全自動沖洗裝置在碾壓混凝土運輸中的應用

張進文，劉世宗，劉科松

(中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 )

所依托DG水電站工程位于西藏自治區山南地區，屬青藏高原溫帶季風半濕潤氣候區，基本特性為氣溫低、空氣稀薄、大氣干燥、太陽輻射異常強烈。DG水電站為二等大(2)型工程，電站裝機容量為660 MW，攔河壩采用碾壓混凝土重力壩，壩頂高程3 451 m，最大壩高117 m，其中碾壓混凝土澆筑方量95.6萬m3，其中自卸車運輸澆筑方量70.5萬m3。碾壓混凝土澆筑主要采取封閉保溫式自卸車入倉澆筑，自卸汽車必須確保其封閉性及保溫性，車頂采取自動化鋼板遮陽道封閉，防止陽光照射及雨水進入，四周采取橡塑海綿張貼進行保溫，更有利于減小碾壓混凝土運輸中VC值及溫度不宜損失，且入倉強度快，有效保證了入倉澆筑質量。

1 碾壓混凝土運輸車輛清洗的重要性和必要性

根據施工規范《水工碾壓混凝土施工規范》(DLT5112-2009)及施工技術有關要求，均已明確要求自卸汽車入倉前應將輪胎清洗干凈，防止將泥土、水、雜物帶入倉內。車輪夾帶的污物、泥土將影響混凝土層面的膠結質量；水分的帶入將改變混凝土的工作度和水膠比，影響混凝土質量。施工期間應定期對運送混凝土汽車的車況檢查，保證車況良好、無漏油，采用可實用性、可操作性的施工工藝是保障碾壓混凝土澆筑質量的關鍵要素。

2 對比分析

2.1 常規人工手動控制分析

目前碾壓混凝土施工中車輛沖洗平臺常規一般采用人工手動控制沖洗，在高原特殊氣候條件下采取常規人工洗車需投入操作人員3人(2人沖洗，1人控制閥門)，質控人員1人(負責檢查沖洗潔凈情況)，安全員1人(負責道路運輸交通安全管控)，施工資源投入大，且人力及機械設備資源存在降效，施工效率低；接料→沖洗→入倉所需花費時間22 min，單次運行成本16.17元，操作平臺投資90 002.39元；水資源易造成浪費；沖洗污水直接流入排水溝，并進入污水排放系統，車輛沖洗下的泥漿排放不及時將導致泥漿積聚于路面，車輛駛出時輪胎易造成二次沾染；為確保沖洗潔凈，沖洗時運輸車輛需在沖洗點來往行駛各1次，根據現場實際情況沖洗時間需要5 min，達標沖洗時間過長；將影響碾壓混凝土澆筑強度。

2.2 全自動沖洗裝置洗車控制分析

沖洗平臺全自動沖洗裝置洗車主要通過壓力傳感器、水用電磁閥和增壓泵的配合使用，使得碾壓混凝土運輸車輛行駛至橫鋼桿上進行自動沖洗，碾壓混凝土運輸車輛駛離橫鋼桿進行關閉水源，達到自動沖洗的效果。接料→沖洗→入倉所需花費時間18 min，單次運行成本3.97元；操作平臺投資120 002.39元；資源投入少，主要投入1人進行運輸道路交通安全管控工作，全自動沖洗時間僅需1 min，沖洗達標時間短，沖洗效果好，全自動沖洗裝置有效節約了水資源的浪費，同時提高了碾壓混凝土澆筑強度。

2.3 對比分析

本工程碾壓混凝土澆筑主要采取平層通倉法進行碾壓實施，單倉倉面面積為5 000 m2，自卸汽車每車運輸13.5 m3，碾壓厚度為0.3 m，覆蓋時間為4 h，最大澆筑強度為375 m3/h。自卸汽車混凝土運輸澆筑70.5萬m3，單車運輸5.2萬次，常規人工沖洗單次運行84.1萬元(不包含操作平臺)，自卸汽車沖洗耗時4 333 h，全自動沖洗裝置單次運行20.6萬元(不包含操作平臺)，自卸汽車沖洗耗時866 h。

全自動沖洗裝置不僅僅節約了碾壓混凝土運輸車輛沖洗時間，還節約了投資成本，提高了施工功效，還全方位大大提高了運輸車輛沖洗質量，為碾壓混凝土澆筑質量提供了有利保障。全自動沖洗裝置運用的可實用性及可操作性大大提高了碾壓混凝土澆筑連續上升的施工特性，與常規人工手動控制沖洗而言，無論從經濟效益還是實用性及可操作性等方面對比均有較大優勢。

3 全自動沖洗裝置設計介紹

主要組成部分：排水槽、工字鋼架、壓力傳感器、橫鋼桿、水箱、增壓泵、進水管、排水管、支水管、壓力傳感器、水用電磁閥、高壓噴頭、導流板等。

結構布置：本平臺支撐體系主要采用工字鋼和槽鋼制作，上部表面橫鋼桿為φ32 mm螺紋鋼桿，以間距10 cm水平焊接布置，底部設有排水槽，排水槽背面設有沉淀箱。

自動裝置設計：支撐體系下部中安裝布置壓力傳感器，側面布置安裝水箱，并安裝有增壓泵，支水管位于兩個相鄰橫鋼桿的中線上，左側固定安裝有水用電磁閥，支撐體系的排水槽部位裝有5組共計30個高壓噴頭，每組高壓噴頭在支水管上呈等距離分布。

4 全自動沖洗裝置運行

在保持水箱內部水壓恒定前提下，通過將碾壓混凝土運輸車輛開至橫鋼桿上，橫鋼桿帶動壓力傳感器擠壓，壓力傳感器控制水用電磁閥打開和增壓泵啟動，增壓泵通過渦輪旋轉并帶動進水管內部的水量通過排水管進入水箱，水箱通過支水管和高壓噴頭對碾壓砼運輸車輛進行清洗。

碾壓混凝土運輸車輛上的泥漿通過橫鋼桿與工字鋼架之間的間隙落入導流板上，在高壓水流的作用下帶動泥漿流入排水槽和沉淀箱內部，避免泥漿排放不及時導致泥漿積聚于路面而污染輪胎，再通過將碾壓砼運輸車輛開至碎石上進行脫水，達到避免輪胎二次污染的效果。全自動沖洗裝置運行效果詳見圖1。

圖1 全自動沖洗平臺布置圖

5 安全與質量控制

5.1 安全控制

根據現場實際布置情況，全自動沖洗裝置沖洗平臺安全隱患控制重點，主要有：道路交通安全管控及施工用電安全管控兩方面，具體控制措施如下：

道路交通安全管控：定期開展做好自卸汽車駕駛員安全教育培訓管控工作，遇下坡路段及彎道應減速慢行；儲備相應備品備件，定期做好自卸汽車車況運行維護保養及檢修工作；劃分施工區及安全區，嚴禁非工作人員進入施工現場；根據現場實際布置情況，統籌做好專用運輸道路規劃布置工作，跟進做好道路交通運行及維護安全管控工作，并完善相應標識標牌；加強夜間碾壓混凝土施工，道路運輸及全自動沖洗平臺照明施工管控。

施工用電安全管控：加強夜間施工照明用電安全管控，受損用電線路及時進行更換修復；非電氣專業人員不得進行電器安裝與維修，不得擅自接電源；現場移動式電氣設備，必須執行“一機一閘一保護”制度，并定期校驗，確保靈敏可靠。

5.2 質量控制

自卸汽車運輸前應提前做好外部保溫材料張貼牢固性及車頂自動化鋼板遮陽道檢查工作，避免陽光及雨水滲入；道路沖洗人員應確保入倉道路結凈，道路應及時進行沖洗，積水應進行清理；自卸汽車運輸至全自動裝置洗車平臺時應檢查遮陽道密封性，避免沖洗裝置沖洗過程中水花濺入運輸車輛，影響VC值及混凝土溫度流失。

6 結 語

西藏DG水電站碾壓混凝土澆筑洗車平臺采用全自動沖洗裝置的施工工藝，全自動沖洗裝置的結構設計、運行原理、實用性及可操作性更為合理，經全自動沖洗裝置沖洗的碾壓混凝土運輸車輛，車輪及底盤相應污物及泥土一次性沖洗潔凈，沖洗時間短，資源投入小，投資成本低，有效提高了自卸車運輸沖洗質量，且不制約碾壓混凝土澆筑連續上升施工特性。在實際運行過程中有效加快了沖洗進度，降低了勞動強度，對高海拔環境下作業工人的職業健康與勞動保護產生積極效益。運輸車輛污物沖洗質控效果整體較好，碾壓混凝土澆筑強度及澆筑質量得到了有力保障。