定制钢模和无线监控在路基整治中的运用

袁凯民 中国铁路上海局集团有限公司合肥工务段

1 路基整治概况

近些年来合肥工务段管内既有线路部分路基边坡无防护、路肩宽度不足、排水不良等病害问题逐年增多，路基整治工作越来越重要，尤其雨季防洪期间的路基整治是保障汛期铁路安全运营的基础。合肥工务段管辖着合九线、宁西线、淮南线、沪蓉线、合福和合安九等多条重要铁路设备，在工务日常路基设备维修、养护和整治工作过程中，以合九线为例，路基设备在建线时基础较差，路基设备防护标准不高，路基病害问题较多，导致每年汛期防洪压力大，也是近几年路基整治的重点地段。

分析历年来我段路基现场整治实施的类型，路基整治基本以高路堤和深路堑增加防护为主，其中近几年合九线主要是对黏土、砂石土质的路堤路堑边坡进行整治。路基边坡整治时多以增设拱形骨架护坡为主，根据以往整治经验，在针对拱形骨架护坡整治中，在原有浆砌片石骨架护坡、片石混凝土骨架护坡设计和整治的基础上进行改进，采用拼装式厂制钢模具和现浇商品混凝土来改进施工工艺和施工质量，采用移动视频监控系统和标准刚性隔离网片来改进施工监督效率和施工进度，路基整治施工工艺经过改进后，整治后的边坡防护质量、进度和安全取得明显成果。

2 定制钢模和无线监控等关键技术运用

现对路基整治中的拱形骨架护坡采用厂制钢模具、无线监控视频和标准刚性隔离网片等技术运用进行探讨。

（1）合肥工务段在往年路基整治骨架护坡实施过程中，均采用的是木制模板和模具，不同地点和不同实施单位的路基整治采用木模板标准、支模时工艺和竣工外观良莠不齐，导致骨架主体尺寸、质量、进度和外观难以控制，而且每次使用后的木模板在施工结束后基本废弃，造成模具耗材大和成本重复支出。根据以上实际情况路桥科从长远考虑，参考近些年来高铁路基建设时采用的骨架护坡施工工艺，依据骨架护坡的设计图纸和尺寸，联系高铁模具厂定制相应的钢模具和组装配件，能让骨架护坡主体尺寸、质量和外观受控，钢模具使用完后由段路桥科组织统一回收，在次年路基整治工程中继续使用，间接的减少了每年模具费用的重复支出，达到节支降耗和改进工艺目的。

（2）经过现场路基整治实验和推广，采用拼装式钢模具和浇筑商品混凝土的工艺，相对于之前用木模具有以下几点优势：

①钢制模具采用设计图纸标准尺寸加工而成，有利于施工人员控制基坑的开挖和模板安装，有效的避免了由于尺寸不够造成的偷工减料，方便了监管人员工程检查，工程质量得到了保证。钢制模具设计尺寸和成品如图1所示。

图1 钢制模具设计尺寸和成品

②采用拼装式钢模预制的混凝土拱形骨架湖泊，表面光滑平整，美观大气。

③拼装式钢模具单件重量不超过30 kg，一个工人可以搬运半个拱圈，方便了材料转运。改良后的模板加固联结方式更加简单便捷，两个工人一天可以装配或拆除8个拱圈，大大提升了生产效率，为施工班组节省了成本。

④拼装式钢模具可以回收，重复和长久使用，节约了路基整治成本。

（3）刷坡放线：路基整治时路堑和路堤按设计坡比进行刷坡，因考虑既有线路行车安全和信号缆线安全等问题，刷坡采用人工开挖刷方，刷坡时采用坡度尺控制坡率并随时矫正。刷坡后由专业施工测量人员用全站仪或经纬仪放线，依据设计图纸测量路基设计边线及路基护坡基础边线，在施工场地附近布置控制桩，根据现场坡长结合设计图纸排出骨架位置，基本按照每3.5 m 一层拱圈进行设置，5 m 以下不设置拱圈的原则。确定骨架拱圈拱柱位置后，撒白灰线并放线进行标识，线绳距离坡面预留15 cm-25 cm 以便后期堆土，每20 m 一个控制点，骨架基坑开挖采用人工开挖，保证了基础的结构尺寸满足设计要求，也减少混凝土浇筑过程中对基坑的扰动，挖基土要清理到基坑外边缘外1 m以上，确认位置无误后方可开挖。

（4）基坑开挖：人工开挖骨架基槽时，从上往下开挖，并修筑方便施工人员上下的台阶。基槽开挖沿线路方向长度不能太长，能保证2天左右混凝土浇筑数量即可，在基槽开挖完成后应立即进行钢模板支设、浇筑混凝土施工，以防止基槽暴露时间过长造成边坡坍塌，或者因下雨雨水冲刷导致的塌方，从而破坏路基本体稳定性。基槽开挖成型后人工挂线修整，以确保基槽尺寸符合设计要求。

（5）拱形骨架拼装式钢模板安装：拱形骨架拼装式钢模板采用50 cm（高）×0.3 cm（厚）钢板。共有六部分组成，单件重量不超过30 kg。进行混凝土浇筑前，人工清理钢模表面后抹油，便于后期拆模。铺设钢模骨架效果如图2所示。

图2 铺设钢模骨架效果

（6）浇筑混凝土：商品混凝土采用标号为C25-C30 的砼，运输跟据实际情况采用搅拌车、地泵、和小车配合使用，砼现浇时控制混凝土塌落度，必要时加入早强剂，分层分段现浇拱圈拱柱，注意混凝土不能过稀从而溢出钢模具。混凝土使用的水泥使为C32.5 普通硅酸盐水泥，水泥必须使用“海螺牌”，以保证质量，黄砂采用中粗砂，含泥量小于5%。路基整治前后对比如图3所示。

图3 路基整治前后对比

3 路基整治安全控制措施

3.1 设置标准高度刚性硬隔离

在往年路基整治施工中的隔离措施为彩条旗或钢管脚手架，整体外观不良，安全不受控，如在合九线路肩整治施工时因既有路基顶面宽度小于标准，作业工具和人员容易侵入铁路限界，设置不规范也造成来车时火车司机不能准确辨认施工现场，存在很大安全隐患，导致原有隔离措施无法有效保护作业人员劳动安全。经过改进现采用统一高度1.5 m 刚性隔离网片将作业地段与线路进行全封闭隔离，设置刚性立柱和刚性网片距离线路中心不小于2.44 m，刚性隔离的立柱全部采用“丁”字结构用以保证结构的稳定性，采用改进工艺后的刚性隔离即保证了作业人员安全和行车安全，也将现场施工安全隐患消灭在萌芽状态，整体施工过程安全受控。

3.2 整治现场安装无线视频监控

施工现场设置无线视频监控系统，通过5G 移动互联网，现场的无线视频监控探头与电脑和手机通过APP 网络连接，通过360°旋转高清摄像头，段路桥科和调度能够随时掌握现场施工质量、进度和安全。现场的无线视频监控可随时拆卸、随时移动，电源采用太阳能板和外接电源两种方式供电，随时存档形成影像资料。路基整治施工结束，移动视频监控由段委托专业技术人员拆除存放，在下次路基整治工程中继续使用，无线监控视频设备重复利用也能间接节支降耗，能有效管理现场施工。无线视频监控效果如图4所示。

图4 无线监控效果

4 结束语

经过路基整治现场的实践和反馈，通过运用定制钢模和无线监控等技术，能有效提升现场施工质量、安全和进度，避免了模具费用重复支出并带来了较高的经济效益。该项应用方法和技术简便有效，可以为今后路基加固、基础防渗、改善边坡稳定和路基排水效果提供经验和借鉴，对既有铁路路基边坡加固技术具有重要意义，也为今后铁路维修养护作业中，探索同类型安全、高效、简便和新型的作业工机具和材料，采用创新性的作业方法，值得铁路行业推广应用。