高速液壓夯實(shí)機(jī)改裝及實(shí)用

彭 杰

（中交一航局第二工程有限公司，山東青島 266071）

1 工程概況及選型

1.1 工程概況

本工程位于寧夏銀川市東部，包含新增互通式立體交叉4處，新增分離式立交2 處，主線工期為3 個(gè)月，擋墻結(jié)構(gòu)形式為扶壁式，總長(zhǎng)約6 km，高度為2～9 m，擋墻臺(tái)背需回填土石方填料約5 萬m3，施工進(jìn)度和質(zhì)量壓力大。

1.2 設(shè)備選型

設(shè)備管理人員根據(jù)路面夯實(shí)新技術(shù)及臺(tái)背回填相關(guān)質(zhì)量、規(guī)范要求，結(jié)合項(xiàng)目部實(shí)際情況，將自有裝載機(jī)進(jìn)行改裝，進(jìn)行擋墻臺(tái)背回填夯實(shí)作業(yè)。裝載機(jī)的型號(hào)為雷沃958G 型，屬50型裝載機(jī)，功率162 kW，整機(jī)質(zhì)量16.9 t。結(jié)合夯實(shí)機(jī)相關(guān)性能參數(shù)（表1），遂選定山東天路TRA40 型高速液壓夯實(shí)機(jī)。并將裝載機(jī)尺寸圖樣及性能技術(shù)數(shù)據(jù)與夯實(shí)機(jī)廠家進(jìn)行互通，經(jīng)過計(jì)算與核驗(yàn)，量身定制夯實(shí)機(jī)尺寸。

表1 夯實(shí)機(jī)性能參數(shù)

2 改造實(shí)例

2.1 夯實(shí)機(jī)的組成

夯實(shí)機(jī)主要由箱體、錘體、鏈接架、液壓系統(tǒng)、監(jiān)控元件和控制盒等組成。

2.2 工作原理

夯實(shí)機(jī)的工作原理是采用動(dòng)壓法壓實(shí)路基，動(dòng)力由裝載機(jī)液壓油泵提供。通過控制盒（PLC 處理器、集成電路、電子元件等構(gòu)成）與接近傳感器、電磁換向閥等監(jiān)控原件組成的控制系統(tǒng)下達(dá)指令，由邏輯閥組控制夯實(shí)機(jī)液壓油缸，使夯錘提升至一定高度后在重力作用下加速下落，并在液壓系統(tǒng)的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，高速擊打帶緩沖墊、靜壓在地面上的夯板，再通過夯板夯擊地面，實(shí)現(xiàn)夯實(shí)作業(yè)。

2.3 夯實(shí)機(jī)的改裝

（1）將夯實(shí)機(jī)在平整堅(jiān)實(shí)的地面上放正，保持安裝部件垂直。

（2）取出裝載機(jī)鏟斗與動(dòng)力臂的連接銷，將鏟斗卸下。

（3）將夯實(shí)機(jī)的鏈接架與裝載機(jī)的動(dòng)力臂連接，裝好定位銷（圖1），注意在定位銷上涂抹鋰基酯潤(rùn)滑。

（4）將裝載機(jī)液壓泵的進(jìn)油管及回油管分別與夯實(shí)機(jī)的進(jìn)油、回油管路進(jìn)行對(duì)接，并將其固定在設(shè)備上（圖2）。

圖1 鏈接架與動(dòng)力臂連接

圖2 液壓油管連接及固定

（5）將夯實(shí)機(jī)的傳感器、電磁閥、控制線路等進(jìn)行安裝、固定（圖3），做好相關(guān)標(biāo)識(shí)標(biāo)記。

（6）將夯實(shí)機(jī)的控制盒安裝于裝載機(jī)駕駛室內(nèi)，將底座焊接固定（圖4），焊接時(shí)務(wù)必?cái)嚅_裝載機(jī)電源線路，以免引起車身控制線路損毀。將輸出控制線路、輸入電源線路引入到控制盒內(nèi)接好（圖5），輸入電源電壓DC 24 V，共兩相，正極接到裝載機(jī)電源保險(xiǎn)上，負(fù)極搭鐵即可（圖6）。

2.4 夯實(shí)機(jī)的調(diào)試

（1）待設(shè)備及線路安裝完畢、檢查無誤后接通電源，檢查控制盒儀表及各指示開關(guān)的工作是否正常。

圖3 控制線路安裝

圖5 控制盒接線

圖6 輸入電源接線

（2）儀表運(yùn)行正常后設(shè)定相關(guān)參數(shù)，照實(shí)際施工技術(shù)要求設(shè)置錘體沖擊高度和沖擊次數(shù)等，沖擊高度分為3 擋，1 擋設(shè)定高度為0.6 m，2 擋設(shè)定高度為0.9 m，3 擋設(shè)定高度為1.2 m，將參數(shù)輸入到控制程序中（圖7）。

（3）儀表設(shè)置完成后可開始單機(jī)負(fù)荷試運(yùn)行，將夯實(shí)機(jī)行駛到工作位置，夯板正放在夯實(shí)面后，按下控制盒啟動(dòng)鍵，開始夯實(shí)作業(yè)（圖8）。

2.5 實(shí)用注意事項(xiàng)

圖7 控制盒儀表參數(shù)設(shè)定

通過一段時(shí)間設(shè)備的使用和維護(hù)，總結(jié)出如下注意事項(xiàng)：

（1）夯實(shí)機(jī)本體質(zhì)量約為5.8 t，行駛中易造成重心不穩(wěn)引起側(cè)翻，因此設(shè)備行走過程中必須保持車體穩(wěn)定，爬坡時(shí)不得歪斜。

（2）工作中夯實(shí)機(jī)夯板必須與夯實(shí)面緊密貼合，且垂直放置，以免空夯擊造成設(shè)備損壞。

（3）每日施工前檢查各鏈接部位緊固螺栓，如松動(dòng)應(yīng)及時(shí)涂防松膠后按規(guī)定力矩緊固、鎖死，必要時(shí)更換，檢查箱體、錘墊、錘體是否完好，及時(shí)清除雜物、積塵、泥土等，并在導(dǎo)軌上均勻涂鋰基脂潤(rùn)滑。

（4）液壓密封圈、接近傳感器等在夯實(shí)作業(yè)中損壞率較高，屬于易損件，需常備，避免耽誤施工。

（5）檢查液壓系統(tǒng)是否有滲漏，經(jīng)常性檢查設(shè)備液壓油，如缺少應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。

圖8 液壓高速夯實(shí)機(jī)回填擋墻臺(tái)背

3 工效對(duì)比

將采用夯實(shí)機(jī)與傳統(tǒng)手扶式壓實(shí)機(jī)具（型號(hào)LT780）進(jìn)行擋墻臺(tái)背回填對(duì)比。具體條件為，采用砂礫進(jìn)行夯實(shí)/碾壓，以靠近擋墻1 m 范圍為施工區(qū)域，回填料方量為5 萬m3，按每天有效工作時(shí)間10 h，僅考慮施工時(shí)間，不考慮試驗(yàn)檢測(cè)及其他用時(shí)的情況下，進(jìn)行對(duì)比。

3.1 夯實(shí)機(jī)工作流程

將級(jí)配合理的砂礫每層填筑100 cm，灑水濕潤(rùn)，用裝載機(jī)輪胎靜壓完畢后，將夯錘平放于待夯實(shí)處，進(jìn)行3 次夯實(shí)，每次2 s，即可達(dá)到質(zhì)量合格要求。轉(zhuǎn)移至下處工作地點(diǎn)繼續(xù)作業(yè)，夯實(shí)后厚度為90 cm。

3.2 傳統(tǒng)手扶式壓實(shí)機(jī)械工作流程

采用手扶式振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，需要將級(jí)配砂礫填筑18 cm，灑水濕潤(rùn)，振動(dòng)碾壓5 遍達(dá)到要求，壓實(shí)后厚度為15 cm。其中，壓路機(jī)輪寬60 cm，輪跡重疊40 cm。

3.3 工效對(duì)比

對(duì)比工效（表2），可見相同工作條件下，將振動(dòng)碾壓改為夯實(shí)，可極大提高工作效率，保障施工質(zhì)量的同時(shí)，有效縮短工期。

表2 工效對(duì)比

如果要達(dá)到相同的40 d 工期要求，采用手扶式振動(dòng)壓路機(jī)需配備約10 個(gè)班組同時(shí)施工，給工程的人員、質(zhì)量、安全、工序交接、物資設(shè)備管理帶來壓力。與此同時(shí)，兩種方法按40 d 工期僅對(duì)人工、機(jī)械、燃油進(jìn)行成本對(duì)比，不考慮管理費(fèi)等其他費(fèi)用（表3），節(jié)省費(fèi)用約35 萬元。結(jié)合效率、管理等方面綜合考慮，采用高速液壓夯實(shí)機(jī)夯實(shí)，優(yōu)勢(shì)十分明顯。

表3 成本對(duì)比

3.4 夯實(shí)質(zhì)量檢測(cè)及沉降觀測(cè)

施工完成后，試驗(yàn)人員對(duì)路基進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，壓實(shí)度可達(dá)到97%以上，滿足試驗(yàn)檢測(cè)要求。測(cè)量人員通過沉降觀測(cè)記錄表明，采用液壓高速夯實(shí)機(jī)夯實(shí)的擋墻臺(tái)背回填作業(yè)，在沉降到達(dá)穩(wěn)定期后，平均沉降值為15 mm。而采用傳統(tǒng)人工手持小型機(jī)具夯實(shí)的作業(yè)，平均沉降值為50 mm?？梢?，采用夯實(shí)機(jī)施工提高了施工質(zhì)量。

4 結(jié)論

經(jīng)項(xiàng)目部的工程實(shí)踐，對(duì)于高速液壓夯實(shí)這種新技術(shù)，適合轉(zhuǎn)場(chǎng)頻繁及狹窄工地的使用，可作為橋臺(tái)背、涵側(cè)、邊角轉(zhuǎn)折處、小范圍基礎(chǔ)處理等特殊條件下的施工設(shè)備。其機(jī)動(dòng)靈活、壓實(shí)效果好，功效高，可保障施工質(zhì)量，極大地縮短工期，減少人力投入，降低施工成本，可應(yīng)用推廣。