高速液壓夯實機改裝及實用

彭 杰

（中交一航局第二工程有限公司，山東青島 266071）

1 工程概況及選型

1.1 工程概況

本工程位于寧夏銀川市東部，包含新增互通式立體交叉4處，新增分離式立交2 處，主線工期為3 個月，擋墻結構形式為扶壁式，總長約6 km，高度為2～9 m，擋墻臺背需回填土石方填料約5 萬m3，施工進度和質量壓力大。

1.2 設備選型

設備管理人員根據路面夯實新技術及臺背回填相關質量、規范要求，結合項目部實際情況，將自有裝載機進行改裝，進行擋墻臺背回填夯實作業。裝載機的型號為雷沃958G 型，屬50型裝載機，功率162 kW，整機質量16.9 t。結合夯實機相關性能參數（表1），遂選定山東天路TRA40 型高速液壓夯實機。并將裝載機尺寸圖樣及性能技術數據與夯實機廠家進行互通，經過計算與核驗，量身定制夯實機尺寸。

表1 夯實機性能參數

2 改造實例

2.1 夯實機的組成

夯實機主要由箱體、錘體、鏈接架、液壓系統、監控元件和控制盒等組成。

2.2 工作原理

夯實機的工作原理是采用動壓法壓實路基，動力由裝載機液壓油泵提供。通過控制盒（PLC 處理器、集成電路、電子元件等構成）與接近傳感器、電磁換向閥等監控原件組成的控制系統下達指令，由邏輯閥組控制夯實機液壓油缸，使夯錘提升至一定高度后在重力作用下加速下落，并在液壓系統的作用下往復運動，高速擊打帶緩沖墊、靜壓在地面上的夯板，再通過夯板夯擊地面，實現夯實作業。

2.3 夯實機的改裝

（1）將夯實機在平整堅實的地面上放正，保持安裝部件垂直。

（2）取出裝載機鏟斗與動力臂的連接銷，將鏟斗卸下。

（3）將夯實機的鏈接架與裝載機的動力臂連接，裝好定位銷（圖1），注意在定位銷上涂抹鋰基酯潤滑。

（4）將裝載機液壓泵的進油管及回油管分別與夯實機的進油、回油管路進行對接，并將其固定在設備上（圖2）。

圖1 鏈接架與動力臂連接

圖2 液壓油管連接及固定

（5）將夯實機的傳感器、電磁閥、控制線路等進行安裝、固定（圖3），做好相關標識標記。

（6）將夯實機的控制盒安裝于裝載機駕駛室內，將底座焊接固定（圖4），焊接時務必斷開裝載機電源線路，以免引起車身控制線路損毀。將輸出控制線路、輸入電源線路引入到控制盒內接好（圖5），輸入電源電壓DC 24 V，共兩相，正極接到裝載機電源保險上，負極搭鐵即可（圖6）。

2.4 夯實機的調試

（1）待設備及線路安裝完畢、檢查無誤后接通電源，檢查控制盒儀表及各指示開關的工作是否正常。

圖3 控制線路安裝

圖5 控制盒接線

圖6 輸入電源接線

（2）儀表運行正常后設定相關參數，照實際施工技術要求設置錘體沖擊高度和沖擊次數等，沖擊高度分為3 擋，1 擋設定高度為0.6 m，2 擋設定高度為0.9 m，3 擋設定高度為1.2 m，將參數輸入到控制程序中（圖7）。

（3）儀表設置完成后可開始單機負荷試運行，將夯實機行駛到工作位置，夯板正放在夯實面后，按下控制盒啟動鍵，開始夯實作業（圖8）。

2.5 實用注意事項

圖7 控制盒儀表參數設定

通過一段時間設備的使用和維護，總結出如下注意事項：

（1）夯實機本體質量約為5.8 t，行駛中易造成重心不穩引起側翻，因此設備行走過程中必須保持車體穩定，爬坡時不得歪斜。

（2）工作中夯實機夯板必須與夯實面緊密貼合，且垂直放置，以免空夯擊造成設備損壞。

（3）每日施工前檢查各鏈接部位緊固螺栓，如松動應及時涂防松膠后按規定力矩緊固、鎖死，必要時更換，檢查箱體、錘墊、錘體是否完好，及時清除雜物、積塵、泥土等，并在導軌上均勻涂鋰基脂潤滑。

（4）液壓密封圈、接近傳感器等在夯實作業中損壞率較高，屬于易損件，需常備，避免耽誤施工。

（5）檢查液壓系統是否有滲漏，經常性檢查設備液壓油，如缺少應及時補充。

圖8 液壓高速夯實機回填擋墻臺背

3 工效對比

將采用夯實機與傳統手扶式壓實機具（型號LT780）進行擋墻臺背回填對比。具體條件為，采用砂礫進行夯實/碾壓，以靠近擋墻1 m 范圍為施工區域，回填料方量為5 萬m3，按每天有效工作時間10 h，僅考慮施工時間，不考慮試驗檢測及其他用時的情況下，進行對比。

3.1 夯實機工作流程

將級配合理的砂礫每層填筑100 cm，灑水濕潤，用裝載機輪胎靜壓完畢后，將夯錘平放于待夯實處，進行3 次夯實，每次2 s，即可達到質量合格要求。轉移至下處工作地點繼續作業，夯實后厚度為90 cm。

3.2 傳統手扶式壓實機械工作流程

采用手扶式振動壓路機壓實，需要將級配砂礫填筑18 cm，灑水濕潤，振動碾壓5 遍達到要求，壓實后厚度為15 cm。其中，壓路機輪寬60 cm，輪跡重疊40 cm。

3.3 工效對比

對比工效（表2），可見相同工作條件下，將振動碾壓改為夯實，可極大提高工作效率，保障施工質量的同時，有效縮短工期。

表2 工效對比

如果要達到相同的40 d 工期要求，采用手扶式振動壓路機需配備約10 個班組同時施工，給工程的人員、質量、安全、工序交接、物資設備管理帶來壓力。與此同時，兩種方法按40 d 工期僅對人工、機械、燃油進行成本對比，不考慮管理費等其他費用（表3），節省費用約35 萬元。結合效率、管理等方面綜合考慮，采用高速液壓夯實機夯實，優勢十分明顯。

表3 成本對比

3.4 夯實質量檢測及沉降觀測

施工完成后，試驗人員對路基進行試驗檢測，壓實度可達到97%以上，滿足試驗檢測要求。測量人員通過沉降觀測記錄表明，采用液壓高速夯實機夯實的擋墻臺背回填作業，在沉降到達穩定期后，平均沉降值為15 mm。而采用傳統人工手持小型機具夯實的作業，平均沉降值為50 mm。可見，采用夯實機施工提高了施工質量。

4 結論

經項目部的工程實踐，對于高速液壓夯實這種新技術，適合轉場頻繁及狹窄工地的使用，可作為橋臺背、涵側、邊角轉折處、小范圍基礎處理等特殊條件下的施工設備。其機動靈活、壓實效果好，功效高，可保障施工質量，極大地縮短工期，減少人力投入，降低施工成本，可應用推廣。