高速液压夯实机改装及实用

彭 杰

（中交一航局第二工程有限公司，山东青岛 266071）

1 工程概况及选型

1.1 工程概况

本工程位于宁夏银川市东部，包含新增互通式立体交叉4处，新增分离式立交2 处，主线工期为3 个月，挡墙结构形式为扶壁式，总长约6 km，高度为2～9 m，挡墙台背需回填土石方填料约5 万m3，施工进度和质量压力大。

1.2 设备选型

设备管理人员根据路面夯实新技术及台背回填相关质量、规范要求，结合项目部实际情况，将自有装载机进行改装，进行挡墙台背回填夯实作业。装载机的型号为雷沃958G 型，属50型装载机，功率162 kW，整机质量16.9 t。结合夯实机相关性能参数（表1），遂选定山东天路TRA40 型高速液压夯实机。并将装载机尺寸图样及性能技术数据与夯实机厂家进行互通，经过计算与核验，量身定制夯实机尺寸。

表1 夯实机性能参数

2 改造实例

2.1 夯实机的组成

夯实机主要由箱体、锤体、链接架、液压系统、监控元件和控制盒等组成。

2.2 工作原理

夯实机的工作原理是采用动压法压实路基，动力由装载机液压油泵提供。通过控制盒（PLC 处理器、集成电路、电子元件等构成）与接近传感器、电磁换向阀等监控原件组成的控制系统下达指令，由逻辑阀组控制夯实机液压油缸，使夯锤提升至一定高度后在重力作用下加速下落，并在液压系统的作用下往复运动，高速击打带缓冲垫、静压在地面上的夯板，再通过夯板夯击地面，实现夯实作业。

2.3 夯实机的改装

（1）将夯实机在平整坚实的地面上放正，保持安装部件垂直。

（2）取出装载机铲斗与动力臂的连接销，将铲斗卸下。

（3）将夯实机的链接架与装载机的动力臂连接，装好定位销（图1），注意在定位销上涂抹锂基酯润滑。

（4）将装载机液压泵的进油管及回油管分别与夯实机的进油、回油管路进行对接，并将其固定在设备上（图2）。

图1 链接架与动力臂连接

图2 液压油管连接及固定

（5）将夯实机的传感器、电磁阀、控制线路等进行安装、固定（图3），做好相关标识标记。

（6）将夯实机的控制盒安装于装载机驾驶室内，将底座焊接固定（图4），焊接时务必断开装载机电源线路，以免引起车身控制线路损毁。将输出控制线路、输入电源线路引入到控制盒内接好（图5），输入电源电压DC 24 V，共两相，正极接到装载机电源保险上，负极搭铁即可（图6）。

2.4 夯实机的调试

（1）待设备及线路安装完毕、检查无误后接通电源，检查控制盒仪表及各指示开关的工作是否正常。

图3 控制线路安装

图5 控制盒接线

图6 输入电源接线

（2）仪表运行正常后设定相关参数，照实际施工技术要求设置锤体冲击高度和冲击次数等，冲击高度分为3 挡，1 挡设定高度为0.6 m，2 挡设定高度为0.9 m，3 挡设定高度为1.2 m，将参数输入到控制程序中（图7）。

（3）仪表设置完成后可开始单机负荷试运行，将夯实机行驶到工作位置，夯板正放在夯实面后，按下控制盒启动键，开始夯实作业（图8）。

2.5 实用注意事项

图7 控制盒仪表参数设定

通过一段时间设备的使用和维护，总结出如下注意事项：

（1）夯实机本体质量约为5.8 t，行驶中易造成重心不稳引起侧翻，因此设备行走过程中必须保持车体稳定，爬坡时不得歪斜。

（2）工作中夯实机夯板必须与夯实面紧密贴合，且垂直放置，以免空夯击造成设备损坏。

（3）每日施工前检查各链接部位紧固螺栓，如松动应及时涂防松胶后按规定力矩紧固、锁死，必要时更换，检查箱体、锤垫、锤体是否完好，及时清除杂物、积尘、泥土等，并在导轨上均匀涂锂基脂润滑。

（4）液压密封圈、接近传感器等在夯实作业中损坏率较高，属于易损件，需常备，避免耽误施工。

（5）检查液压系统是否有渗漏，经常性检查设备液压油，如缺少应及时补充。

图8 液压高速夯实机回填挡墙台背

3 工效对比

将采用夯实机与传统手扶式压实机具（型号LT780）进行挡墙台背回填对比。具体条件为，采用砂砾进行夯实/碾压，以靠近挡墙1 m 范围为施工区域，回填料方量为5 万m3，按每天有效工作时间10 h，仅考虑施工时间，不考虑试验检测及其他用时的情况下，进行对比。

3.1 夯实机工作流程

将级配合理的砂砾每层填筑100 cm，洒水湿润，用装载机轮胎静压完毕后，将夯锤平放于待夯实处，进行3 次夯实，每次2 s，即可达到质量合格要求。转移至下处工作地点继续作业，夯实后厚度为90 cm。

3.2 传统手扶式压实机械工作流程

采用手扶式振动压路机压实，需要将级配砂砾填筑18 cm，洒水湿润，振动碾压5 遍达到要求，压实后厚度为15 cm。其中，压路机轮宽60 cm，轮迹重叠40 cm。

3.3 工效对比

对比工效（表2），可见相同工作条件下，将振动碾压改为夯实，可极大提高工作效率，保障施工质量的同时，有效缩短工期。

表2 工效对比

如果要达到相同的40 d 工期要求，采用手扶式振动压路机需配备约10 个班组同时施工，给工程的人员、质量、安全、工序交接、物资设备管理带来压力。与此同时，两种方法按40 d 工期仅对人工、机械、燃油进行成本对比，不考虑管理费等其他费用（表3），节省费用约35 万元。结合效率、管理等方面综合考虑，采用高速液压夯实机夯实，优势十分明显。

表3 成本对比

3.4 夯实质量检测及沉降观测

施工完成后，试验人员对路基进行试验检测，压实度可达到97%以上，满足试验检测要求。测量人员通过沉降观测记录表明，采用液压高速夯实机夯实的挡墙台背回填作业，在沉降到达稳定期后，平均沉降值为15 mm。而采用传统人工手持小型机具夯实的作业，平均沉降值为50 mm。可见，采用夯实机施工提高了施工质量。

4 结论

经项目部的工程实践，对于高速液压夯实这种新技术，适合转场频繁及狭窄工地的使用，可作为桥台背、涵侧、边角转折处、小范围基础处理等特殊条件下的施工设备。其机动灵活、压实效果好，功效高，可保障施工质量，极大地缩短工期，减少人力投入，降低施工成本，可应用推广。