高边坡混凝土块体护砌机械铺筑施工技术

蔡福绪 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

随着国家经济实力的逐年增强，对江河、湖泊治理和调水、输水等涉水工程的投资在逐步加大，江河、湖岸、输水渠道的边坡通常采用混凝土护砌。传统的人工搬运、铺筑施工方法，具有用工量大、材料损耗大、受雨雪天气干扰大、工效比较低等弊端。为此，以减少边坡混凝土护砌用工的实际问题为导向，我们研发了碎石垫层摊铺机械和混凝土块体铺筑机械，有效地解决了上述施工方法的弊端，取得良好的效果，具有广泛的推广应用价值。

2 工艺原理

高边坡混凝土块体护砌机械铺筑施工工艺原理，主要表现在两个方面：一是利用纵向可行走的皮带传输机械携带自动识别、自动找平的碎石集料摊铺斗，可在坡面横向自动控制摊铺碎石集料；二是利用纵向可行走的钢带传输机械、块料智能抓取、升降控制系统，实现一次性完成混凝土块体从坡顶抓取、传输、坡面铺筑施工。

3 工艺流程

其流程包括施工准备、坡面隐蔽验收、组装碎石摊铺机械等9个环节，见图1。

图1 工艺流程

3.1 施工准备

在进入施工准备阶段，要保证进场临时施工便道畅通、无积水，原材料按技术规范取样，复试各项指标合格；要做好对临时用电系统安全检查，做到安保及接地齐全有效；对操作工人进行施工技术和安全操作交底；特殊工人要持证上岗。

3.2 坡面隐蔽验收

在此环节，要注意对混凝土块体铺筑上道工序的地基边坡按堤防施工规范进行检查，主要检查平面尺寸、坡面的坡比、平整度等指标是否符合设计要求。检查点允许数值合格率满足规范要求，坡面无需铺土。

3.3 组装碎石摊铺和块体铺筑机械

按坡面长度，拼装碎石摊铺和块体铺筑机械，做到机电一体空载试运转，安全防护设施齐全有效，操作规程制牌悬挂，控制柜有防雨措施。

3.4 镇脚及隔埂施工

坡面上、下混凝土镇脚及隔埂建基面低于混凝土护坡基底，宽度一般为100 cm～200 cm。为此，需先期施工护坡基底以下脚槽浇筑，以上部分支模浇筑。

3.5 碎石垫层机械摊铺施工方法

首先根据图纸设计要求，设定碎石铺设厚度垫层表面高程控制点，然后将所需高程数据输入控制系统，确认红外线识别数据有效，自动调平装置灵敏工作，集料摊铺斗与坡顶配料斗碎石传输对接，使用装载机送料至配料斗，满足碎石供应量；然后开启摊铺料斗按钮，自下而上摊铺碎石垫层，一次成型，一个幅面宽度为1.5 m；铺好一个幅面后，开启碎石垫层摊铺机械纵向行走电机，自动移动1.45 m，使集料摊铺斗与此前摊铺一幅的垫层对接，开始下一个幅面的碎石摊铺，再自下而上摊铺碎石垫层。重复上述工作，直至铺满隔埂之间的垫层（每个隔埂单元为坡脚到坡顶的长度约为20 m、横向宽度约为19 m）。

3.6 混凝土块体机械铺筑施工方法

本流程分两大步骤：第一，人工操作智能升降抓取设备，将集中堆放在坡顶（通过计算每一行所用的预制块体数量）的预制块体抓起，向钢带传输机械上喂料；待钢带传输机上的块体移动到位后，开启钢带传输机上安装有移动式智能抓取设备，移动跑车上装有红外线识别块体位置后自动停车。人工操作智能抓取设备，可将钢带传输机上预制块体一次抓取一块或二块移至铺设位置，卸除块体上的夹具，铺设完成。再重复抓取混凝土预制块体进行铺设，且从下至上依次对口衔接，逐块铺筑混凝土块体。

图2 铺砖机械

图3 布料机械

第二，当第一行块体铺设完成后，启动混凝土块体铺筑机械纵向移动按钮，移动一个块体的宽度0.6 m即停止，重复前述块体铺装工序内容衔接，逐块铺筑混凝土块体，直至铺满两条隔埂之间的面积（每个隔埂单元为坡脚到坡顶的长度约为20 m、横向宽度约为19 m），再移动机械至下一个工作面进行铺装混凝土块体。

3.7 分项工程验收

分项工程施工完成，按规范对坡面平整度、坡比、块体缝宽等进行检查，局部辅以人工调整，实测实量分项的允许偏差点合格率满足堤防规范要求。

图4 施工现场

4 工艺特点

①使用该套设备，机械化程度高。可行走的皮带传输设备同时带动自动找平的碎石集料摊铺斗，红外线识别控制点，程序控制自动摊铺碎石垫层。

②自动化程度高，对碎石垫层扰动少。可行走的钢带传输机械配合智能触摸抓取设备，实现混凝土块体抓取、传输、卸料、铺筑等工序，一气呵成。

③用工少、材料损耗少、对环境影响小。

④传输机械模块化，可随坡面长度需要实现接长或缩短。

5 质量控制

根据水工施工《预制混凝土砌块护坡工程技术规程》（DB 34/T 2233—2014）规范要求。

施工放线：首先使用水准仪将坡脚水平高程控制点放样布置好，用线带好固定；然后使用水准仪将坡顶水平高程放样布置好，用线带好固定；最后再带好坡面线，使用水准仪复核无误后方可进行下一道工序。

混凝土砌块的外观质量应符合《堤防工程施工规范》（SL 260-2014）要求，碎石垫层的厚度应符合设计要求。

6 安全控制

①进入施工现场的施工人员必须佩戴安全帽。施工现场设醒目的安全警示标牌。

②对机械操作人员进行技术培训、安全教育、逐项进行安全交底。

③安全部门对机械设备机械进行全面的安全检查验收，验收合格后再开机施工。

④机械操作人员必须严格遵守操作规程，服从统一指挥。

⑤确保现场用电安全，实行三项五线制，做到一机一闸一漏保。

7 结语

在施工大面积的预制块护坡时，采用高边坡混凝土块体护砌机械铺筑施工技术，铺设速度快、铺设成本低、铺设质量好。经检测单位检测，坡面平整、块体稳定，缝线规则、紧密，坡面平整度、坡比等均符合设计及规范要求，本工艺用工量少，对周边环境影响小；同时，碎石用量少，从而减少对矿山的开采破坏，利于环境保护。产生较大的经济效益和社会效益，具有广泛的推广使用价值。