(1.山東魯橋建設(shè)有限公司，山東 章丘 250000；2.中石化重型起重運(yùn)輸工程有限責(zé)任公司，北京 100029)

引言

實(shí)現(xiàn)工程作業(yè)的綠色環(huán)保是當(dāng)前我國(guó)建設(shè)行業(yè)的重要任務(wù)和目標(biāo)。高壓水射流破除混凝土技術(shù)因具有環(huán)保、高效、便捷、安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)以水為介質(zhì)，采用增壓設(shè)備和特定噴頭產(chǎn)生具有極大能量的高速水流，混凝土本身為三相多微孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)水流沖擊混凝土表面時(shí)，高壓水在其孔隙中產(chǎn)生超壓，當(dāng)孔隙中的水壓>混凝土強(qiáng)度時(shí)，混凝土將發(fā)生斷裂，破碎后的混凝土將隨水流被沖走[1]，而混凝土內(nèi)部的鋼筋在高壓流下不會(huì)產(chǎn)生破壞，具體工作過(guò)程如圖1所示。射流產(chǎn)生的水流可吸收混凝土破碎的粉塵，從而減少環(huán)境污染。

圖1 高壓水射流破除混凝土原理

1 工程概況

濟(jì)南至青島高速公路改擴(kuò)建工程全長(zhǎng)為309.20 km，始于青島即墨市朱官莊的新主線收費(fèi)站，終點(diǎn)為濟(jì)南零點(diǎn)立交。該工程區(qū)間內(nèi)規(guī)劃有高架橋2座、大橋4座、中橋8座、小橋14座、匝道跨線橋6座、分離立交14座、通道67座、服務(wù)區(qū)1處、互通立交8處、天橋4道、涵洞181道[2]。該工程線路長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)物多、工期緊，改擴(kuò)建過(guò)程中需對(duì)現(xiàn)有混凝土進(jìn)行破除。為了降低施工對(duì)交通的影響，改擴(kuò)建過(guò)程中現(xiàn)有雙向四車道仍正常運(yùn)行，這對(duì)施工組織與施工安全帶來(lái)較大挑戰(zhàn)。

2 高壓水射流技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 安全性

高壓水射流破除混凝土技術(shù)的安全性體現(xiàn)在兩方面：

(1)高壓水射流破除混凝土的施工器械無(wú)需近距離手持操作，也無(wú)需振動(dòng)，操作人員在施工過(guò)程中更為安全。

(2)高壓水射流破除混凝土僅是對(duì)現(xiàn)有混凝土進(jìn)行局部的保護(hù)性破碎和拆除，并不會(huì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)造成損傷，能有效地保障結(jié)構(gòu)的安全。

2.2 適用性

高壓水射流破除混凝土所采用的施工設(shè)備可在頂面、地面、垂直面、水平面及狹小空間內(nèi)開(kāi)展作業(yè)，解決了以往破除混凝土?xí)r施工機(jī)械在頂部和側(cè)面施工效率低，且無(wú)法在狹小區(qū)間施工的問(wèn)題，具有較為廣泛的適用性。

2.3 精準(zhǔn)性

高壓水射流混凝土清除設(shè)備可通過(guò)計(jì)算機(jī)編程控制打擊次數(shù)、射流水流量和壓力等，實(shí)現(xiàn)混凝土破碎深度和面積的精準(zhǔn)控制，并且破碎后的混凝土界面光滑而平整。同時(shí)由于鋼筋本身的致密性，高壓水射流破除過(guò)程中不會(huì)對(duì)鋼筋造成損傷，而且可清除鋼筋表面的氯化物等污染物或附著物，增加鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度[3]。

2.4 環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性

以往的混凝土破除方法會(huì)產(chǎn)生噪音和粉塵，對(duì)周圍環(huán)境造成噪音污染和粉塵污染。高壓水射流破除混凝土技術(shù)則滿足國(guó)家和地方對(duì)施工環(huán)保的總體要求，其施工設(shè)備清潔環(huán)保，能有效減少對(duì)資源和能源的消耗量，降低廢品率和污染物的排放。該工程中采用高壓水射流設(shè)備為低噪聲設(shè)備，底座裝有防震儀。高水壓射流技術(shù)以水為介質(zhì)，避免了堅(jiān)硬物體之間碰撞摩擦產(chǎn)生的噪音。

因此，高水壓射流破除混凝土技術(shù)具有施工高效、精準(zhǔn)特點(diǎn)，可有效縮短工期，降低污染，具有明顯的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

3 高壓水射流技術(shù)施工方法

首先，對(duì)需要維修的橋梁鉸縫、梁板、橋面連續(xù)、橋面鋪裝損傷情況進(jìn)行病害檢測(cè)，確定維修范圍，然后對(duì)維修部位進(jìn)行破除后重新澆筑?；炷猎陂L(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生風(fēng)化、斷裂等現(xiàn)象，使鋼筋暴露在空氣中，發(fā)生銹蝕。因此，可采用高壓水射流技術(shù)對(duì)混凝土表面進(jìn)行拉毛處理和清洗處理[4]。

對(duì)已損壞的混凝土進(jìn)行破除處理，對(duì)外露鋼筋及銹蝕鋼筋進(jìn)行清洗、防銹、阻銹處理。高壓水射流技術(shù)是通過(guò)高壓水射流來(lái)沖洗損壞的混凝土，進(jìn)而修復(fù)和改造混凝土。用高壓水射流破除混凝土是一項(xiàng)環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的新工藝，具有無(wú)粉塵、噪音小、效率高、對(duì)原結(jié)構(gòu)無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)，適用于建筑物混凝土修復(fù)工程[5-7]。

在應(yīng)用高壓水射流技術(shù)時(shí)，重要隱患是水土流失和水污染問(wèn)題，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)控制路基開(kāi)挖范圍，并采取防止水土流失的相應(yīng)措施，主線施工便道外側(cè)(靠近征地紅線側(cè))設(shè)置截面為矩形的排水溝，截面尺寸為30 cm × 50 cm。水流縱向流向原濟(jì)青高速涵洞、通道處，沿原有水溝排入溝渠內(nèi)。此外，在江家牌坊便道兩側(cè)坡腳處設(shè)置了截面為矩形的排水溝，截面尺寸為100 cm × 80 cm，水流通過(guò)排水溝縱向流向劉公河內(nèi)。有害物質(zhì)和未經(jīng)處理的建筑廢水不得直接排入江河和其他流域。為防止建筑廢水污染水資源，有必要建造沉降過(guò)濾器和隔油池。

4 高壓水射流技術(shù)施工組織

4.1 施工準(zhǔn)備

確定修復(fù)位置，將設(shè)備帶入施工現(xiàn)場(chǎng)，在施工場(chǎng)所設(shè)置安全距離并放置警示牌，防止施工過(guò)程中混凝土塊體飛濺傷人。

4.2 平面布置

濟(jì)南至青島高速公路改擴(kuò)建工程是在現(xiàn)有高速公路通車條件下進(jìn)行的，為了確保車輛安全通行，應(yīng)在施工場(chǎng)地與運(yùn)行車道之間設(shè)置防護(hù)網(wǎng)。為了不影響車輛的正常通行，改擴(kuò)建工程的施工順序如下：

(1)原位重建橋梁采用“先拆后建”的施工原則，原道路交通繞行通過(guò)。A幅雙向四車道通行，B幅上跨橋的梁板和墩柱拆除，如圖2所示。

圖2 平面布置示意圖

(2)將車輛調(diào)整至B幅雙向四車道行駛，A幅上跨橋的梁板及墩柱拆除、新建樁基及墩柱，如圖3所示。

圖3 平面布置示意圖

(3)B幅雙向四車道行駛，安裝A幅30 m小箱梁，如圖4所示。

(4)A幅雙向四車道行駛，安裝B幅30 m小箱梁，如圖5所示。

圖5 平面布置示意圖

(5)雙向八車道通行，如圖6所示。

圖6 平面布置示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

在濟(jì)南至青島高速公路改擴(kuò)建工程中，應(yīng)用高壓水射流破除混凝土技術(shù)，工程效率是以往破除混凝土技術(shù)的10～15倍，且僅對(duì)局部破除混凝土區(qū)域產(chǎn)生損傷，很大程度上降低了經(jīng)濟(jì)損失，總體效果令人滿意，可見(jiàn)該技術(shù)是一項(xiàng)高效、節(jié)能、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)施工工藝。隨著我國(guó)建設(shè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于原有混凝土的修護(hù)和改造方面越來(lái)越重視，該技術(shù)具有很大優(yōu)勢(shì)，將會(huì)具有很好的應(yīng)用前景。