拋丸機施工工藝在大橋防水層施工的應用

1、概述
　　拋丸機施工是通過機械的方法把丸料（鋼丸或沙粒）以很高的速度和一定的角度拋射到工作表面上，讓丸料沖擊工作表面，然后在機器內部通過配套的吸塵器的氣流清洗作用，將丸料和清理下來的雜質分別回收，并且使丸料可以再次利用的技術。由于拋丸技術與裝備性能不斷提高，不但應用范圍逐步擴大，拋丸機配有除塵器，可做到無塵、無污染施工，既提高效率，又保護環(huán)境。該工藝大大提升橋面防水層的施工質量，延長橋面鋪裝層的使用壽命。
　　松花江大橋全長1194.58m，橋面鋪裝采用8cmC50防水混凝土，經(jīng)防水層處理后，上設10cm聚酯纖維改性瀝青混凝土，瀝青砼鋪筑寬度19m，東引橋鋪筑寬度13.25m，直引橋鋪筑寬度12.05m。為了克服防水層和面層以及橋面黏結強度不足而產(chǎn)生推移的病害，以及由于滲水甚至造成的混凝土疏松、脫落，鋼筋銹蝕，縮減橋面使用壽命，增加維護成本。針對傳統(tǒng)混凝土表面拉毛、鑿毛質量不均勻以及人為因素影響，通過采用使用混凝土表面拋丸施工工藝，做到混凝土表面的浮漿、雜質清理和清除干凈，并在清理的同時對混凝土表面進行了打毛處理，使其表面均勻，粗糙，大大提高防水層和混凝土基層的黏結強度。
　　
　　2、工藝原理
　　通過拋丸機旋轉葉輪將相應粒徑鋼丸料以很高的速度（約50～70米/秒）和一定的角度（噴射角度可控制在30°～80°之間）拋射到工作表面上，讓鋼丸高速沖擊混凝土表面，借助于鋼丸的沖擊作用達到處理混凝土表面浮漿、附著物以及其他需要清理的物質，同時對混凝土表面形成相應粗糙度的一種表面處理的方法。打擊過表面的鋼丸、灰塵、雜質一同經(jīng)歷反彈室離開儲料斗的上方。在配套外接大功率吸塵設備產(chǎn)生的負壓（負壓表指針控制在10以下）和本身撞擊的反彈作用下，經(jīng)過儲料斗上方的別離裝置將丸料和灰塵別離，丸料進到儲料斗持續(xù)循環(huán)運用。雜質則經(jīng)過銜接管進到除塵器，經(jīng)過配套吸塵器的氣流清洗，將丸料和清理上去的雜質分別回收，而且使丸料能夠再次應用。拋丸機配有除塵器，可做到無塵凈化施工，既提高清理效率，又保護了環(huán)境。（見圖1） 　　
　　圖1 　　磨料循環(huán)路徑：料斗存儲磨料→進入磨料控制閥→進人分丸輪→拋頭高速拋射→工件表面被清理→磨料反彈到回砂室→磨料被抽吸回料斗，這樣就實現(xiàn)了磨料的自動回收循環(huán)再利用。
　　 粉塵運動路徑：工件表面產(chǎn)生的粉塵及隨磨料→抽吸回料斗→經(jīng)塵砂分離器分離出粉塵→吸塵管吸入除塵器→過濾掉粉塵后的空氣排放→粉塵環(huán)保處理。
　　
　　3、主要施工配置
　　拋丸機（2-20DT）：拋丸寬度550mm、行走速度0.5～33m/min、拋丸效率～400m2/h、功率22Kw。
　　配套設備：吸塵器845DC、發(fā)電機、運輸車、拾丸器。
　　配合施工人員：拋丸操作工、鋼丸回收員、吸塵器操作工、清掃員、駕駛員、管理員6～7人。
　　
　　4. 施工工藝流程及操作要點
　　4.1 施工工藝流程如圖4.1 所示 　　
　　圖2 施工工藝流程圖 　　4.2 操作要點
　　4.2.1 橋面初步清理
　　清掃作業(yè)面，清除施工時留下的碎石、砂土、木屑等雜物。
　　保證作業(yè)面干燥，個別有少量積水的地方可將積水掃除，讓其盡快風干。
　　對高出作業(yè)面的混凝土固結體、松散的浮漿皮，提前人工鑿除。
　　表面有鋼筋露出的地方，要切割清除，保證鋼筋高出作業(yè)面的高度不大于10mm。
　　4.2.2 拋丸機的調試
　　拋丸機現(xiàn)場進行試拋施工，在試拋過程中，檢測骨料的外露程度和表面粗糙度，根據(jù)測試結果，反復調整參數(shù)，確定正式施工的以下三個關鍵參數(shù)：
　　a、控制和選擇鋼丸的大小和形狀；
　　b、調整和設定設備的行走速度；
　
　　快慢
　　隨著處理速度的降低，表面清理的深度增加。一般拋丸在混凝土表面可以處理的深度在0.1-1mm。
　　
　　c、控制鋼丸的拋射流量。
　　4.2.3 拋丸作業(yè)
　　根據(jù)調試后采用重度拋丸，行走速度12～16m/min，丸料規(guī)格S390，鋼丸拋射量采用高檔，正式進行橋面的拋丸作業(yè)，并及時回收拋丸機拋頭處溢出的鋼丸。
　　由于大面積施工，以及受機械行走和除塵管的限制，采用如下拋丸軌跡行走。行走作業(yè)面的接縫處保證至少留有5cm的搭接寬度?！?
　　 圖3拋丸軌跡圖 　　拋丸過程應連續(xù)作業(yè)，在下次之前重拋將機械倒退30cm左右，重新開始拋丸。在在作業(yè)中需注意下列幾點：
　　a、對設備狀態(tài)進行確認，每天檢查易損件磨損情況，保證易損部件完好。
　　b、設備運轉正常，除塵電機轉向正確；
　　c、及時清理除塵器內灰斗積灰，丸料和備件數(shù)量確保充足，；
　　d 、反吹氣壓控制在5～6bar；
　　e、拋丸時在接縫處設置一定的搭接，以保證拋丸面達到100%覆蓋；
　　f、施工完成后對彈落到外部的鋼丸，應用磁掃把將其收回使用。
　　
　　5．質量要求及控制
　　5.1拋丸處理表面粗糙度應滿足防水層露骨率要求，混凝土表面清潔無雜質、無浮漿、無疏松的骨料，用手觸摸有凸出感，用手錘輕輕敲擊，混凝土不起皮，骨料無松動。沒有達到要求，可以對工作面進行重復拋丸，做到表面粗糙度滿足要求。
　　5.2用標準試塊對照板，對照比較確認混凝土粗糙度。拋丸后的混凝土表面粗糙度達到SP3-SP5，（混凝土表面粗糙度對照板,依次為輕度拋丸、中度拋丸、重度拋丸）。
　　5.3測量拋打構造深度，可用鋪砂法測量，現(xiàn)場達到0.4-0.8。
　　5.4施工覆蓋面要求達到100%，為了保證拋丸處理100%覆蓋面，對防撞墻根部10cm處、邊角和凹坑位置采用人工工具打磨，鋼絲刷進行清理。
　　5.5拋丸施工中應由專門灰塵清理人員及時進行吸塵除灰，適時運出工地集中處理，避免造成二次污染。
　　5.6拋丸處理的防水層出現(xiàn)裂縫、孔洞采用砂漿型環(huán)氧樹脂進行修補，并及時進行下道防水層施工。
　　6．拋丸工藝特點
　　橋梁防水層薄，混凝土強度高，拋丸處理的表面粗糙均勻，不會破壞原結構層和平整度，通過鋼丸高速點狀沖擊不會造成骨料的松動和裂紋產(chǎn)生，極大提高防水材料的附著和滲透效果，延長路面使用壽命，比較適合橋梁防水層的處理。
　　松花江大橋防水混凝土拋丸施工處理現(xiàn)場
　　拋丸工藝通過調整行走速度和進丸量以及鋼丸的選擇，可以得到相應的處理效果。
　　拋丸機械配套完善，處理效率高。系統(tǒng)操作靈活，能夠做到處理覆蓋面100%。鋼丸回收和粉塵處理，具有經(jīng)濟效益，又利于環(huán)境保護。
　　與大型銑刨比較避免了對防水混凝土層結構損傷；比錘擊式鑿毛設備處理效率高；比小型銑刨裝置處理平整度要高。具有橋面防水層拋丸處理的特定優(yōu)勢，改善了防水層施工質量，提高了橋梁的使用壽命，經(jīng)濟效益和社會效益十分明顯。
　　拋丸工藝應用面廣，除橋面鋪裝層外，還應用于新舊混凝土結合的工程、瀝青路面防滑處理、路面標線清理等。
　　7、結語
　　通過在松花江大橋防水混凝土的拋丸運用，施工處理粗糙度達到spa5標準、拋打深度大于1mm、施工覆蓋率達100%、處理面浮漿完全清除，均勻平整，質量優(yōu)良。同時施工速度快，效率高，具有環(huán)保作用，具有很強的實用性和可操作性。