自帶整平功能自行式仰拱棧橋的研究與應(yīng)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(jī)，多為人工采用小型機(jī)具進(jìn)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(yīng)用技術(shù)，供同類工程參考。

關(guān)鍵詞：仰拱棧橋;整平機(jī);隧道施工;仰拱填充

中圖分類號(hào)：U448???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??文章編號(hào)：1671-2064（2019）16-0000-00

目前隧道施工過(guò)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(shí)對(duì)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(jiǎn)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(guò)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(yùn)到左右兩側(cè)，并人工進(jìn)行振搗，最后再人工進(jìn)行抹面收漿。隧道內(nèi)部的操作環(huán)境十分惡劣，會(huì)危害操作人員的身體健康，同時(shí)施工效率也非常低，工程進(jìn)度慢。由此我們公司與中交一公局新疆G575項(xiàng)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(wèn)題。

1工程概況

東天山特長(zhǎng)隧道是G575線巴里坤至哈密公路PPP建設(shè)項(xiàng)目重點(diǎn)工程，是打造“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”上 的戰(zhàn)略支撐點(diǎn)，點(diǎn)位于松樹(shù)塘滑雪場(chǎng)西側(cè)，采用分離式雙向四車道 一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80km/h，左洞起點(diǎn)樁號(hào)ZK8+809，終點(diǎn)樁號(hào)ZK13+840，全長(zhǎng)5031m，右洞起點(diǎn)樁號(hào)K8+783，終點(diǎn)樁號(hào)K13+885，全長(zhǎng)5102m，進(jìn)口段穿越三個(gè)斷層破碎帶（F1、F2、F3）。

2 原理、特點(diǎn)及適用范圍

2.1原理

通過(guò)橋面混凝土振搗整平設(shè)備改進(jìn)用于仰拱填充混凝土表面收漿整平、振搗，通過(guò)改造將XDSZ-100型全自動(dòng)整平機(jī)安裝在YQS6自行式液壓仰拱棧橋主梁底部，并配備0.4KW振動(dòng)電機(jī)3臺(tái)、1.0KW行走電機(jī)2臺(tái)，總功率為3.2KW;由遠(yuǎn)程遙控控制熨平板上下、前后移動(dòng)，其上下最大距離為12cm，前后最長(zhǎng)距離為2400cm。見(jiàn)圖1。

2.2設(shè)備改造

在仰拱棧橋底部焊接兩根20b工字鋼，作為全自動(dòng)整平機(jī)的行走軌道;將全自動(dòng)整平機(jī)放置在工字鋼軌道上，配備3.2KW的電動(dòng)機(jī)，在仰拱棧橋填充混凝土并進(jìn)行下部振搗后，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控整平機(jī)、熨平板進(jìn)行混凝土表面的振搗、整平;整平機(jī)上面安裝一套熨平板，在施工前按照設(shè)計(jì)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(dá)到規(guī)范化施工要求。

2.3液壓棧橋相關(guān)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(zhǎng)41m，棧橋下方具有兩個(gè)12m作業(yè)區(qū)域。液壓棧橋?yàn)橐簤厚R達(dá)驅(qū)動(dòng)，實(shí)芯膠輪行走，液壓和電氣控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走移動(dòng)，具有自動(dòng)前進(jìn)、后退、左右橫移動(dòng)，前后左右左右四個(gè)支點(diǎn)單獨(dú)液壓控制高低。液壓棧橋主要由前橋、后橋、主橋橋身、自動(dòng)走行裝置、升降機(jī)構(gòu)、液壓自動(dòng)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(zhǎng)×寬×高為41×6×2m;設(shè)計(jì)通過(guò)載荷60t;過(guò)車寬度3.5m;走行速度6m/min;整機(jī)功率20kw;驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)。

2.4 整平機(jī)相關(guān)參數(shù)

整平機(jī)由整平板、振動(dòng)器、升降部分、操作控制部分等組成，走行速度為3-10m/min，整機(jī)重量550kg，整機(jī)功率為3.2kw，控制方式采用遠(yuǎn)程遙控。

2.5 XDSZ-100型全自動(dòng)整平機(jī)的特點(diǎn)

該機(jī)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(jiǎn)單，提漿整平效果好等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)具有以下特點(diǎn)：

（1）操作簡(jiǎn)單。本機(jī)由一人操作，通過(guò)遙控控制機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，操作極為簡(jiǎn)便。

（2）平整度。整平機(jī)上面裝有一套整平板，在施工時(shí)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(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 XDSZ-100型全自動(dòng)整平機(jī)優(yōu)點(diǎn)

2.6.1 減少人工投入，縮短整平時(shí)間

（1）常規(guī)仰拱收面采用人工配合電動(dòng)抹平機(jī)進(jìn)行，12m仰拱需配備3臺(tái)電動(dòng)抹平機(jī)（3人操作），2人（仰拱棧橋下方采人工整平）用時(shí)約2.5h，用電量為16.5度。

（2）采用全自動(dòng)整平機(jī)，12m仰拱需配備1臺(tái)XDSZ-100型全自動(dòng)整平機(jī)（1人操作），用時(shí)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)電動(dòng)抹平機(jī)抹平后平整度一般為8mm-10mm。

（2）根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)全自動(dòng)整平機(jī)平整度一般為2mm-3mm。

2.6.3 收面全面性

（1）采用電動(dòng)抹平機(jī)整平時(shí)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(dòng)抹平機(jī)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(dòng)整平機(jī)整平整平時(shí)無(wú)死角，且抹平效果好。全自動(dòng)整平機(jī)采用遙控控制熨平板上下移動(dòng)，具有足夠的操作空間。

2.7經(jīng)濟(jì)效益分析

2.7.1單循環(huán)仰拱填充施工費(fèi)用對(duì)比

（1）常規(guī)仰拱填充收面采用人工配合電動(dòng)抹平機(jī)進(jìn)行，單循環(huán)仰拱填充（12m）需配備3臺(tái)電動(dòng)抹平機(jī)（3人操作），2人仰拱棧橋下方整平，用時(shí)約2.5h，用電量為16.5度。

（2）采用全自動(dòng)平衡振搗梁，單循環(huán)仰拱填充（12m）需配備1臺(tái)設(shè)備（1人操作），用時(shí)約0.4h（約25分鐘），用電量為1.3度。

單循環(huán)（12m）施工費(fèi)用對(duì)比如表1所示。

通過(guò)實(shí)際核算單循環(huán)（12m）可節(jié)省費(fèi)用為393.3元。

2.7.2仰拱填充施工總費(fèi)用對(duì)比

全自動(dòng)整平機(jī)造價(jià)低，基本無(wú)易損配件，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，改裝成套設(shè)備為4.5萬(wàn)元，隧道仰拱施工段總計(jì)2641m，施工總費(fèi)用對(duì)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(guò)遙控控制機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，操作極為簡(jiǎn)便，縮短整平時(shí)間，降低施工造價(jià)，每循環(huán)（12米）可節(jié)約成本約3673.6元，共實(shí)施2641m，共可節(jié)約成本5526元，帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，具有很高的推廣價(jià)值。

2.8?適用范圍

全自動(dòng)整平機(jī)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(jìn)行整平作業(yè)，工作效率高、施工工藝簡(jiǎn)單，提漿整平效果好。

3 結(jié)語(yǔ)

自帶整平功能自行式仰拱棧橋的成功應(yīng)用解決了東天山特長(zhǎng)隧道仰拱混凝土整平效果及速率，大大少了機(jī)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。

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收稿日期：2019-07-04

作者簡(jiǎn)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(shè)備。