自帶整平功能自行式仰拱棧橋的研究與應用

摘要：隧道洞內(nèi)混凝土仰拱填充面施工不同于路基上的混凝土路面施工，因它受到潮濕空氣和狹窄空間限制，不能采用大型的混凝土攤鋪機，多為人工采用小型機具進行整平和抹平，施工效率低，平整度效果差且橫坡難以控制，本文介紹了一種新型自帶整平功能的自行仰拱棧橋在隧道洞內(nèi)施工的應用技術，供同類工程參考。

關鍵詞：仰拱棧橋;整平機;隧道施工;仰拱填充

中圖分類號：U448???文獻標識碼：A??文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

目前隧道施工過程中，自行式仰拱棧橋的使用使得仰拱和填充的施工更加規(guī)范，同時對于填充混凝土的施工要求也更高了，傳統(tǒng)方法都是人工或采用一些簡易工具完成仰拱填充混凝土的攤鋪、整平。隧道仰拱填充混凝土的施工過程中，由于混凝土罐車只能在隧道中部的棧橋上出料，因此需要人工將中部的混凝土搬運到左右兩側，并人工進行振搗，最后再人工進行抹面收漿。隧道內(nèi)部的操作環(huán)境十分惡劣，會危害操作人員的身體健康，同時施工效率也非常低，工程進度慢。由此我們公司與中交一公局新疆G575項目聯(lián)合研發(fā)了自帶整平功能自行式仰拱棧橋，有效地解決了仰拱填充常規(guī)施工方法存在的難度問題。

1工程概況

東天山特長隧道是G575線巴里坤至哈密公路PPP建設項目重點工程，是打造“絲綢之路經(jīng)濟帶”上 的戰(zhàn)略支撐點，點位于松樹塘滑雪場西側，采用分離式雙向四車道 一級公路標準，設計速度80km/h，左洞起點樁號ZK8+809，終點樁號ZK13+840，全長5031m，右洞起點樁號K8+783，終點樁號K13+885，全長5102m，進口段穿越三個斷層破碎帶（F1、F2、F3）。

2 原理、特點及適用范圍

2.1原理

通過橋面混凝土振搗整平設備改進用于仰拱填充混凝土表面收漿整平、振搗，通過改造將XDSZ-100型全自動整平機安裝在YQS6自行式液壓仰拱棧橋主梁底部，并配備0.4KW振動電機3臺、1.0KW行走電機2臺，總功率為3.2KW;由遠程遙控控制熨平板上下、前后移動，其上下最大距離為12cm，前后最長距離為2400cm。見圖1。

2.2設備改造

在仰拱棧橋底部焊接兩根20b工字鋼，作為全自動整平機的行走軌道;將全自動整平機放置在工字鋼軌道上，配備3.2KW的電動機，在仰拱棧橋填充混凝土并進行下部振搗后，通過遠程遙控整平機、熨平板進行混凝土表面的振搗、整平;整平機上面安裝一套熨平板，在施工前按照設計高程及橫、縱坡使熨平板高度沿拉好的鋼絲往前行走，可把多余的混凝土推到前面，以便更好的清理，混凝土表面整平達到規(guī)范化施工要求。

2.3液壓棧橋相關參數(shù)

液壓棧橋采用五新公司專利產(chǎn)品主梁中承式是YQS6自行液壓棧橋，棧橋總長41m，棧橋下方具有兩個12m作業(yè)區(qū)域。液壓棧橋為液壓馬達驅動，實芯膠輪行走，液壓和電氣控制實現(xiàn)自動行走移動，具有自動前進、后退、左右橫移動，前后左右左右四個支點單獨液壓控制高低。液壓棧橋主要由前橋、后橋、主橋橋身、自動走行裝置、升降機構、液壓自動平衡系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部件組成。該液壓棧橋基本參數(shù)：長×寬×高為41×6×2m;設計通過載荷60t;過車寬度3.5m;走行速度6m/min;整機功率20kw;驅動機構液壓馬達。

2.4 整平機相關參數(shù)

整平機由整平板、振動器、升降部分、操作控制部分等組成，走行速度為3-10m/min，整機重量550kg，整機功率為3.2kw，控制方式采用遠程遙控。

2.5 XDSZ-100型全自動整平機的特點

該機主要用于隧道仰拱水泥混凝土的混凝土表面的提漿整平，具有作業(yè)效率高，施工工藝簡單，提漿整平效果好等優(yōu)點。該機具有以下特點：

（1）操作簡單。本機由一人操作，通過遙控控制機器的運轉和停止，操作極為簡便。

（2）平整度。整平機上面裝有一套整平板，在施工時整平板高度沿拉好的鋼絲往前行走，可把多余的混凝土推到前面，以便更好的清理，混凝土表面整平達到施工標準。

2.6 XDSZ-100型全自動整平機優(yōu)點

2.6.1 減少人工投入，縮短整平時間

（1）常規(guī)仰拱收面采用人工配合電動抹平機進行，12m仰拱需配備3臺電動抹平機（3人操作），2人（仰拱棧橋下方采人工整平）用時約2.5h，用電量為16.5度。

（2）采用全自動整平機，12m仰拱需配備1臺XDSZ-100型全自動整平機（1人操作），用時約0.4h（25分鐘），用電量為1.3度。

2.6.2 平整度效果

（1）根據(jù)實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計電動抹平機抹平后平整度一般為8mm-10mm。

（2）根據(jù)實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計全自動整平機平整度一般為2mm-3mm。

2.6.3 收面全面性

（1）采用電動抹平機整平時存在漏抹現(xiàn)象。仰拱澆筑完成后仰拱頂面距棧橋約0.5m，電動抹平機高度為0.98m，棧橋下方混凝土整平采用人工抹平。

（2）采用全自動整平機整平整平時無死角，且抹平效果好。全自動整平機采用遙控控制熨平板上下移動，具有足夠的操作空間。

2.7經(jīng)濟效益分析

2.7.1單循環(huán)仰拱填充施工費用對比

（1）常規(guī)仰拱填充收面采用人工配合電動抹平機進行，單循環(huán)仰拱填充（12m）需配備3臺電動抹平機（3人操作），2人仰拱棧橋下方整平，用時約2.5h，用電量為16.5度。

（2）采用全自動平衡振搗梁，單循環(huán)仰拱填充（12m）需配備1臺設備（1人操作），用時約0.4h（約25分鐘），用電量為1.3度。

單循環(huán)（12m）施工費用對比如表1所示。

通過實際核算單循環(huán)（12m）可節(jié)省費用為393.3元。

2.7.2仰拱填充施工總費用對比

全自動整平機造價低，基本無易損配件，維修保養(yǎng)簡單，改裝成套設備為4.5萬元，隧道仰拱施工段總計2641m，施工總費用對比如表2所示。

采用平衡振搗梁配合仰拱棧橋施工工法后，減少人工投入，由一人操作，通過遙控控制機器的運轉和停止，操作極為簡便，縮短整平時間，降低施工造價，每循環(huán)（12米）可節(jié)約成本約3673.6元，共實施2641m，共可節(jié)約成本5526元，帶來了良好的經(jīng)濟社會效益，具有很高的推廣價值。

2.8?適用范圍

全自動整平機主要用于隧道仰拱混凝土整平，可以在隧道仰拱棧橋下面的狹小空間內(nèi)進行整平作業(yè)，工作效率高、施工工藝簡單，提漿整平效果好。

3 結語

自帶整平功能自行式仰拱棧橋的成功應用解決了東天山特長隧道仰拱混凝土整平效果及速率，大大少了機械、人員的投入，提高了工作效率、保證了施工質(zhì)量，此創(chuàng)新工藝工裝在隧道施工中具有極大的推廣使用意義。

參考文獻

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收稿日期：2019-07-04

作者簡介：王亞波（1985—），男，漢族，湖南寧鄉(xiāng)人，本科，工程師，研究方向：隧道施工工裝設備。