推广性。
    采用新技术不仅减少了污染、节约了材料、降低了成本,重要的是提高了结构的施工质量,工艺安全、成熟、可靠,具有良好的经济效益和社会效益。
    对相关产业的带动性来说,通过本技术,将降低部分施工成本,节省建设资金,提高施工效率,设施质量也得到很大提升;对材料产业,制造业都及施工用人都有带动作用,本技术推动企业自身发展的同时,将辐射带动上下游产业链同步提高。
    七、推广应用的范围、条件和前景
    本技术用于道路工程混凝土侧模、平沿石、路沿石施工,尤其适用于连续性较好的、内置管道的混凝土L型侧模施工,因其机械化程度高、施工快捷等优点,具有很好的推广前景。
    1.完善技术成果水平,将技术成果形成《内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工技术应用指南》使技术实体化,使其能够推广,易于推广。
    2.总结先进的施工工艺,形成一系列工法、论文、专利等科技成果,广泛推广应用。
    3.将技术先在集团公司所承建的项目中推广应用,通过技术施工人员的言传身教与标准化手册与施工指导视频,带动各个施工项目的推广与使用。
    八、存在的问题及改进意见
    1.针对于内置管道的侧模施工,该工艺确实提高了侧模施工与管道安装施工的速度,但对于连续性较差的侧模施工还需要进行下一步研究。
    2.需要加快对内置管道的侧模滑模施工关键技术升华,进一步开展QC、班组课题等多种方式,深化研究,总结形成技术成果。
  • 推广应用前景与措施
  • 一、推广应用的范围、条件和前景
    随着科技的不断发展,道路工程领域也在逐步实现技术革新。本技术作为一种新型的混凝土侧模施工技术,特别适用于道路工程中的L型侧模施工。该技术以其高机械化程度、施工快捷等优点,展现出了广阔的应用前景。
    首先,该技术可广泛应用于各类道路工程中的混凝土侧模、平沿石、路沿石施工。尤其在需要连续性较好的、内置管道的混凝土L型侧模施工中,本技术更能发挥其独特优势。通过机械化施工,不仅可以提高施工效率,还可以保证施工质量,为道路工程的安全性和耐久性提供有力保障。
    其次,为了更好地推广本技术,我们需要不断完善技术成果水平。通过形成《内置管道的整体现浇L型侧模滑模施工技术应用指南》,将技术成果实体化,使其更易于推广和应用。同时,我们还需要总结先进的施工工艺,形成一系列工法、论文、专利等科技成果,为技术的广泛应用提供有力支撑。
    最后,为了推动技术的快速推广,我们将首先在集团公司所承建的项目中率先应用该技术。通过技术施工人员的言传身教与标准化手册与施工指导视频,我们将带动各个施工项目的推广与使用。这不仅有助于提高整个集团公司的技术水平,还将为整个道路工程领域的技术进步做出积极贡献。
    二、存在的问题及改进意见
    在探讨内置管道的侧模施工技术时,我们不难发现其在实际应用中展现出了显著的优势。此技术无疑提高了侧模施工与管道安装施工的速度,
    大大提升了施工效率。然而,正如任何技术一样,内置管道的侧模施工也面临一些挑战和问题,需要我们在实践中不断探索和改进。
    首先,对于连续性较差的侧模施工,我们还需要进一步研究。在实践中,由于施工现场的复杂性和多变性,侧模施工往往受到诸多因素的影响,如地质条件、气候条件、施工设备、人员技能等。这些因素可能导致侧模施工的连续性受到影响,从而影响施工质量和进度。因此,我们需要深入研究这些影响因素,提出相应的解决方案和措施,以确保侧模施工的连续性和稳定性。
    其次,我们需要加快对内置管道的侧模滑模施工关键技术的升华,持续进行技术创新和升级。通过采用QC(质量控制)、班组课题等多种方式,我们可以深化对内置管道的侧模滑模施工技术的研究,不断总结实践经验,形成更加成熟和稳定的技术成果。
  • 评价意见