一种路基边坡骨架施工工艺及模具的制作方法

本发明涉及一种路基边坡骨架施工工艺及模具。

背景技术：

骨架护坡是指在公路、铁路路基边坡上，使用混凝土或浆砌片石形成的框架式构筑物，框架中间植草防护，以防止路基边坡溜坍，是路基的组成部分，属路基的防护工程。目前，传统采用定型钢模或木模在现场浇筑护坡用骨架小预制构件的模式已趋于标准化施工，伴随科技的不断发展，该种方法显露出弊端：其一，采用标准化施工投入比例大，模具不能循环利用；其二，施工过程对操作人员要求高，人为操作不当，很容易导致蜂窝麻面、缺棱掉角；其三，预制构件运输、安装浪费严重；其四，建成后，也较易发生因暴雨、洪水造成边坡坍塌、路基边坡滑移等坡面水毁情况的发生。在生产实践中，虽然施工单位积极采取相应措施提高施工质量，但在实地考察中仍会发现小型构筑物破损以及路基水毁现象，因此急需一种有针对性的、新的卓有成效的解决方法为之实施。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于克服传统路基边坡骨架小型预制构件安装过程浪费，不符合标准化建设施工要求，无法进行集中预制管理，而提供一种简单高效的路基边坡骨架施工工艺。

为实现上述目的，本发明提出一种路基边坡骨架施工工艺，它包括的步骤是:

步骤一，进行施工准备；根据标准化施工标准，建立标准化的骨架预制构件生产场所，以方便对边坡用骨架预制构件进行集中预制、存放和调用；

步骤二，模具制造；采用3d打印机打印边坡用骨架预制构件的塑料模具，并控制模具尺寸精度在±0.05mm；

步骤三，砼拌制；根据设计要求，在预制场采用拌和机集中拌制，拌制期间，随时检测进场材料，确保材料合格和品质稳定；混凝土搅拌之前，对原材料进行含水量检测，确保配合比数据的准确性，混凝土搅拌过程中随时抽检坍落度，保证其能够充分搅拌；

步骤四，砼入模；将打印出的预制构件的模具放置在振动台上，并根据设计要求对是否在模具中安置钢筋网进行取舍，通过临时存放混凝土的料斗对准模具进行卸料，卸料时应一次填足，不得出现断续添加现象，以避免混凝土后续添加的部分因振动时间不足，出现气泡和蜂窝麻面；

步骤五，砼振动；对混凝土入模完成后，采用振动台将模具内的混凝土振动均匀；

步骤六，收面、运输；振动结束，将模具连同其内部的砼结构一并运至养护区后，分类存放并采用油灰刀进行收面，保证砼表面平整；

步骤七，预制构件脱模；采用色拉油作为脱模剂；采用人工脱模，脱模时保证混凝土悬空距地面高度不大于5cm；脱模后，对模具进行清洗后，再次涂抹脱模剂，重复步骤四至步骤七对砼结构进行预制；

步骤八，混凝土养护；将脱模后的砼结构预制构件利用土工布覆盖，并对预制构件由专人负责洒水养护；要求覆盖养护不小于7天；

步骤九，对预制构件进行外观检查及抽检；预制构件脱模后对每个构件的外观进行检查，预制构件外观要求线条顺直，表面平整，无蜂窝、麻面、掉角；对达到28天强度且设计有钢筋的预制构件进行抽查和破检，检测强度、尺寸及内部钢筋状况；检测不合格的批次进行销毁处理；

步骤十，打包、码放、建数据库；对已达到一定强度且合格的成品预制构件进行打包处理，以节省空间及方便运输；预制构件按型号、种类分开码垛；实时更新成品数据库中的数据记录；

步骤十一，成品展示、培训；为达到拼装标准化，在成品展示区对施工人员进行示范拼装，并交代安装控制要点：包括安装前对边坡面验收、刻槽深度、线型顺直、未设计接缝位置的预制构件要进行勾缝、压顶预制构件要与平台顺接平滑；

步骤十二，运输、安装；现场安装施工与路基填、挖施工方的施工进度同步，现场坡面验收后，并使用测距仪对现场进行核实，结合3d打印的模具的数据模型，精确计算出坡面面积及预制构件数量，对实际需要的预制构件向骨架预制构件生产场所进行申请运输数量，生产场所人员做好出库记录并通过微机更新在数据库中，用叉车将运输至现场的打包预制构件进行分类卸放，并避免预制构件吊装运输过程中碰坏破损；经边坡施工队伍进行安装，确保坡面防护及时、稳定，杜绝安装不规范导致坡面冲刷。

这样，对路基边坡骨架施工中，为了减小标准化建设施工投入比例，避免安装过程浪费小预制构件，通过引进3d打印技术、对路基边坡骨架用到的小型预制构件打印出高强塑料定型模具、有效避免所制造的预制构件出现毛刺，蜂窝麻面等不良现象，可以实现生产出较为完美的预制构件。通过标准的各个预制构件，利用其设有的砌合口，可以实现较为完美的砌合，从而实现对整个路基边坡施工质量和效率的提升。另外，通过建立标准化的骨架预制构件生产场所，实现对边坡用骨架预制构件的集中预制、存放和调用；还利用测距技术及模块管理系统，对整个路基边坡骨架施工过程进行集中预制管理和控制，建立起健全、统一、科学规范的施工体系。

另外，根据本发明实施例可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，步骤三中具体包括，坍落度控制在70-90mm，拌和机每盘混凝土搅拌时间控制在120s。

根据本发明的一个实施例，步骤五中，对砼结构预制构件的振动时间为60秒；振动台电机功率介于1.2kw～1.5kw。

根据本发明的一个实施例，步骤十中，其中拱形骨架预制构件码垛不超过8层，盖板码垛不超过5层。

另外，还有针对性的提出一种路基边坡骨架施工工艺的模具，它包括上模和下模，所述上模包括第一矩形槽，所述第一矩形槽包括第一前帮和与第一前帮正对且平行的第一后帮，所述第一前帮和第一后帮均为所述第一矩形槽的长边，所述第一前帮和所述第一后帮的左右两端之间分别连接有第一左帮和第一右帮，所述第一前、后、左、右帮下方连接有第一槽底，沿所述第一前帮至第一后帮的方向上，在所述第一矩形槽的所述第一后帮的外侧面上与设有的第二矩形槽的第二左帮和第二右帮以及第二槽底的一端连接，所述第二左帮和第二右帮相互平行，所述第二左帮和第二右帮以及第二槽底的另一端与第二后帮连接，所述第二左帮和第二右帮以及所述第二槽底的中段靠近所述第二后帮一侧的外侧壁上连接有与所述第二左帮和第二右帮以及所述第二槽底的轴向垂直的u型挡板，所述u型挡板包括分别对应连接在所述第二左帮和第二右帮的外侧壁的左耳板和右耳板以及对应连接在所述第二槽底的底外侧上的立板，所述第二槽底平行于第一槽底且标高高于所述第一槽底，所述立板的下边缘位于所述第一槽底的延伸面上。

所述下模包括无底的矩形框，所述矩形框包括第三左帮和第三右帮以及与所述第三左帮和第三右帮的前端连接的第三前帮，所述第三左帮和第三右帮的后端分别通过插销和第三后帮的两端活动铰连接，所述第三前帮包括设有的第一u型槽口，所述第一u型槽口与所述上模的第一矩形槽的第一左帮和第一右帮以及第一槽底相配合，所述第三后帮包括设有的第二u型槽口，沿所述第一u型槽口至所述第二u型槽口的方向上，在所述第三后帮的第二u型槽口上连接有和第二u型槽口的口径相一致的托槽，所述托槽包括与第二u型槽口连接的托槽左帮和托槽右帮以及托槽底板，所述第二u型槽口以及所述托槽分别与所述上模的所述u型挡板的左耳板和右耳板的外边缘以及立板的下边缘配合。

所述第二左帮和第二右帮以及所述第二槽底的中段内侧壁上连接有与所述第二左帮和第二右帮以及所述第二槽底垂直的加强挡板。

本方案利用3d打印技术打印路基边坡骨架用到的小型预制构件模具，实现对整个路基边坡施工质量和效率的提升。另外，通过建立标准化的骨架预制构件生产场所，实现对边坡用骨架预制构件的集中预制、存放和调用；还通过模具制造，砼制造、养护、码放、检验、入库、出库、安装一系统的环节进行控制，建立健全、统一、科学规范的施工体系，一方面保障了小型预制构件耐久美观和经济实用，另一方面还使小型预制构件生产施工过程做的标准可控，有效保障了工程质量，因此具有推广价值。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，

图1是一种路基边坡骨架施工工艺流程示意图；

图2是一种路基边坡骨架施工工艺的模具的下模示意图；

图3是一种路基边坡骨架施工工艺的模具的上模示意图；

图4是图2下模的a-a`向剖视示意图；

图5是图3上模的b-b`向剖视示意图；

图6是u型挡板的示意图；

图7是图2和图3上、下模装配示意图；

其中，101.第三左帮，102.托槽左帮，103.第二u型槽口，104.托槽底板，105.托槽右帮，106.第三后帮，107.第三右帮，108.第一u型槽口，109.第三前帮，110.矩形框，111.插销,201.左耳板，202.第二后帮，203.立板，204.右耳板，205.第二右帮，206.第二槽底，207.第一右帮，208.第一槽底，209.第一前帮，210.第一后帮，211.第一左帮，212.加强挡板，213.第二左帮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图进一步说明；

公路(铁路)边坡常采用人字形或圆形的骨架施工工艺，为改进工艺，我单位在厦沙高速公路建设实践中探索出了针对小型混凝土预制构件模块化施工方法，通过采用建设标准化的预制场、利用3d设计打印高强塑料定型模具、将模块化小型预制构件预制安装施工，解决了小型预制构件外观质量问题，提升了施工工艺。随着福建省高速公路事业的快速发展及标准化的推广，但在实践中考察发现：小型预制构件破损、水毁依然存在，因此需要建立一套更为健全、统一、科学规范的施工体系，来确保小型预制构件工程质量，图1中展示了一种路基边坡骨架施工工艺，它包括的步骤是:

步骤一，进行施工准备；根据标准化施工标准，建立标准化的骨架预制构件生产场所，以方便对边坡用骨架预制构件进行集中预制、存放和调用；

步骤二，模具制造；采用3d打印机打印边坡用骨架预制构件的塑料模具，并控制模具尺寸精度在±0.05mm；模具的槽底厚度不小于3mm，侧帮厚度不低于4mm，可以在模具的非工作面上设置加强棱，加强棱间距不大于5cm；

步骤三，砼拌制；根据设计要求，在预制场采用拌和机集中拌制，拌制期间，随时检测进场材料，确保材料合格和品质稳定；混凝土搅拌之前，对原材料进行含水量检测，确保配合比数据的准确性，混凝土搅拌过程中随时抽检坍落度，保证其能够充分搅拌；这里，配合比数据应根据现有的技术标准的规定且符合设计要求。

步骤四，砼入模；将打印出的预制构件的模具放置在振动台上，并根据设计要求对是否在模具中安置钢筋网进行取舍，通过临时存放混凝土的料斗对准模具进行卸料，卸料时应一次填足，不得出现断续添加现象，以避免混凝土后续添加的部分因振动时间不足，出现气泡和蜂窝麻面；

步骤五，砼振动；对混凝土入模完成后，采用振动台将模具内的混凝土振动均匀；振动台高度以人工操作方便为宜；

步骤六，收面、运输；振动结束，将模具连同其内部的砼结构一并运至养护区后，分类存放并采用油灰刀进行收面，保证砼表面平整；

步骤七，预制构件脱模；采用色拉油作为脱模剂；采用人工脱模，脱模时保证混凝土悬空距地面高度不大于5cm；脱模后，对模具进行清洗后，再次涂抹脱模剂，重复步骤四至步骤七对砼结构进行预制；

步骤八，混凝土养护；将脱模后的砼结构预制构件利用土工布覆盖，并对预制构件由专人负责洒水养护；要求覆盖养护不小于7天；

步骤九，对预制构件进行外观检查及抽检；预制构件脱模后对每个构件的外观进行检查，预制构件外观要求线条顺直，表面平整，无蜂窝、麻面、掉角；对达到28天强度且设计有钢筋的预制构件进行抽查和破检，检测强度、尺寸及内部钢筋状况；检测不合格的批次进行销毁处理；

步骤十，打包、码放、建数据库；对已达到一定强度且合格的成品预制构件进行打包处理，以节省空间及方便运输；预制构件按型号、种类分开码垛；实时更新成品数据库中的数据记录；

步骤十一，成品展示、培训；为达到拼装标准化，在成品展示区对施工人员进行示范拼装，并交代安装控制要点：包括安装前对边坡面验收、刻槽深度、线型顺直、未设计接缝位置的预制构件要进行勾缝、压顶预制构件要与平台顺接平滑；

步骤十二，运输、安装；现场安装施工与路基填、挖施工方的施工进度同步，现场坡面验收后，并使用测距仪对现场进行核实，结合3d打印的模具的数据模型，精确计算出坡面面积及预制构件数量，对实际需要的预制构件向骨架预制构件生产场所进行申请运输数量，生产场所人员做好出库记录并通过微机更新在数据库中，用叉车将运输至现场的打包预制构件进行分类卸放，并避免预制构件吊装运输过程中碰坏破损；经边坡施工队伍进行安装，确保坡面防护及时、稳定，杜绝安装不规范导致坡面冲刷。

步骤三中具体包括，坍落度控制在70-90mm，拌和机每盘混凝土搅拌时间控制在120s。

步骤五中，对砼结构预制构件的振动时间为60秒；振动台电机功率介于1.2kw～1.5kw。

步骤十中，其中拱形骨架预制构件码垛不超过8层，盖板码垛不超过5层。

图2至图7中针对现在常用的一种砼结构预制构件，还有针对性的提供了一种路基边坡骨架施工工艺的模具，它包括上模和下模，所述上模包括第一矩形槽，所述第一矩形槽包括第一前帮209和与第一前帮209正对且平行的第一后帮210，所述第一前帮209和第一后帮210均为所述第一矩形槽的长边，所述第一前帮209和所述第一后帮210的左右两端之间分别连接有第一左帮211和第一右帮207，所述第一前、后、左、右帮下方连接有第一槽底208，沿所述第一前帮209至第一后帮210的方向上，在所述第一矩形槽的所述第一后帮210的外侧面上与设有的第二矩形槽的第二左帮213和第二右帮205以及第二槽底206的一端连接，所述第二左帮213和第二右帮205相互平行，所述第二左帮213和第二右帮205以及第二槽底206的另一端与第二后帮202连接，所述第二左帮213和第二右帮205以及所述第二槽底206的中段靠近所述第二后帮202一侧的外侧壁上连接有与所述第二左帮213和第二右帮205以及所述第二槽底206的轴向垂直的u型挡板，所述u型挡板包括分别对应连接在所述第二左帮213和第二右帮205的外侧壁的左耳板201和右耳板204以及对应连接在所述第二槽底206的底外侧上的立板203，所述第二槽底206平行于第一槽底208且标高高于所述第一槽底208，所述立板203的下边缘位于所述第一槽底208的延伸面上。这样保证了预制构件的上表面的高度一致的情况下。利用第二槽底206与第一槽底208的标高差构造出砌合口部，而且在砌合的时候，各个砌合口的配合标高高度一致，这样大大提高了坡面抵御破损、水毁的能力。

所述下模包括无底的矩形框110，所述矩形框110包括第三左帮101和第三右帮107以及与所述第三左帮101和第三右帮107的前端连接的第三前帮109，所述第三左帮101和第三右帮107的后端分别通过插销111和第三后帮106的两端活动铰连接，所述第三前帮109包括设有的第一u型槽口108，所述第一u型槽口108与所述上模的第一矩形槽的第一左帮211和第一右帮207以及第一槽底208相配合，所述第三后帮106包括设有的第二u型槽口103，沿所述第一u型槽口至所述第二u型槽口的方向上，在所述第三后帮106的第二u型槽口103上连接有和第二u型槽口103的口径相一致的托槽，所述托槽包括与第二u型槽口103连接的托槽左帮102和托槽右帮105以及托槽底板104，所述第二u型槽口103以及所述托槽分别与所述上模的所述u型挡板的左耳板201和右耳板204的外边缘以及立板203的下边缘配合。

所述第二左帮213和第二右帮205以及所述第二槽底206的中段内侧壁上连接有与所述第二左帮213和第二右帮205以及所述第二槽底206垂直的加强挡板212。此外，为加强模具的整体强度，可以在构成所述第一矩形槽的第一前、后、左、右帮的内侧壁，第二矩形槽的第二左帮213、第二右帮205和第二后帮202的内侧壁，u型挡板朝向所述第二后帮202的一侧表面，由第三左帮101和第三右帮107以及第三前帮109、第三后帮106构成的矩形框110的框外侧壁，以及所述托槽的托槽左帮102和托槽右帮105以及托槽底板104背对与所述u型挡板的配合面的外侧壁上分别设置加强棱。

通过将上、下模配合好，并安置在振动台上，在混凝土入模后完成振动，通过上模和下模的相对水平滑移，使上模和下模配合位置发生变化，当u型挡板在托槽上的位置的不同，可以实现预制出砌合子口长度不同的砼结构预制构件，这样可以根据实地考察情况，有针对性的通过增强预制构件砌合口的砌合力度，提高抵御边坡水毁、构件破损等能力。脱模时，采用色拉油作为脱模剂，并采用人工脱模，首先，将上模移除，并将下模上的插销111拔出，使第三左帮101和第三右帮107与后端的第三后帮106的两端分离，先将下模第三左帮101和第三右帮107以及与所述第三左帮101和第三右帮107的前端连接的第三前帮109垂直方向上脱模，保证混凝土悬空距地面高度不大于5cm；再将第三后帮106连同托槽水平横向脱模。如此步骤是针对该种砼结构的具体形状特点，保障该种预制砼结构的砌合子口的完整，脱模完成后，对上、下模进行清洗，再次涂抹脱模剂，利用插销111将下模插接好，重复进行该种砼结构的预制。

另外也可以在步骤二中，利用扫描设备对边坡现场地形进行数据采集，进而建立现场地形的数字模型，采用3d打印机根据生成的数字模型，对应现场地形的各个区域，分别打印出所使用的各个预制构件的模具；这样将使所生产的预制构件与现场一一对应起来，实现更为精准和经济的公路或铁路的路基边坡骨架的施工。这样可以彻底避免生成和运输预制构件到现场时，多运将造成预制构件的浪费、少运将增加运输量的情况发生。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。