模摊铺机的技术改装与摊铺实践
摘 要:以梅河(梅州-河源)高速公路路面一标工程施工实践为例,根据隧道的结构尺寸,结合GHP-2800 Gomaco滑模摊铺机的机体尺寸,对该设备进行技术改装,使原用于正常路段滑模摊铺的GHP-2800 Gomaco机械成功地实现了对隧道和分离式桥、路的摊铺。文中介绍了改装方案、过程及效果。
梅河高速公路起于广东省梅州市程江镇,终于河源市东源县蓝口镇,全长118.41 km,全线路面共分5个施工合同标段。一标段起止桩号为K0~K24+000,其中K2~K7有分离式路6段(双向)、分离式桥1座、隧道2座(分别是700 m长的葵岗隧道和200 m长的鸡雄山隧道,其中葵岗隧道为全线最长的隧道)。全路段设计为双向4车道,正常路段行车道宽8.5 m,隧道内不设路肩和紧急停车带,其行车道宽7.5 m。该路段是梅河高速公路工程路面摊铺施工的重点和难点。业主要求主线采用机械摊铺,包括分离式路、桥和隧道。
梅河高速路面一标工程主线使用2台滑模摊铺机进行摊铺,由于隧道结构的特殊性(见图1),适用于正常路面摊铺的滑模摊铺机满足不了隧道的摊铺,必须对摊铺机进行改装。GH-4000 Gomaco滑模摊铺机机体庞大,不适于改装,因而用来摊铺正常的路面和桥梁;而2条隧道双向1 800 m的摊铺则由GHP-2800 Gomaco滑模摊铺机经现场技术改造后来完成。本文以隧道施工为例,介绍结合隧道结构对GHP-2800 Gomaco摊铺机进行的现场技术改装。
1 改装方案的确定
根据隧道的结构,隧道的摊铺必须重点考虑如下问题:①摊铺机履带的行走不能碰到排水沟或管道的侧板;②摊铺挂线必须有足够的位置;③摊铺机体(包括磨平器桁架)不能碰到隧道壁。如图1所示,摊铺机履带行走的位置只能在A和B面,不能在C面。原因如下:①如果在C面上,虽然有足够的位置供给履带行走,但是盖板太单薄,不足以支撑厚重的摊铺机;②在C面上行走,机体会碰到隧道壁,挂基准线无足够的空间,同时,也难于实现摊铺机底板低于履带约30 cm的摊铺作业;③如果在C面上行走,虽然摊铺机的改装和操作会方便些,但不能实现7.5 m宽砼面完全由摊铺机完成摊铺,两边至少有50 cm宽的位置需由人工补料铺筑,这会增加补料的难度,还可能严重影响摊铺作业的正常进行,因为大规模的补料过程中可能碰到基准线,使摊铺机跑偏或波动,影响隧道的整体施工效果和质量。
由于B面盖板具有足够厚度,足以支持摊铺机的行走。实际摊铺中,由于砼对底板的浮力,盖板的受力会小些,而且盖板有50 cm宽,拆掉履带护罩并调转180°后履带还可以在盖板上行走(履带加护罩的实际宽度为50 cm,拆掉护罩后为40 cm);摊铺机通过改装,机体不会碰到隧道壁,而且在管道盖板C上挂线有足够的位置。所以,履带在B面上行走是最适宜的。
根据隧道结构和GHP-2800 Gomaco滑模摊铺机的履带、机体尺寸,确立了履带在排水沟盖板上行走、摊铺机底板和盖板持平的“零位摊铺”方案。
2 改装方案的实施
要实施上述“零位摊铺”方案,关键要解决以下两个问题:
1)摊铺机正常摊铺时,前、后履带在侧板的外侧,而本方案中要求履带在侧板的前后面(如图2、图3所示)。在前后调节履带时,前履带会碰到螺旋传动箱外壳,这就要求保证履带外侧边与隧道通信管道侧板间有足够的间隙,一般要求在10 cm以上,这样在摊铺前移中碰到突发情况(如摊铺机偏移)时有充足的空间来调整履带的方向。
2)摊铺宽度是靠安装在两侧的升降侧板来保证的,在侧板升至最外后仍低于底板10 cm,在隧道摊铺过程中,这10 cm侧板会紧密地与水沟侧板贴合或与水沟盖板发生碰撞而无法实现正常摊铺。
针对第一个问题,最简易的解决方法是改装螺旋传动箱,割去传动箱靠近履带的部分,尺寸为横向×纵向×高=5 cm×20 cm×25 cm,然后用钢板将割出的长方形缺口焊好。改装后,传动箱外形变了,但并没有影响传动机构的运转。将履带调整到离传动箱侧壁3 cm(净距),在机体升降过程中,履带和传动箱之间不会发生碰撞。
第二个问题可通过拆卸两边升降侧板来解决,把排水沟侧板当成摊铺机的侧板。
2.1 摊铺宽度的改装
GHP-2800 Gomaco摊铺机的摊铺宽度为8.5m,需改装为7.5 m。改装步骤:
1)将整机置于平坦、宽敞的场地上,以便于拆卸部件平稳地脱离主机架和悬挂机构以及改装机具的出入和停靠。
2)依次拆卸主机架和悬挂机构(如螺旋布料器系统、虚方板控制系统、振动棒系统、捣实板系统、成型模板系统和自动磨平器系统)的各连接油管。由于各系统油管众多,拆卸时应对连接油管做分类记号,以利于改装后组装还原。
3)拆卸自动磨平器系统,用固定支架支撑。
4)脱模。拆松悬挂机构,使主机架平衡后移再提升主机即可(组装时反向进行)。
5)将脱离的模板放在预先准备好的枕木上,通过吊车将模板宽度拆除1 m。拆除顺序依次为螺旋布料器→虚方板→振动棒→捣实板→成型模板。对应的底模也各拆除1 m。将拆除部分用吊车吊离,再将一分为二的模板用吊车吊装合并,并按与拆卸顺序相反的顺序组装还原,注意模板要平整合并。在合并过程中,前后螺旋的中间悬挂和模块的搭接可能会发生改变,可加焊连接盒来消除,也可通过其他形式来灵活实现,只要不影响螺旋的运转即可。
2.2 主机架的改装
以模板两端悬挂装置的距离作为主机架伸缩距离,使主机架和整个悬挂机构顺利合并。根据隧道摊铺宽度和摊铺机现有宽度,须将主机架缩短1 m(左右各缩0.5 m)。改装操作之前必须将左右支架锁紧装置分开,操作完毕再将其锁紧。
2.3 改变履带方向
将4条履带调转180°。因为一般情况下履带行走泵在4条履带的外侧,如果不调转180°,履带加上行走泵突出位置共有70 cm,而排水沟盖梁的宽度只有50 cm,不可能实现在排水沟盖板上行走。操作步骤:用坚实大枕木顶住履带臂,拆除连接油管和履带挂接销后,通过钢丝绳和上下伸缩油缸的配合将履带调转180°,然后装回挂接销。此外,为了使调转后的履带与原行驶方向一致,要调整上下供油管,中间回油管仍接回原来的位置。方向调整完成后,调整履带调节拉杆,使4条履带边到边的距离为7.3 m。
2.4 缩短自动磨平器平桁架
平桁架12 m,而隧道总宽为10.9 m,需缩短平桁架。平桁架也是模块式的,将主架减短至8.5 m,然后用吊车吊装回主机后方的悬挂装置。
2.5 拆除横向拉杆插入装置
因隧道横向无拉杆,而且横向拉杆插入装置突出来会影响摊铺机在排水沟盖板上的行走,须拆除。
2.6 改装后的调整
调整4条履带的转向电位器,使前后履带在一条线上,左右履带平行;调整底模两端预拱调节装置,即将后端出模位置调整成和底板持平(一般情况下,正常路段后端出模位置两边有向上约3 cm的预拱,由于隧道排水沟侧板已充当模板作用,所以必须调整预拱);调整捣实板的各传动角,使之保持平衡、上下运动一致;调整自动磨平器左右行程,摊铺7.5m宽的隧道,宜将行程调至7.2 m。
3 隧道摊铺中的注意事项
1)根据拌和料的坍落度,及时调整工作速度及振动频率,当坍落度偏小时,速度应放慢,并加大振动频率。坍落度发生变化时,应先调整振动棒频率,后改变摊铺速度。
2)布料要均匀,特别是摊铺机前不能有太多的料,否则,可能造成摊铺机前进阻力太大而打滑,从而影响平整度。由于钢纤维的顶托作用,松铺高度应比普通砼路面高10 cm左右。
3)由于隧道一般采用钢纤维砼,摊铺过程中振动棒组的振动频率不宜低于10 000 r/min,棒组底缘应严格控制在面板底面的位置。
4)摊铺机前一般以保持10 m左右的待摊铺料为宜,这样对布料机的前后行走有利,遇到突发情况时也便于解决。
5)进入隧道的运料车以1~2台为宜,同时保持50 m以上间距。
6)天气干燥、晴朗时,隧道口前200 m的路面应保持湿润,以防运料车将灰尘卷入隧道。
7)操作手应随时掌控好螺旋布料器,使摊铺机前的积料尽量左右均匀,适宜地操控虚方板,保证料仓中的积料高度,防止积料过高造成阻力过大而使履带打滑。
8)根据前方布料情况操控摊铺机行进速度,应控制在0.8~1.0 m/min,尽量保持匀速行驶,减少停机及起动次数。
9)摊铺过程中禁止人在两边电缆管道盖板上行走,以免不小心碰到基准线和传感器。
10)应有专人检查基准线情况,查看线桩是否牢固、挂线杆是否松动,同时复测机前的基线标高。
11)成型后的路面抹平应斜向操作,因为横向操作时推拉杆容易碰到身后的洞壁,使抹平面减少。
4 施工实践
将改装后的GHP-2800 Gomaco滑模摊铺机用于摊铺700 m长的葵岗隧道右幅路面,采用反坡摊铺,不到1 d的时间便完成了整个隧道的摊铺作业。在搅拌场加入钢纤维,运距12.5 km,到场坍落度控制在1.5~3 cm,气温24~33℃,天气晴朗。
摊铺过程中未发生机械故障,但摊铺至335 m处发生履带跑偏事故,原因是由于盖板上的钢纤维袋铺设不合理,右盖板上的袋卡入履带中部,造成两边履带行进速度不等,履带啃管道沟侧板。经手动调控左右履带的行走方向和改进钢纤维袋的铺设,克服了跑偏事故,整个排障过程历时30 min。路面成型后检测平整度,为85%。
随后将该摊铺机用于该隧道左幅路面及鸡雄山隧道路面的摊铺施工,施工中机械正常,平整度提高到91%。证明摊铺机的改装和隧道的摊铺是成功的。隧道摊铺现场见图4。
5 结 语
隧道砼路面摊铺机械的改装和摊铺过程是一项复杂、细致的工作,只有细心做好每一个环节,才能保证摊铺施工顺利完成。对于摊铺机械,可在不影响其性能的前提下,大胆改装,多做尝试,提高摊铺机对不同摊铺路段的适应性和可行性。
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