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渠道混凝土衬砌机在雷州青年运河加固工程中的设计与应用

发布时间:2011-08-18 08:36:20更新时间:2023-07-11 17:31:23 1

渠道混凝土衬砌机在雷州青年运河加固工程中的设计与应用
熊子成,现就职于广东省水电集团有限公司,从事水利水电工程建设工作。

摘 要:针对雷州青年运河加固工程渠道混凝土施工工期紧、任务重的特点,决定采用机械化衬砌方案。通过研究渠道衬砌机的施工原理,设计出一套渠道衬砌设备,经实践检验,取得了很好的施工效果。
关键词:渠道;混凝土衬砌机;设计与应用;施工

The Design and Application of Concrete Lining Machine used in Leizhou Youth Canal Reinforcent Project
XIONG Zicheng
(Guangdong hydropower group Co., LTD. 2 the company, Guangzhou,Guangdong)
Abstract:Aiming at leizhou youth canal reinforcement engineering channel concrete construction tight and heavy task, decided to adopt the characteristics of mechanized lining scheme. Through the study of channel lining construction machine principle, design a set of channel lining equipment, the test of practice has gained a good construction effect.
Key words:Channel; Concrete Lining Machine; Design and Application; Construction
1 引言
雷州青年运河加固工程渠道混凝土护坡工程量大,且工期又紧。如果采用人工衬砌,则需要投入大量人力资源,同时,施工效率低,施工质量不稳定,在规定工期内很难完成施工任务。针对上述人工衬砌的缺点,结合雷州青年运河加固工程渠道施工的质量、工期要求及工程特点,最终决定采用机械化衬砌施工方案。为满足机械化衬砌施工需要,特设计了渠道混凝土衬砌机。

根据渠道薄层混凝土衬砌工艺特点和要求,设计出的衬砌机需具备如下功能:设备安有混凝土高频振捣棒组,混凝土粗平螺旋搅轮,混凝土挤压成型滚筒等部件;设备开启运行时,能一次性完成混凝土布料、振捣密实、整平、提浆、挤压成型等工作;设备要有自动控制系统,能实现衬砌机沿轨道自动行走、自动输料、自动布料,实现对渠道护坡的自动化衬砌施工;设备还需操作简单,安装拆卸方便,性价比高。
2 工程概况
雷州青年运河加固工程位于广东省西南部的雷州半岛北部,即九洲江以南、南渡河以北,东以鉴江流域为界,西临北部湾,长277km,施工总工期为3年。其中,渠道混凝土护坡工程施工工期为10个月,护坡混凝土设计厚度为8cm。
3 渠道混凝土衬砌机的设计
3.1衬砌机整体设计
运用结构力学及钢结构相关知识进行论证后,衬砌机主体框架设计决定采用16#槽钢焊接生成,其他部件主要由行走装置、升降装置、布料系统、振动装置、滑模装置、电控系统等组成。衬砌机结构布置简图见图1。

衬砌机结构布置简图
3.1.1行走装置
行走装置采用车轮组,其上安有传动机构及轨道轮,沿导轨行走。车轮组和升降装置相连,通过调节升降装置的高度可以调整混凝土衬砌厚度。
3.1.2升降装置
采用螺旋升降机构,通过高强螺栓联结支承主框架,用以调整衬砌厚度,弥补导轨及坡面高差,保证护坡混凝土厚度。
3.1.3振捣整平装置
振捣整平装置是一台用滑轮卡在机架下侧槽钢内的小车,可沿槽钢上下匀速移动,其上装有螺旋杆、振捣棒及滚筒。工作时,先由螺旋杆将浆料摊平,再经振捣棒密实提浆,最后由滚筒挤压成型。
3.1.4布料系统
布料系统包括一台皮带机、一个下料筒和一块挡板,其中,下料筒用滑轮卡在衬砌机左侧槽钢内,可沿槽钢移动,挡板焊接在下料筒上方,皮带从挡板与下料筒之间穿过,其作用是将皮带上面的混凝土浆料挡进下料筒内。布料系统工作原理:皮带与下料筒各自独立移动,当拌和车将混凝土卸进衬砌机的进料仓内后,皮带机开始传送混凝土,通过皮带上方的挡板(与下料筒焊接,跟随下料筒一起移动)将混凝土挡进下料筒内,通过下料筒将混凝土铺填在待衬砌的坡面上。通过下料筒的上下移动,以及衬砌机的水平移动,即可将浆料布满整个坡面。
3.1.5电气系统及平台
操作人员在电气系统控制平台上通过各类按钮,对衬砌机整个衬砌过程进行操控,可实现布料、摊平、振捣、压平等工作自动化运行。
3.1.6设备操控运行过程
设备开启,混凝土浆料进料仓、皮带传送浆料、挡板将浆料挡进下料筒内、下料筒沿衬砌机上下移动,同时衬砌机沿导轨水平移动、启动振捣整平装置上的螺旋杆、振捣棒、及滚筒设备,转动的螺旋杆能将浆料摊平,在经振捣棒密实提浆,最后用滚筒压平,随着振捣整平装置沿衬砌机上下移动,从而实现对整个坡面的衬砌施工。
3.2自动控制系统
自动控制系统控制室安装在衬砌机下水平端,在控制室内安有一个总控制柜,操作人员通过总控制柜即可实现衬砌机行走、皮带传送、下料筒布料、振捣整平装置振捣整平等的自动化控制。
3.3防黏结及清洗系统
为防止混凝土黏结在与衬砌机有接触的部件上,造成清洗困难,在设备正式投入使用前对和混凝土有接触的进料仓、下料筒及挡板、振捣整平装置等部位先行喷涂防混凝土黏结漆。
3.4衬砌机在实际运用中应注意的问题
通过工程实践,总结出衬砌机在实际生产中应特别注意以下几点:
①导轨。导轨两边需用钢钎固定牢固不能有任何晃动,否则会导致衬砌机在导轨上移动时不稳,甚至脱轨。
②衬砌厚度。衬砌厚度是保证施工质量的前提,在衬砌机开始运行之前,需先通过升降装置调整好衬砌机高度,使振捣整平装置上的滚筒与坡面的距离恰好等于混凝土护坡设计厚度8cm。
③浆料的和易性。整个衬砌施工过程均需密切关注混凝土浆料的和易性,以保证塌落度合适,取得良好的成型效果。
④抹面压光。抹面压光工序需人工进行,选取有经验的老师傅在最佳时机进行抹面至关重要,只有把握好最佳压光时机,才能保证护坡混凝土面板外观光洁、平顺,同时减少混凝土面板表面裂纹。
⑤切割胀缝。切割胀缝时需特别注意两点:选择最佳切割时间以及不能损坏混凝土面板下的土工膜。最佳切缝时间必须选在混凝土有一定强度后而又尚未开始降温之间,为保护好土工膜,特采用事先在切缝部位的土工膜上钉一条3mm厚度50mm宽的胶合板,并标记好准确位置,切缝时一见胶合板就收手。
4.结束语
经在雷州青年运河加固工程中实践,本衬砌机取得了很好的生产效果,实现了渠道混凝土布料、振捣密实、提浆、挤压成型等工作的一次性自动化完成,且性价比极高,结构简单,操作简便,无论是增产设备还是培训新操作人员均十分便捷,极大的减少了人工投入,缩短了施工工期,充分满足了工程建设的要求。
参考文献
[1] 李典基,韩其华,罗辉,等.大型渠道机械化衬砌混凝土研究[J].施工技术,2009,38(6):56-57.
[2] 李树康,杨海波,韩其华,等.大型渠道混凝土机械化衬砌成型设备研制[J].南水北调与水利科技,2008,6(1):22-24.
[3] 土木工程施工机械实用手册编辑委员会.土木工程施工机械实用手册[M].山东:山东科学技术出版社,2005:455-456.
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