淺談提升機械效能在山區(qū)公路養(yǎng)護中的應(yīng)用

蘇海

（三明市公路事業(yè)發(fā)展中心，福建 三明 365001）

交通運輸部在《公路“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中明確提出提升公路養(yǎng)護效能，深入推進公路養(yǎng)護高質(zhì)量發(fā)展。社會文明的進步也要求公路養(yǎng)護以機械化逐步取代人工作業(yè)，盡可能改善養(yǎng)護工人的作業(yè)條件，降低勞動強度。因此，探討提升機械化養(yǎng)護效能具有重要意義。

1 當前山區(qū)公路養(yǎng)護中存在的問題

（1）機械化養(yǎng)護資金投入不夠。山區(qū)公路部門養(yǎng)護經(jīng)費存在缺口，對設(shè)備配置投入小，養(yǎng)護機械更新跟不上，廢舊機械不能按時報廢，維修成本大，機械化養(yǎng)護水平較低。比如三明市公路部門專養(yǎng)里程1952km，橋梁養(yǎng)護548座橋梁，隧道34座，綠化里程達1250km。2021年養(yǎng)護經(jīng)費預(yù)算1.5億元，設(shè)備更新經(jīng)費預(yù)算800萬元，僅占全年養(yǎng)護經(jīng)費5.3%。全市擁有各類養(yǎng)護設(shè)備總計874臺（套），總功率36079kW，動力裝備率為18.5kW/km，“十三五”末每公里機械裝備率有了一定提升，但與泉州、福州等沿海城市相比，差距仍然非常大。

（2）人工養(yǎng)護依然存在。山區(qū)公路養(yǎng)護工作點多面廣，標準化養(yǎng)護推進困難，特種設(shè)備、專業(yè)設(shè)備配備不足，不能滿足多層次養(yǎng)護需求，部分養(yǎng)護作業(yè)只能依靠人工來完成，比如三明地處山區(qū)，養(yǎng)護的公路存在坡長且陡、路窄彎急、氣候多變、險情較多、橋涵隧等構(gòu)造物多。以往隧道壁清洗、高邊坡綠化修剪等養(yǎng)護作業(yè)只是依靠人工進行，勞動強度大，工人難以承受，目前道路的交通量普遍較大，車速較快，很多養(yǎng)護作業(yè)依靠人工完成存在較大的安全隱患。

2 提升機械化養(yǎng)護效能在山區(qū)公路養(yǎng)護具體事例中的運用

（1）推進機械化養(yǎng)護重要意義。機械化養(yǎng)護簡單地說就是通過各種類型的機械設(shè)備代替人工操作，從而減輕公路養(yǎng)護工人的勞動強度，提升公路養(yǎng)護質(zhì)量，降低養(yǎng)護成本，提高經(jīng)濟效益，提高勞動生產(chǎn)率，同時，采取機械化養(yǎng)護降低工人與地面接觸，從而減少因車速、車流等影響造成的安全威脅。

（2）在日常小修養(yǎng)護中的具體運用。三明公路部門設(shè)備更新和配置不能有效滿足養(yǎng)護需求，為保障日常養(yǎng)護工作，多方籌措資金，更新和添置部分常用養(yǎng)護設(shè)備，并通過改變、增減、更換裝置或者零部件，對現(xiàn)有日常養(yǎng)護單臺或者整套機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成或工藝流程進行改造，從而讓原有設(shè)備的技術(shù)性能得到改善，讓設(shè)備的功能增加，達到更高的技術(shù)水平。與簡單的設(shè)備更新相比，技術(shù)改造具有設(shè)備升級時問短、資金投入少、針對性強和見效快等優(yōu)勢。三明公路部門通過“小投入”實施“微改造”，最終實現(xiàn)設(shè)備的“多場景”運用，減輕工人強度的同時，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備使用率。以灑水車改裝成效為例。

①在隧道壁清洗中的運用。a.實施背景：三明市普通國省道隧道33座/30770延米，為全省最長，其中三元分中心管養(yǎng)的G205線長深快速隧道12座，總長16609m，特長隧道2座，長隧道8座。由于隧道車流量大，車速較快，采取人工清洗工作難度大，效率低，耗人力，而且人在隧道內(nèi)行走作業(yè)，安全保障難度也大。成套設(shè)備費用較高，經(jīng)過詢價，采購一套國產(chǎn)的專業(yè)隧道清洗設(shè)備約150萬元，進口成套設(shè)備需500萬元。以三元分中心管養(yǎng)隧道壁清洗為試點。b.改裝原理。以現(xiàn)有東風牌灑水車為基礎(chǔ)，支架前部接高壓清洗噴頭,后部安裝可調(diào)節(jié)的橡膠擦洗板，利用其大梁尾部作為整套裝置的支撐平臺，采用整體式吊裝結(jié)構(gòu)，進行簡單的組合固定就可使用，全新設(shè)計清洗裝置的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降機構(gòu)和定位機構(gòu)，達到定位簡便準確，升降調(diào)整輕便；對彈簧機構(gòu)進一步優(yōu)化，達到受力均衡牢靠；實現(xiàn)了機械控制自動沖洗和擦洗，改造的方法簡單而且非常實用，造價約4.7萬元。改裝后高壓噴水系統(tǒng)功率為25kW，排量為80L/min，壓力為150公斤力/平方厘米，清洗高度可達1.8～2.2m，詳見結(jié)構(gòu)改造方案簡圖1、圖2。c.實施成效。對三元分中心管養(yǎng)14座隧道反光標識、標線、鋁塑板、瓷化漆、襯砌等進行清潔養(yǎng)護，清洗一次的時間由原來人工清洗耗時14天、98工日縮短為改裝后的灑水車自行清洗5天完成，有效加快了清洗速度，確保作業(yè)人員安全，又提高了養(yǎng)護作業(yè)工效。經(jīng)測算，僅對三元分中心管養(yǎng)的14座隧道進行清洗，按每季度一次計算，全年可以節(jié)省人工372工日，節(jié)省人工、機械臺班等經(jīng)費約8.8萬元，詳見表1。

圖1 整體結(jié)構(gòu)外觀

圖2 主要機構(gòu)組成及重要尺寸

圖3 傳統(tǒng)人工清洗隧道壁

圖4 改裝后自動清洗

②在綠化養(yǎng)護噴藥中的運用。a.實施背景：傳統(tǒng)綠化噴藥主要采取人工為主、機械為輔的方式，比較常見的依托養(yǎng)護車，由養(yǎng)護車裝載作業(yè)人員和小型噴藥設(shè)備進行作業(yè)，還有一種是采用人工便攜式手動噴藥設(shè)備進行作業(yè)，設(shè)備壓力小、噴灑高度不足，對沿線喬木的農(nóng)藥噴灑過程中霧化效果及噴射角度不均勻等問題，尤其是大型喬木無法有效殺蟲，同時作業(yè)投入的人力、物力較大，成本較高。以三元分中心灑水車改裝為例。b.改裝原理：以現(xiàn)有東風牌灑水車為基礎(chǔ)，在灑水車后端加裝農(nóng)藥噴灑裝置、高壓噴頭，通過2種機械相結(jié)合，變身為綠化噴藥機。加裝動力為8000W汽油發(fā)動機，配藥設(shè)備流量為15L/min，最大工作壓力約3.5MPa，霧化范圍為30～100μm，最大垂直射程約15m，可360°旋轉(zhuǎn)。c.養(yǎng)護成效：經(jīng)過改造的噴藥設(shè)備噴灑的覆蓋面積大大提升，噴灑高度可達15m，可輻射到公路綠化的各個角落、公路沿線行道樹和平時的作業(yè)盲區(qū)，傳統(tǒng)打藥設(shè)備每天只能完成7500m2綠化病蟲害治理面積，改裝后的綠化噴藥設(shè)備每天噴灑面積可達到38000m2，原本花費1周時間的工作量現(xiàn)在1天即可完成，不僅有效降低了養(yǎng)護工人的勞動強度，提升了車輛的使用效能，也提升了農(nóng)藥噴灑效果，達到了項目預(yù)期效果。經(jīng)測算，對142km路段綠化打藥，按每個季度一次打藥治蟲計算，全年可節(jié)約人工360工日，節(jié)約人工、機械等臺班費用約8.6萬元。詳見表1。

表1 改造前后成本對比分析表

三明公路部門還對輪式挖掘機進行了“微改造”，運用到邊坡綠化修剪工作中，用輪式挖掘機機械臂液壓系統(tǒng)加裝液壓驅(qū)動馬達，通過液壓傳動加裝驅(qū)動綠籬刀片，實現(xiàn)修剪速度快、修剪高度高、修剪效果整齊等優(yōu)點，劈草高度由傳統(tǒng)人工劈草1.5m提高為4m，有效解決了急彎、懸崖陡壁邊坡人工劈草難度大、作業(yè)不安全等問題。通過使用往復(fù)式刀片，在作業(yè)中可以有效避免樹枝、石塊等障礙物飛濺、傷人，作業(yè)過程更加安全。完成相同里程的綠化修剪任務(wù)，1年可節(jié)約成本約50萬元。

3 機械設(shè)備技改后在實際運用中存在的問題

機械設(shè)備的技術(shù)改造不僅是一項技術(shù)應(yīng)用工作，更是一項創(chuàng)新活動，需要有強烈的創(chuàng)新意識、科學的創(chuàng)新技法和一定的專業(yè)技術(shù)知識，需要經(jīng)過一定時間的可操作性檢驗和證實后，并對改良的總體進程予以考量，才可以確定機械設(shè)備的技改是否具有成效。三明公路部門近年來通過對部分設(shè)備進行技改，取得一定的成效，但也還存在一定的問題和不足。

（1）適用范圍比較局限。由于山區(qū)公路地勢險惡、路況復(fù)雜，橋、涵、隧等構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)不盡相同，現(xiàn)有配置的機械主要以路面養(yǎng)護機械裝備為主，機械數(shù)量少、配置低、發(fā)展規(guī)劃滯后，不能有效適應(yīng)當前養(yǎng)護需要。探索對現(xiàn)有設(shè)備的使用功能的改進或改裝，主要是為了用于某項特殊的養(yǎng)護任務(wù)，比如當前改造的養(yǎng)護設(shè)備只適用于山區(qū)公路養(yǎng)護任務(wù)中，運用范圍是否能夠拓展還有待進一步的論證。

（2）設(shè)備成熟性還有待提高。目前實施設(shè)備改造主要由單位專業(yè)技術(shù)人員與當?shù)氐男⌒托蘩韽S合作，只局限于在原有的機械上加裝具有其他功能的設(shè)備，達到“一機多能”的效用，設(shè)備成套率不高，技術(shù)性、可靠性等還需要在日常使用過程中慢慢完善和改進，還需要進行多方面的論證。

4 提升機械化養(yǎng)護效能的主要舉措

提升養(yǎng)護機械化效能對提升公路養(yǎng)護效能和推進公路養(yǎng)護高質(zhì)量發(fā)展有很大的促進作用，結(jié)合山區(qū)公路日常養(yǎng)護工作實際，主要措施有：

（1）合理配置。如何對養(yǎng)護機械設(shè)備進行合理配置，充分發(fā)揮設(shè)備效用，是公路養(yǎng)護部門的一個重要工作內(nèi)容。應(yīng)基本滿足以下原則：①滿足日常養(yǎng)護需求，主要配置在縣級公路部門和一線班站，比如路容養(yǎng)護設(shè)備、路面修復(fù)設(shè)備、綠化養(yǎng)護設(shè)備等中小型機械，符合作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)量的需求，并且充分考慮養(yǎng)護質(zhì)量、經(jīng)濟性；②滿足特殊養(yǎng)護需求，主要配置在市級公路部門和專業(yè)養(yǎng)護部門，比如公路檢測設(shè)備、交通工程設(shè)施維修設(shè)備、故障救援設(shè)備、綜合養(yǎng)護設(shè)備等；高海拔地區(qū)適當配置部分冬季養(yǎng)護設(shè)備。

（2）合理使用。合理使用不僅能完成機械化養(yǎng)護任務(wù)，而且能減少機械磨損、延長機械使用壽命，降低機械運行和維修費用成本，提高養(yǎng)護效能。①必須實行養(yǎng)護機械集中和分散相結(jié)合的管理便于發(fā)揮特長，能取得較好的經(jīng)濟效益。②要建立完善各種機械管理制度，使機械的使用行為規(guī)范化，縣級公路部門要嚴格落實“三定”原則，即定人、定機、定操作規(guī)程，市級公路部門要定期開展機械設(shè)備大檢查促進機械管理，提高機械完好率和利用率。

（3）合理優(yōu)化。三明公路部門養(yǎng)護路段橋梁隧道多，養(yǎng)護難度大。傳統(tǒng)的以人力為主的管養(yǎng)方式已經(jīng)難以滿足養(yǎng)護生產(chǎn)的需求。然而，現(xiàn)有的許多養(yǎng)護機械設(shè)備，與山區(qū)公路相匹配方面，還存在著不少矛盾。養(yǎng)護技術(shù)、設(shè)備的更新，工作效率和效益的提高成為三明公路部門長期以來一直在追求的目標，積極鼓勵和發(fā)動全員職工，立足崗位創(chuàng)新，敢于發(fā)明創(chuàng)造，對現(xiàn)有設(shè)備進行技術(shù)改革，對現(xiàn)有養(yǎng)護機械設(shè)備進行改造升級，提高機械使用率，降低養(yǎng)護成本，提高養(yǎng)護工效。

5 加快推進山區(qū)公路機械化養(yǎng)護的建議

（1）提升裝備率。提升機械設(shè)備的裝備率和配套率是推進機械化養(yǎng)護的重要手段：一是省級公路主管部門要加大對養(yǎng)護機械化的資金投入，每年向欠發(fā)達的山區(qū)給予一定的資金傾斜政策，?？钣糜陴B(yǎng)護機械的配置；二是，在養(yǎng)護工程建設(shè)中提取技術(shù)裝備費用，并專款用于購置養(yǎng)護機械；三是，每年提取機械設(shè)備折舊費用，?？钣糜谂渲脵C械設(shè)備；四是，市、縣兩級公路部門根據(jù)養(yǎng)護工作實際，自行籌措部分資金，用于配備一些專用設(shè)備，全面推進養(yǎng)護機械化的進程。

（2）加大設(shè)備的研發(fā)投入。加強與高校、設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的密切合作，根據(jù)養(yǎng)護特殊需求，對常用設(shè)備進行技術(shù)改造或加裝設(shè)備，在設(shè)備采購經(jīng)費投入有限的情況下通過“小改進”推進“大改善”，實現(xiàn)“一機多能”的效果，提升使用率和工效。同時，要加強改裝設(shè)備的使用管理，為設(shè)備生產(chǎn)廠商提供一手資料，為改裝設(shè)備的推廣運用提供參考，使技改后的機械設(shè)備不斷更新、不斷發(fā)展，更加安全、可靠。

6 結(jié)語

“十四五”及未來更長一個時期，福建省普通公路建設(shè)還將迎來一個高潮期，但普通公路已進入“建養(yǎng)并重”甚至“養(yǎng)護為主”的發(fā)展階段。機械化養(yǎng)護是公路養(yǎng)護走向?qū)I(yè)化、精細化、智能化的重要條件，也是公路管理現(xiàn)代化、科學化的必由之路。必須建立科學合理的設(shè)備配置與管理機制，在思想理念和技術(shù)方法上不斷創(chuàng)新，才能實現(xiàn)公路養(yǎng)護機械化的目標。