高邊坡混凝土塊體護砌機械鋪筑施工技術

蔡福緒 （安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

隨著國家經濟實力的逐年增強，對江河、湖泊治理和調水、輸水等涉水工程的投資在逐步加大，江河、湖岸、輸水渠道的邊坡通常采用混凝土護砌。傳統的人工搬運、鋪筑施工方法，具有用工量大、材料損耗大、受雨雪天氣干擾大、工效比較低等弊端。為此，以減少邊坡混凝土護砌用工的實際問題為導向，我們研發了碎石墊層攤鋪機械和混凝土塊體鋪筑機械，有效地解決了上述施工方法的弊端，取得良好的效果，具有廣泛的推廣應用價值。

2 工藝原理

高邊坡混凝土塊體護砌機械鋪筑施工工藝原理，主要表現在兩個方面：一是利用縱向可行走的皮帶傳輸機械攜帶自動識別、自動找平的碎石集料攤鋪斗，可在坡面橫向自動控制攤鋪碎石集料；二是利用縱向可行走的鋼帶傳輸機械、塊料智能抓取、升降控制系統，實現一次性完成混凝土塊體從坡頂抓取、傳輸、坡面鋪筑施工。

3 工藝流程

其流程包括施工準備、坡面隱蔽驗收、組裝碎石攤鋪機械等9個環節，見圖1。

圖1 工藝流程

3.1 施工準備

在進入施工準備階段，要保證進場臨時施工便道暢通、無積水，原材料按技術規范取樣，復試各項指標合格；要做好對臨時用電系統安全檢查，做到安保及接地齊全有效；對操作工人進行施工技術和安全操作交底；特殊工人要持證上崗。

3.2 坡面隱蔽驗收

在此環節，要注意對混凝土塊體鋪筑上道工序的地基邊坡按堤防施工規范進行檢查，主要檢查平面尺寸、坡面的坡比、平整度等指標是否符合設計要求。檢查點允許數值合格率滿足規范要求，坡面無需鋪土。

3.3 組裝碎石攤鋪和塊體鋪筑機械

按坡面長度，拼裝碎石攤鋪和塊體鋪筑機械，做到機電一體空載試運轉，安全防護設施齊全有效，操作規程制牌懸掛，控制柜有防雨措施。

3.4 鎮腳及隔埂施工

坡面上、下混凝土鎮腳及隔埂建基面低于混凝土護坡基底，寬度一般為100 cm～200 cm。為此，需先期施工護坡基底以下腳槽澆筑，以上部分支模澆筑。

3.5 碎石墊層機械攤鋪施工方法

首先根據圖紙設計要求，設定碎石鋪設厚度墊層表面高程控制點，然后將所需高程數據輸入控制系統，確認紅外線識別數據有效，自動調平裝置靈敏工作，集料攤鋪斗與坡頂配料斗碎石傳輸對接，使用裝載機送料至配料斗，滿足碎石供應量；然后開啟攤鋪料斗按鈕，自下而上攤鋪碎石墊層，一次成型，一個幅面寬度為1.5 m；鋪好一個幅面后，開啟碎石墊層攤鋪機械縱向行走電機，自動移動1.45 m，使集料攤鋪斗與此前攤鋪一幅的墊層對接，開始下一個幅面的碎石攤鋪，再自下而上攤鋪碎石墊層。重復上述工作，直至鋪滿隔埂之間的墊層（每個隔埂單元為坡腳到坡頂的長度約為20 m、橫向寬度約為19 m）。

3.6 混凝土塊體機械鋪筑施工方法

本流程分兩大步驟：第一，人工操作智能升降抓取設備，將集中堆放在坡頂（通過計算每一行所用的預制塊體數量）的預制塊體抓起，向鋼帶傳輸機械上喂料；待鋼帶傳輸機上的塊體移動到位后，開啟鋼帶傳輸機上安裝有移動式智能抓取設備，移動跑車上裝有紅外線識別塊體位置后自動停車。人工操作智能抓取設備，可將鋼帶傳輸機上預制塊體一次抓取一塊或二塊移至鋪設位置，卸除塊體上的夾具，鋪設完成。再重復抓取混凝土預制塊體進行鋪設，且從下至上依次對口銜接，逐塊鋪筑混凝土塊體。

圖2 鋪磚機械

圖3 布料機械

第二，當第一行塊體鋪設完成后，啟動混凝土塊體鋪筑機械縱向移動按鈕，移動一個塊體的寬度0.6 m即停止，重復前述塊體鋪裝工序內容銜接，逐塊鋪筑混凝土塊體，直至鋪滿兩條隔埂之間的面積（每個隔埂單元為坡腳到坡頂的長度約為20 m、橫向寬度約為19 m），再移動機械至下一個工作面進行鋪裝混凝土塊體。

3.7 分項工程驗收

分項工程施工完成，按規范對坡面平整度、坡比、塊體縫寬等進行檢查，局部輔以人工調整，實測實量分項的允許偏差點合格率滿足堤防規范要求。

圖4 施工現場

4 工藝特點

①使用該套設備，機械化程度高。可行走的皮帶傳輸設備同時帶動自動找平的碎石集料攤鋪斗，紅外線識別控制點，程序控制自動攤鋪碎石墊層。

②自動化程度高，對碎石墊層擾動少。可行走的鋼帶傳輸機械配合智能觸摸抓取設備，實現混凝土塊體抓取、傳輸、卸料、鋪筑等工序，一氣呵成。

③用工少、材料損耗少、對環境影響小。

④傳輸機械模塊化，可隨坡面長度需要實現接長或縮短。

5 質量控制

根據水工施工《預制混凝土砌塊護坡工程技術規程》（DB 34/T 2233—2014）規范要求。

施工放線：首先使用水準儀將坡腳水平高程控制點放樣布置好，用線帶好固定；然后使用水準儀將坡頂水平高程放樣布置好，用線帶好固定；最后再帶好坡面線，使用水準儀復核無誤后方可進行下一道工序。

混凝土砌塊的外觀質量應符合《堤防工程施工規范》（SL 260-2014）要求，碎石墊層的厚度應符合設計要求。

6 安全控制

①進入施工現場的施工人員必須佩戴安全帽。施工現場設醒目的安全警示標牌。

②對機械操作人員進行技術培訓、安全教育、逐項進行安全交底。

③安全部門對機械設備機械進行全面的安全檢查驗收，驗收合格后再開機施工。

④機械操作人員必須嚴格遵守操作規程，服從統一指揮。

⑤確保現場用電安全，實行三項五線制，做到一機一閘一漏保。

7 結語

在施工大面積的預制塊護坡時，采用高邊坡混凝土塊體護砌機械鋪筑施工技術，鋪設速度快、鋪設成本低、鋪設質量好。經檢測單位檢測，坡面平整、塊體穩定，縫線規則、緊密，坡面平整度、坡比等均符合設計及規范要求，本工藝用工量少，對周邊環境影響小；同時，碎石用量少，從而減少對礦山的開采破壞，利于環境保護。產生較大的經濟效益和社會效益，具有廣泛的推廣使用價值。