防浪墻壓頂石安裝新技術(shù)應(yīng)用與研究

徐 猛，姬 凱，任澤儉，張西陸（.山東省水利工程局有限公司， 山東 濟南 5003；.山東潤魯工程咨詢有限公司， 山東 濟南 5009；3.水發(fā)卓恒工程項目管理有限公司， 山東 濟南 5009）

0 引 言

為防止波浪翻越壩頂，新建水庫、河道、堤壩時應(yīng)在壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪擋水墻，起到防浪、防洪、阻水作用。為保護防浪墻頂部不被損壞，保證防浪墻的整體穩(wěn)定性，一般設(shè)置壓頂石。傳統(tǒng)防浪墻壓頂石安裝施工采用吊車或裝載機吊裝夾具工藝，傳統(tǒng)工藝局限于機械施工，存在安裝效率低下、安全系數(shù)低、對場地作業(yè)面要求高等缺點。在狹小的壩頂空間進行安裝施工，既要擁有足夠的吊運安裝能力，同時還要保證較高的安裝效率。這一直是多年來困擾施工的技術(shù)難題。

1 工程概況

新建辛集洼水庫是南水北調(diào)續(xù)建配套工程之一，位于鄒平縣城北側(cè)的孫鎮(zhèn)辛集村南，距縣城約15 km。辛集洼水庫總庫容3 078萬m3，調(diào)節(jié)庫容2 714萬m3，死庫容364萬m3，工程規(guī)模為中型；水庫大壩周長7.6 km，壩頂設(shè)高1.3 m的防浪墻，墻上安裝蘑菇石壓頂。壓頂石單塊長1 m，寬0.8 m，厚0.3 m，每塊壓頂石重約400 kg。施工一標(biāo)段樁號為4＋051－6＋951，安裝防浪墻壓頂石長2 900 m。

一標(biāo)段采用包夾叉車安裝防浪墻壓頂石施工工藝，安裝機械以物流行業(yè)用來搬運裝卸各種形式貨物的包夾叉車為基礎(chǔ)進行改裝。選擇滿足承載力及穩(wěn)定性要求的夾具，充分利用叉車本身的優(yōu)越性以及夾臂一體的穩(wěn)定性作用，有效地解決了施工場地狹小及吊車動作轉(zhuǎn)向、支撐固定緩慢的問題，加快了施工安裝速度，提高了安裝效率。同時，使用包夾叉車直接夾起壓頂石，不會對石材造成磨損，也節(jié)省了運輸及安裝人工輔助的成本，降低了勞動強度。

2 包夾叉車安裝的優(yōu)勢分析

2.1 對場地作業(yè)面要求低

防浪墻壩頂路一般比較狹窄，與傳統(tǒng)的汽車吊以及裝載機夾具安裝相比，包夾叉車具有車身較短且不需要外支撐等優(yōu)勢，所需場地作業(yè)面小，方便在狹窄作業(yè)面施工。

2.2 施工靈活高效

將叉車特有的優(yōu)點應(yīng)用于壓頂石安裝施工中，機動靈活，不需要停止施工來移車挪位，提高了安裝效率。同時，叉車夾具與叉車形成整體的剛性連接方式，節(jié)省了人工司吊輔助，提高了壓頂石一次性安裝到位率。

2.3 安全性高

叉車夾具與叉車形成整體的剛性連接方式，既便于安裝人員的操作觀察，又降低了傳統(tǒng)柔性連接在吊裝時繩擺的危險性。同時，夾具內(nèi)側(cè)具有硫化橡膠防滑墊塊，增大了夾具與壓頂石的摩擦系數(shù)，降低了壓頂石安裝施工時滑落的危險系數(shù)，使施工安裝安全高效。

2.4 破損率低

夾具內(nèi)側(cè)硫化橡膠防滑墊塊在增加防滑效果的同時，形成了對壓頂石與夾具接觸面的軟保護，大幅減小了壓頂石在安裝吊裝施工中的破損率，有效降低了施工成本。同時，包夾叉車施工不產(chǎn)生破損廢棄物，也有利于環(huán)境保護，促進文明施工。

3 包夾叉車改裝的操作要點

現(xiàn)階段，用于水利工程施工的只有普通叉車，尚無包夾叉車先例，需要購置夾具進行改裝。市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有包夾叉車主要是用來搬運紙包、桶體、箱體等重量較輕的柔性物體。夾具內(nèi)側(cè)一般為柔性保護結(jié)構(gòu)，如果用來搬運重約400 kg的壓頂石，則需要改裝：一是由于柔性保護結(jié)構(gòu)摩擦力不足，影響夾舉力，容易造成壓頂石滑落；二是會造成柔性保護結(jié)構(gòu)的迅速磨損。因此對現(xiàn)有包夾叉車的夾具進行改裝是必須的。

3.1 夾具選型參數(shù)

夾具的選擇由其伸展間距及承載能力大小等因素確定。首先伸展間距必須滿足壓頂石的尺寸，其次必須具備夾舉壓頂石的荷載能力。

通過試驗分析及改進，本工程施工中夾具選型參數(shù)如下：（1）石料夾具型號編號2t412HP；（2）雙夾伸展最大間距為1.56 m＞單塊壓頂石的長度1.0 m；（3）夾具最大載荷能力為2 t＞單塊壓頂石重量的2.5倍。

3.2 夾具防滑墊塊加裝

根據(jù)壓頂石材的性質(zhì)和施工要求，既不能損壞石材表面，又要保證施工過程中石材不滑落、脫落，所以對選型的夾具內(nèi)側(cè)需進行防滑墊塊加裝，使其滿足使用需求。

普通橡膠墊塊為普通橡膠材質(zhì)，耐久性方面磨損率高，摩擦力一般，適用于桶類吊裝。聚氨酯墊塊為聚氨酯材質(zhì)，耐久性方面磨損率小，摩擦力小，適用于紙卷或包類吊裝。硫化橡膠墊塊為硫化橡膠材質(zhì)，耐久性方面磨損率小，摩擦力好，適用于硬質(zhì)木材或石材吊裝。

經(jīng)過專業(yè)技術(shù)實驗與篩選，發(fā)現(xiàn)硫化橡膠材質(zhì)耐久性好、磨損率小且摩擦性能好，適用于硬質(zhì)木材及石材吊裝，因此針對石材特性，最終選擇硫化橡膠材質(zhì)改裝到夾具內(nèi)側(cè)，作為防滑墊塊。

3.3 現(xiàn)場試驗

通過對夾具的型號比選、防滑墊材料的比較分析，對叉車進行改加裝抱夾并安裝防滑墊。改裝完成的包夾叉車要進行現(xiàn)場試驗，以保證改裝后的叉車滿足施工要求，且能夠保證施工安全。為確認(rèn)防滑墊的防滑效果，現(xiàn)場選用接觸面積小但總重量與壓頂石重量相近的三塊組合連鎖塊進行現(xiàn)場防滑實驗，要求任意一塊連鎖塊的滑落率控制在1%以下，試驗次數(shù)為200次，以確保防滑墊防滑的性能達(dá)到目標(biāo)要求。最終結(jié)果為現(xiàn)場試驗測試中未出現(xiàn)滑落現(xiàn)象，叉車運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向靈活，行駛穩(wěn)定，夾運壓頂石快捷，各項儀表運行正常。這為后期使用及維護奠定了良好基礎(chǔ)。

4 壓頂石安裝施工及質(zhì)量驗收

4.1 壓頂石安裝施工

施工操作規(guī)程注意事項如下：一是利用通過防滑測試試驗的包夾叉車，啟動后自主移動到壓頂石存放區(qū)，在人工輔助下，夾具利用自身的液壓系統(tǒng)控制左右夾臂夾起壓頂石；二是包夾叉車司機根據(jù)防浪墻位置及高度，控制叉車平穩(wěn)運輸壓頂石至安裝位置進行準(zhǔn)確安裝；三是人工輔助，利用撬杠對壓頂石縫隙及平整度進行微調(diào)。

4.2 質(zhì)量驗收

壓頂石安裝完成后根據(jù)設(shè)計指標(biāo)及相應(yīng)驗收規(guī)范要求，對壓頂石縫隙寬度及平整度等進行質(zhì)量檢測。

5 質(zhì)量控制

5.1 夾具質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

壓頂石安裝施工質(zhì)量嚴(yán)格遵守設(shè)計及規(guī)范技術(shù)要求，包夾叉車夾具選擇與改裝嚴(yán)格按照相關(guān)要求執(zhí)行。夾具承載荷能力大于等于壓頂石重量的2.5倍，夾具雙夾伸展間距大于單塊壓頂石的長度，夾具穩(wěn)定性要滿足安裝過程中滑落率不大于1%。

5.2 質(zhì)量保證措施

一是夾具必須嚴(yán)格執(zhí)行改裝標(biāo)準(zhǔn)，并進行大量現(xiàn)場試驗進行驗證校核；二是夾具以及改裝防滑墊塊必須選用質(zhì)量過硬、信譽優(yōu)良的廠家且由專業(yè)技術(shù)人員進行改裝測試；三是施工前對施工及管理人員進行詳細(xì)完備的技術(shù)交底及培訓(xùn)；四是防浪墻壓頂石安裝應(yīng)符合設(shè)計及相應(yīng)規(guī)范要求；五是防浪墻壓頂石平整度，縫隙允許偏差應(yīng)符合設(shè)計及相應(yīng)規(guī)范要求；六是防浪墻壓頂石安裝應(yīng)牢固穩(wěn)定。

6 安全控制

根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定并結(jié)合壓頂石安裝施工的具體特點，壓頂石安裝施工執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員職責(zé)，抓好工程施工安全。定期進行班前安全教育且對夾具內(nèi)側(cè)防滑墊塊每天進行兩次例行檢查，評估墊塊磨損程度大小，便于及時發(fā)現(xiàn)隱患并進行更換。施工現(xiàn)場嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進行規(guī)劃布置，并完善圍擋及各種安全警示標(biāo)識布置。壓頂石嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行堆放，定期對堆放的壓頂石進行檢查，防止傾斜滑落。

包夾叉車安裝施工嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程要求進行。（1）叉車駕駛員必須由指定的專業(yè)人員持證上崗操作；叉車不得借給無證人員使用，未經(jīng)允許，任何人員不得擅自上車操作；嚴(yán)禁酒后駕駛叉車，行駛中不準(zhǔn)吸煙、飲食、閑談、接打手機，不得有妨礙安全行駛的其他行為。（2）每次出車前，必須做好叉車點檢記錄，進行安全確認(rèn)，仔細(xì)檢查剎車、方向機、喇叭、車燈、限速儀、液壓系統(tǒng)等是否正常；發(fā)現(xiàn)車輛有故障必須及時報修，嚴(yán)禁叉車帶病運行；每次起步前，必須觀察叉車前后左右有無人員和障礙物，確認(rèn)安全后方可鳴號起步。（3）在現(xiàn)場叉車時速不得超過5 km，轉(zhuǎn)彎時嚴(yán)禁逆向行駛，嚴(yán)禁大彎小轉(zhuǎn)；叉車上所有部位禁止站人、搭乘其他人員；車輛不準(zhǔn)超載使用，裝載物件高度不得影響駕駛員視線。（4）停車以后，應(yīng)將叉腳放下落地，并使叉車停放在安全地點；任何情況下人離開叉車時，必須關(guān)閉電門、帶走電門鑰匙。（5）叉車要按規(guī)定定期驗車，超過驗車時間不得使用。

7 效益分析

與吊車相比，壓頂石施工安裝中的包夾叉車避免了吊車的鉤具在吊運壓頂石時因為鉤具的柔性擺動造成的吊車不穩(wěn)定形成的安全隱患。包夾叉車安裝防浪墻壓頂石工藝的應(yīng)用，為以后防浪墻壓頂石安裝工程下提供了可靠技術(shù)支持，促進了大體積石料水平安裝施工技術(shù)進步。

傳統(tǒng)工藝因吊車本身存在的缺點，如吊車動作轉(zhuǎn)向及移位支撐固定緩慢、場地狹窄、吊車工作場地大等，安裝效率低下。

參照本工程水庫設(shè)計，壩頂路面寬5.9 m，吊車支撐打開總寬5.4 m，還要防止破壞兩邊的電纜溝和路緣石，兩邊各預(yù)留20 cm的安全距離，僅剩10 cm的空間，場地緊張；吊車每次支撐一次吊裝范圍在20 m左右，換一次吊裝位置需要收起吊臂，收縮4個支撐，收起支撐枕木，發(fā)動車輛變換位置，需要再放下支撐枕木，再打開支撐及打開吊臂。每次變換位置大約需要0.5 h，每天變換位置4～5次，在吊車移位和墊塊支撐上浪費了大量時間，安裝效率極低。

包夾叉車工藝與傳統(tǒng)的壓頂石安裝的方法相比，擺脫了傳統(tǒng)施工方法中吊車自身的缺陷，使得整個壓頂石安裝效率顯著提高，同時壓頂石能夠一次性安裝到位，節(jié)約了大量成本及工期，有利于經(jīng)濟效益的提高。

8 結(jié) 語

總體而言，包夾叉車安裝防浪墻壓頂石施工工藝的應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)施工方法中吊車自身的缺陷，避免了較大風(fēng)力對普通吊車安裝工藝的影響，在大幅縮短工期的同時，也極大降低了出現(xiàn)安全事故的概率。在大力推廣包夾叉車安裝防浪墻壓頂石施工技術(shù)時，需要結(jié)合不同工程實際情況，控制夾具選型參數(shù)，做好現(xiàn)場試驗，對施工工藝進行不斷改進和提升，保證施工質(zhì)量和進度，從而創(chuàng)造更大的工程效益、經(jīng)濟效益和社會效益。