筑路机械施工技巧-筑路机械应用

1.混凝土泵的使用

随着混凝土的不断发展，混凝土泵已被广泛地应用在混凝土浇筑工程中。为了确保混凝土泵达到规定的技术状况，必须认真执行使用和维修保养规程，以提高混凝土泵送施工质量与进度。

1）使用要点

（1）操作者及有关设备管理人员应仔细阅读使用说明书，掌握其结构原理、使用维护以及泵送混凝土的有关知识。使用及操作混凝土泵时，应严格按照使用说明书执行。因为操作者完全掌握机械性能需要有一个过程，所以使用说明书应随机备用。同时，应根据使用说明书制定具体泵送方案和操作要点，并在施工中贯彻实施。

（2）支撑混凝土泵的地面应平坦、坚实，整机需水平放置，工作过程中不应倾斜。支腿应能稳定地支撑整机，并可靠锁定。泵机位置既要便于混凝土搅拌运输车的进出及向料斗进料，又要考虑有利于泵送布管以减少泵送压力损失，同时要求距离浇筑地点近，使供电、供水方便。

（3）应根据施工场地特点及混凝土浇筑方案进行配管，配管设计时要校核管路水平换算距离是否与混凝土泵的泵送距离相适应。弯管角度一般有15°、30°、45°和90°四种，曲率半径有1 m和0.5 m两种（曲率半径较大的弯管阻力较小）。配管时应尽可能缩短管线长度，少用弯管和软管。输送管的铺设应便于管道清洗、故障排除和拆装维修。当新管和旧管混用时，应将新管布置在泵送压力较大处。配管过程中应绘制布管简图，列出各种管件、管卡、弯管和软管等的规格和数量，并提供清单。

（4）需垂直向上配管时，随着高度的增加即势能的增加，混凝土存在回流的趋势，因此应在混凝土泵与垂直配管之间铺设一定长度的水平管道，以保证有足够的阻力阻止混凝土回流。当泵送高层建筑混凝土时，需垂直向上配管，此时其地面水平管长度不宜小于垂直管长度的1/4。如因场地所限，不能放置上述要求长度的水平管时，可采用弯管或软管代替。

在垂直配管与水平配管相连接的水平配管一侧，宜配置一段软件包管。另外，在垂直配管的下端应设置减振支座。垂直向上配管的形式如图3-37所示。

图3-37　垂直向上的管路布置

1—泵车；2—软管；3—水平管；4—支架；5—减振支座；6—管架；7—垂直管；8—建筑物。

（5）在混凝土泵送过程中，随着泵送压力的增大，泵送冲击力将迫使泵管来回移动，这不仅损耗了泵送压力，而且使泵管之间的连接部位处于冲击和间断受拉的状态，可导致管卡及胶圈过早受损、水泥浆溢出，因此必须对泵加以固定。

（6）混凝土泵与输送管连通后，应按混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查，符合要求后方能开机进行空运转。空载运行10 min后，再检查各机构或系统是否工作正常。

（7）在炎热季节施工时，宜用湿草袋、湿罩布等物覆盖混凝土输送管，以避免阳光直接照射，可防止混凝土因坍落度损失过快而造成堵管。

（8）在严寒地区的冬季进行混凝土泵送施工时，应采取适当的保温措施，宜用保温材料包裹混凝土输送管，防止管内混凝土受冻。

2）泵送工作要点

（1）混凝土的可泵性。泵送混凝土应满足可泵性要求，必要时应通过试泵送确定泵送混凝土的配合比。

① 坍落度是可泵性的重要因素。水平泵送时坍落度S=5～15 cm为宜，最好控制在8～12 cm。如果骨料级配符合要求，那么8～12 cm的坍落度对大多数泵来说都是理想的，而且，这种坍落度也适合大多数工程结构的要求。S＝5 cm的混凝土也可泵送，但泵送压力明显加大。S＜5 cm时便不宜泵送。S＞15 cm时，水泥砂浆将被率先冲走，管道中灰浆润滑膜消失，混凝土产生离析，易在管中堵塞，故也不宜泵送。垂直泵送时，为降低泵送压力，坍落度可适当增加。对于不同泵送高度，入泵混凝土的坍落度可按3-12表选用。

表3-12　入泵混凝土的坍落度

② 输送管径与粗骨料的最大粒径之比应为：泵送高度在50 m以下时，对于碎石不宜小于3，对于卵石不宜小于2.5，泵送高度在50～100 m时，宜取3～4；泵送高度在100 m以上时，宜取在4～5。针片状颗粒含量不宜大于10%。上述要求满足时，泵送中不易产生堵塞。

③ 泵送混凝土的水灰比宜为0.5。水灰比大于0.5时，称为饱和状态，这时混凝土在管道中的运动阻力很低，泵送状态稳定。水灰比小于0.4时，为非饱和态，泵送时混凝土与管壁呈干摩擦状态，阻力很大，不宜泵送。水灰比为0.4～0.5时，称为过渡状态，混凝土的物理力学性能在泵送时很不稳定，运动阻力变化很大，故也不宜泵送。水灰比大于0.5时，对泵送阻力的降低作用已不明显，而且还会降低混凝土的强度、透水性和抗冻性。

④ 泵送混凝土的含砂率宜为38%～45%。细骨料宜采用中砂，通过0.315 mm筛孔的砂量不应少于15%。没有足够的含砂率，就不能全部填充骨料间的间隙，泵送时粗骨料间会产生挤轧和卡阻，使泵送压力升高。

⑤ 泵送混凝土中水泥的最少含量为300 kg/m3。水泥含量少时，不能包裹骨料的全部表面，混凝土也缺乏保水性，易泌水，产生堵塞，因而增加泵送阻力。水泥含量过多时，混凝土黏性增大导致阻力增大。使泵送压力最低的水泥含量为300～330 kg/m3，考虑到水泥含量多时成本也高，所以一般推荐水泥含量不少于300 kg/m3。

（2）混凝土泵启动后应先泵送适量水，以湿润混凝土泵的料斗、混凝土缸和输送管等直接与混凝土接触的部位。泵送水后再采用下列方法之一润滑上述部位：泵送水泥浆；泵送1∶2的水泥砂浆；泵送除粗骨料外的其他成分配合比的水泥砂浆。

润滑用的水泥浆或水泥砂浆应分散布料，不得集中浇筑在同一地方。

（3）开始泵送时，混凝土泵应处于慢速、匀速运行的状态，然后逐渐加速。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统工作正常后方可以正常速度泵送。

（4）混凝土泵送工作尽可能连续进行，混凝土缸的活塞应保持以最大行程运行，以便发挥混凝土泵的最大效能，并使混凝土缸在长度方向上磨损均匀。

（5）混凝土泵若出现压力过高且不稳定、油温升高、输送管明显振动及泵送困难等现象时，不得强行泵送，应立即查明原因予以排除。可先用木槌敲击输送管的弯管、锥形管等部位，并进行慢速泵送或反泵，以防止堵塞。

（6）当出现堵塞时，应采取下列方法排除：

① 重复进行反泵和正泵运行，逐步将混凝土吸出返回至料斗中，经搅拌后再重新泵送。

② 用木槌敲击等方法查明堵塞部位，待混凝土击松后重复进行反泵和正泵运行，以排除堵塞。

③ 当上述两种方法无效时，应在混凝土卸压后拆开堵塞部位，待排出堵塞物后再行泵送。

（7）泵送混凝土宜采用预拌混凝土，也可在现场设搅拌站供应泵送混凝土，但不得泵送手工搅拌的混凝土。对供应的混凝土应予以严格控制，随时注意坍落度的变化，对不符合泵送要求的混凝土不允许入泵，以确保混凝土泵的有效工作。

（8）混凝土泵料斗上应设置筛网，并设专人监视进料，避免因直径过大的骨料或异物进入而造成堵塞。

（9）泵送时，料斗内的混凝土存量不能低于搅拌轴位置，以避免空气进入泵管引起管道振动。

（10）当混凝土泵送过程需要中断时，其中断时间不宜超过1 h，并应每隔5～10 min进行反泵和正泵运转，以防止管道中因混凝土泌水或坍落度损失过大而堵管。

（11）泵送完毕后，必须认真清洗料斗及输送管道系统。混凝土缸内的残留混凝土若清除不干净，将在缸壁上固化。当活塞再次运行时，活塞密封面将直接承受缸壁上已固化的混凝土对其的冲击，导致推送活塞局部剥落。这种损坏不同于活塞密封的正常磨损，密封面无法在压力的作用下自我补偿，从而导致漏浆或吸空，引起泵送无力、堵塞等。

（12）当混凝土可泵性差或混凝土出现泌水、离析而难以泵送时，应立即对配合比、混凝土泵、配管及泵送工艺等进行研究，并采取相应措施解决。

2.混凝土泵车的使用

混凝土泵车已推广使用在混凝土浇筑施工中，该设备技术的先进性和维修保养的复杂性，决定了对它的使用、维护和管理均应提出较高的要求。为了确保混凝土泵车在工作时能达到规定的技术状态、降低维修成本、提高使用的可靠性和寿命，必须认真执行其使用和维修规程。

1）安全操作规程

为了确保混凝土泵车作业的安全性，避免造成人身或设备事故，必须严格遵守下列安全操作规程。

（1）场地选择。应尽可能远离高压线等障碍物。

（2）作业前的检查。操作台的电源开关应位于“关”的位置；混凝土排量手柄及搅拌装置换向手柄应位于中位。

（3）支腿操作。混凝土泵车应水平放置，支撑地面应平坦、坚实，保证工作过程中不下陷。支腿能稳定可靠地支撑整机，并能可靠地锁住。

（4）臂架操作。臂架由折叠状态伸展或收回时，必须按照规定顺序进行。臂架的回转操作必须在臂架完全离开臂架托架后进行。在处于暴风雨状态或风力达到7级（风力等级表中对应的平地10 m高处的风速为13.9～17.1 m/s）或7级以上时，不得使用臂架。臂架绝对不能用于起重作业。

（5）泵送作业。当开始或停止泵送时，应与在末端软管处的操作人员取得联系，末端软管的弯曲半径不得小于1 m，而且不准弯折。

（6）作业后的检查。臂架应完全收回在臂架支架上；支腿也应完全收回，并插入锁销。操作台的电源开关应处于“关”的位置。

（7）蓄能器内只能充入氮气，不能充入氧气、氢气等易燃及有爆炸危险的气体。

（8）紧急关闭按钮。混凝土泵车上有一系列紧急关闭按钮，分别设置在支腿控制阀、有线和无线遥控系统及控制箱上。如遇紧急情况，只需按下其中的某一个紧急关闭按钮就可关闭机器。如果紧急关闭按钮发生故障，在突发危险情况时就不能迅速关闭机器。因此，在每次开始工作之前，必须检查紧急关闭按钮的功能。当紧急关闭按钮被按下时，机器的电气系统即被切断，导致电磁阀等被关闭。如果液压系统产生泄漏，会造成如布料杆下沉等故障现象，此情况不能用按紧急关闭按钮的方法来解决。

2）使用要点

（1）混凝土泵车的操作人员须经专业培训后方可上岗操作。

（2）所泵送的混凝土应满足混凝土泵车的可泵性要求。

（3）混凝土泵车泵送工作要点可参照混凝土泵的泵送工作要点。

（4）整机水平放置时所允许的最大倾角为3°，更大的水平倾角会使布料的转向齿轮超载，并危及机器的稳定性。如果布料杆在移动时其中的某个支腿或几个支腿曾经离过地，就必须重新设定支腿，直至所有支腿都能始终可靠地支撑在地面上。

（5）为保证布料杆泵送工作处于最佳状态，应做到：

① 将1节臂提起45°。

② 将布料杆回转180°。

③ 将2节臂伸展90°。

④ 伸展3、4、5节臂并呈水平位置。若最后一节布料杆能处于水平位置，对泵送来说是最理想的。如果这节布料杆的位置呈水平状态，那么混凝土的流动速度就会放慢，从而可减少输送管道和末端软管的磨损，当泵送停止时，只有末端软管内的混凝土才会流出来。如果最后一节布料杆呈向下倾斜状态，那么在这部分输送管道内的混凝土就会在自重作用下加速流动，以致在泵送停止时输送管道内的混凝土还会继续流出。

（6）泵送停止5 min以上时，必须将末端软管内的混凝土排出。否则由于末端软管内的混凝土脱水，再次泵送作业时混凝土会猛烈地喷出，向四处喷溅，那样末端软管很容易受损。

（7）为了改变臂架或混凝土泵车的位置而需要折叠、伸展或收回布料杆时，要先反泵1～2次后再动作，这样可防止在动作时输送管道内的混凝土落下或喷溅。(www.xing528.com)

3.插入式振捣器使用注意事项

（1）插入式振捣器的电动机通电后旋转时，若软轴不转，则电动机转向不对，任意调换两相电源线即可。若软轴转动振动棒不起振，可摇晃棒头或将棒头轻磕地面，即可起振。

（2）作业中应使振动棒自然沉入混凝土，一般应垂直插入，并插到下层尚未初凝层中5～10 cm，以促使上下层相互胶合。

（3）插入式振捣器振捣时，除了做到快插慢拔外，振动棒各插点间距应均匀。不要忽远忽近。一般间距不应超过振动棒有效作用半径的1.5倍。

（4）振动棒在混凝土内振密的时间，一般每插点振密20～30 s，以混凝土不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出水泥浆和外观均匀为止，在振密时应将振动棒上下抽动5～10 cm，使混凝土振密均匀。棒体插入混凝土的深度不应超过棒长的2/3～3/4，以免因振动不易拔出而导致保护软管损坏。不允许将保护软管插入混凝土中，以防砂浆侵蚀保护软管及砂浆渗入软管而损坏机件。

（5）使用插入式振捣器时，应避免将振动棒触及钢筋、芯管及预埋件，不得采取振动棒振动钢筋的方法来促使混凝土振密，以免因振动使钢筋位置变动，降低钢筋与混凝土之间的黏结力。

（6）振捣器作业时，保护软管弯曲半径应大于规定数值，软管不得有断裂。钢丝软轴使用200 h后应更换，若软管使用过久，长度变长时应及时进行修复或更新。

（7）振捣器在使用中若温度过高，应停机冷却检查，是机件故障，要及时修理。冬季低温下，振捣器作业前应缓慢加温，在棒内的润滑油解冻后，再投入作业。

（8）操作人员应注意用电安全，在穿戴好胶鞋和绝缘橡皮手套后方能操作插入式振捣器进行作业。

（9）振捣器作业完毕，应将振捣器电动机、保护软管、振动棒刷干净，按规定要求进行润滑保养工作。振捣器存放时，不要堆压软管，应平直放好，以免变形，并应防止电动机受潮。

4.混凝土振动台使用注意事项

（1）应将振动台安装在牢固的基础上，地脚螺栓应有足够强度并拧紧，同时在基础中间必须留有地下坑道，以便经常调整与维修。

（2）使用前要进行检查和试运转。检查机件是否完好，所有紧固件特别是轴承座螺栓、偏心块螺栓、电动机和齿轮箱螺栓等是否紧固牢靠。

（3）振动台不宜长时间空载运转。在生产作业中，必须安置牢固可靠的模板锁紧夹具，以保证模板和混凝土台面一起振动。

（4）齿轮箱中的齿轮受高速重载作用，应润滑和冷却良好，箱内油面应保持在规定的水平面上，工作时温升不得超过70℃。

（5）振动台所有轴承应经常检查并定期拆洗更换润滑脂，使轴承润滑良好，同时应注意检查轴承温升，当有过热现象时应立即设法消除。

（6）电动机接地应良好可靠，电源线和线接头应绝缘良好，不得有破损漏电现象。

（7）振动台面应经常保持清洁平整，以便与钢模接触良好。台面因在高频重载下振动，容易产生裂纹，必须注意检查，及时修补。每班作业完毕应及时清洗干净台面。

5.水泥混凝土机械的选用

1）混凝土泵选型

（1）混凝土泵的选型应根据工程对象、特点，要求的最大输送量，最大输送距离，混凝土浇筑计划以及其他具体条件综合考虑。

（2）混凝土泵的生产率可按下式计算：

式中　Q——混凝土泵的生产率，m3/h；

A——混凝土泵活塞断面面积，m2；

s——混凝土泵活塞行程，m；

n——混凝土泵活塞每分钟循环次数，次/min；

α——混凝土泵缸数；

K——容积效率，一般为0.6～0.9。

（3）混凝土泵的最大水平输送距离可由试验确定，也可根据混凝土泵的最大出口压力、配管情况、混凝土性能指标和输送量，按下式计算。

式中　Lmax——混凝土泵的最大水平输送距离，m；

Pmax——混凝土泵的最大出口压力，Pa；

ΔP——混凝土在水平输送管内流动每米产生的换算压力损失（见表3-13），Pa/m。

表3-13　混凝土泵送的换算压力损失

（4）混凝土泵的泵送能力，可根据具体施工情况按下列方法之一进行验算，同时应符合产品说明书中的有关规定。

① 按表3-14计算的配管整体水平换算长度，应不超过混凝土泵的最大水平输送距离Lmax。

② 换算的总压力损失，应小于混凝土泵正常工作时的最大出口压力。

表3-14　混凝土输送管的水平换算

注：该表为一定混凝土条件下，试验测得的经验数值，并非理论数值。不同的混凝土条件，其值也不同，因此，仅作配管的参考。

（5）就混凝土泵形式而言，由于拖式混凝土泵较固定式混凝土泵可以拖行，又较车载式混凝土泵价格低，故被优先选用。

（6）就混凝土泵理论输送量而言，50～95 m3/h被优先选用。

（7）在缺少电源或施工现场电网配置容量小的工地，宜选用柴油机驱动。

（8）在隧道施工中，宜选用电动机驱动。

（9）混凝土缸径主要取决于输送量及泵送混凝土压力。输送量大，输送距离短或输送高度小，可选用大直径混凝土缸；输送量小，输送距离长或输送高度大，可选用小直径混凝土缸。

混凝土缸径又与骨料有关，输送碎石混凝土时，缸径应不小于碎石最大粒径的3.5～4.0倍；输送卵石混凝土时，缸径应不小于卵石最大粒径的2.5～3.0倍。

（10）料斗容积尽可能大一些，一方面可使料斗内经常保持足够的混凝土，避免吸入空气，另一方面可利于提高混凝土搅拌运输车的利用率。

（11）混凝土输送管应根据粗骨料最大粒径、混凝土泵型号、混凝土输送量和输送距离，以及输送难易程度等各方面因素进行选择。输送管应具有与泵送条件相适应的强度。输送管径有φ100 mm、φ125 mm、φ150 mm三种规格，选择时主要考虑混凝土中骨料最大粒径和工程对象。大直径输送管可输送较大粒径粗骨料混凝土，一般多用于基础工程；小直径输送管轻巧，使用方便，混凝土泌水时在小直径输送管中产生离析的可能性小，一般多用于高层建筑。

（12）混凝土泵的台数，可根据混凝土浇筑量、单机的实际输送量和施工作业时间进行计算。对于重要工程的混凝土泵送施工，除根据计算确定外，宜有1～2台的备用泵。

2）混凝土泵车的选型

（1）混凝土泵车的选型应根据混凝土工程对象、特点，要求的最大输送量，最大输送距离，混凝土浇筑计划，混凝土泵形式以及其他具体条件进行综合考虑。

（2）混凝土泵车的性能随机型而异，选用机型时除考虑混凝土浇筑量以外，还应考虑建筑的类型和结构、施工技术要求、现场条件和周围环境等。通常所选用的混凝土泵车的主要性能参数应与施工需要相符或稍大。若能力过大，则利用率低；过小，不仅满足不了施工要求，还会加速混凝土泵车的损耗。

（3）由于混凝土泵车具有使用灵活性，而且臂架长度越长，浇筑高度和布料半径就越大，施工适应性也越强，所以在施工中应尽量选用长臂架混凝土泵车。臂架长度48～56 m的混凝土泵车是市场上量大面广的产品，约占75%。

（4）年产10万～15万m3的混凝土搅拌站，需装备2～3辆混凝土泵车。

（5）所用混凝土泵车的数量，可根据混凝土的浇筑量、单机的实际输送量和施工作业时间进行计算。对那些一次性混凝土浇筑量很大的混凝土泵送施工工程，除根据计算确定外，宜有一定的备用量。

（6）选型时应坚持产品性能高起点。若选用价值高的混凝土泵车，则对其产品的标准要求也必须提高。对产品主要组成部分的质量，从内在质量到外观质量都要与整车的高价值相适应。

（7）混凝土泵车采用了全液压技术，因此要考虑所用液压技术的先进性和液压元件的高质量。因其动力来源于发动机，而一般泵车采用的是汽车底盘上的发动机，因此除考虑发动机的性能外，还要考虑汽车底盘的性能、承载能力及质量等。

（8）混凝土泵车上的操纵控制系统设有手动、有线以及无线控制方式，有线控制方便灵活，无线遥控可远距离操作，一旦电路失灵，可采用手动操纵方式。

（9）混凝土泵车作为特种车辆，因其特殊的功能，对安全性能、机械性能、生产厂家的售后服务和配件供应均应提出要求。否则一旦发生意外，不但影响施工进度，还将产生不可想象的后果。