小型預(yù)制U 型排水溝快速填縫裝置研制與應(yīng)用

張 響

該項目排水溝斷面尺寸為30 cm×50 cm×40 cm，預(yù)制塊間接觸縫寬1.5 cm，縫內(nèi)填M7.5 砂漿，預(yù)制排水溝構(gòu)件安裝先從一端開始，然后再安裝下一塊，靠近渠坡側(cè)回填土進(jìn)行夯實。目前排水溝為人工安裝，接縫處采用木板支護(hù)，扁鏟進(jìn)行縫隙填塞搗實，填縫的快慢直接影響整個工程的工期。

1.問題產(chǎn)生原因

此工程受施工現(xiàn)場作業(yè)面狹窄，施工線路長的條件限制，工程現(xiàn)場無法進(jìn)行交叉作業(yè)，根據(jù)工程進(jìn)度安排，排水溝維修只有在30 天以內(nèi)完成才不會影響后續(xù)工作，小組成員對現(xiàn)有的做法進(jìn)行了實驗，目前相鄰排水溝預(yù)制塊之間采用木板支護(hù),填縫采用砂漿直接倒入，扁鏟搗實，每條縫平均單次工作時間約為6.13 min、單次工作人數(shù)為4 人，完成排水溝工作約3 個月，不能滿足預(yù)制排水溝安裝完成時間≤30 天的要求，因此迫切需要一種工具提高工作效率。

2.采取措施

2.1 借鑒查新

小組成員通過關(guān)鍵詞“排水溝填縫工具”“排水溝填縫”在中國專利網(wǎng)、中國知網(wǎng)、維普數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫、SooPAT 專利搜索、國家科技成果網(wǎng)等進(jìn)行了檢索，沒有發(fā)現(xiàn)類似的專用工具。QC 小組在項目部召開討論會，根據(jù)多年施工經(jīng)驗，經(jīng)研究分析，燒結(jié)磚裝卸夾手對我們有很大的借鑒意義，可伸縮卸磚夾手裝置，包括活動磚夾、連接板、握持手柄、固定磚夾以及拉伸彈簧，通過夾片固定，配合拉伸彈簧張開或收攏達(dá)到夾持目的，我們通過借鑒此原理引發(fā)創(chuàng)新。

2.2 確定最佳方案

QC 小組成員經(jīng)過多次討論，提出了兩種研制方案，方案一注射式排水溝填縫裝置；方案二漏斗式排水溝填縫裝置，并對兩種研制方案進(jìn)行了可行性分析及評估，以確定最佳方案，見表1。

表1 方案對比分析表總體方案對比分析

3.主要研究方法

結(jié)合南水北調(diào)總干渠中線臨城、石家莊段右岸運(yùn)行維護(hù)道路工程的施工進(jìn)程，從技術(shù)改進(jìn)、排水溝模板支立工序進(jìn)行了總結(jié)研究。研究方法采用技術(shù)攻關(guān)與生產(chǎn)項目相結(jié)合，調(diào)研分析與具體實際相結(jié)合，項目組技術(shù)人員分工負(fù)責(zé)。

3.1 夾板材料選用

結(jié)合現(xiàn)場材料優(yōu)先選用，配以外部采購的原則，填縫工具的夾板部分采用外徑25 mm的空心圓鋼2根，一塊100 mm×30 mm×3 mm 鋼板、一個0.8 mm×6 mm×40 mm 彈簧組合。鋼管外徑25 mm，鋼板采用30 mm×3mm 固定鋼管上部尺寸，彈簧彈性模量為0.5≤d≤4 Mpa。材料選擇完成后，通過現(xiàn)場試驗，確定了外徑25 mm 鋼管滿足縫寬1.5 cm 的支護(hù)要求，鋼板及彈簧滿足定位及放張要求。

3.2 確定排水溝尺寸

此工程排水溝尺寸如圖1 所示，內(nèi)側(cè)尺寸為30 cm，外側(cè)尺寸為40 cm，根據(jù)排水溝斷面尺寸，小組成員對排水溝的內(nèi)外側(cè)尺寸及縫寬進(jìn)行了現(xiàn)場測量統(tǒng)計，根據(jù)施工圖測量的統(tǒng)計結(jié)果，確定了填縫工具的精確尺寸和標(biāo)高。

圖1 現(xiàn)場排水溝尺寸圖

3.3 確定工具加工尺寸

根據(jù)施工圖對現(xiàn)場的排水溝實際縫寬、按預(yù)制塊內(nèi)、外側(cè)長度增加20 cm，即外側(cè)長60 cm、內(nèi)側(cè)長50 cm、寬10 cm，鋼板在上，彈簧在下制作填縫工具。

3.4 夾板加工、制作

施工現(xiàn)場選擇在平整的場地進(jìn)行，依據(jù)圖紙尺寸進(jìn)行加工、制作，鋼管進(jìn)行打孔，鋼板通過鉚釘固定，彈簧利用鋼管孔口固定。

根據(jù)圖紙加工制作完成的夾板部分，鋼管尺寸滿足排水溝內(nèi)外側(cè)支護(hù)要求，鋼板及彈簧連接牢固。工具制作完成后對彈簧的受力、鋼管的固定情況及夾板的穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗，經(jīng)過現(xiàn)場試驗該裝置滿足使用要求。

3.5 確定注射槍尺寸

小組成員通過現(xiàn)場測量相鄰排水溝的實際縫寬，統(tǒng)計出現(xiàn)場相鄰排水溝平均填縫寬度為15.5 mm，確定扁嘴注射槍槍口尺寸為10 cm。經(jīng)過現(xiàn)場實際操作，并進(jìn)行了填縫實驗，扁嘴注射槍填縫實驗10 次，砂漿飽滿度達(dá)到98%，填縫砂漿無外露，縫面美觀，不用再進(jìn)行人工清縫，說明扁嘴注射槍滿足填縫要求。

3.6 調(diào)試運(yùn)行

小組成員對制作完成的填縫裝置在施工現(xiàn)場進(jìn)行試驗，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計，見表2。

表2 使用排水溝填縫工具數(shù)據(jù)統(tǒng)計

平均操作時間為1.08 min/條，操作人員為2 人，排水溝不受外力損傷，通過使用排水溝填縫工具的填縫試驗證明，創(chuàng)新制作的新型填縫裝置，工作效率平均為1.08 min/條，操作人員2 人可完成。

4.效果檢驗

該工具運(yùn)用到U 型預(yù)制排水溝安裝工作中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，排水溝填縫裝置工作效率平均為1.08 min/條，操作人員為2 人，與傳統(tǒng)施工方法比較節(jié)約了施工成本，縮短了施工工期。

5.結(jié)語

預(yù)制U 型排水溝填縫裝置的成功研制，滿足了工期要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，該裝置簡單易用，可應(yīng)用于預(yù)制件之間填縫工作，具有較強(qiáng)的推廣價值。