开槽施工论文（共9篇）
开槽施工论文 篇1
1 施工前准备
工作包括:图纸会审、施工现场核查与工程协调、施工组织设计编制、施工测量、施工沿线排水、施工交底、封堵排水管道头子。
2 沟槽开挖与回填
2.1 施工排水
施工现场排水的方法:集水井法和人工降低地下水位。
(1) 集水井法排水也称明沟排水, 其排水系统的组成如图1所示。
(2) 人工降低地下水位。排水就是在含水层中布设井点进行抽水, 地下水位下降后形成降落漏斗, 使坑 (槽) 设计底标高位于降落漏斗以上, 消除地下水对施工的影响。有轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点等方法。轻型井点由滤水管、井管、弯联管、总管和抽水设备组成, 如图2、图3所示。
1—滤水管;2—井管;3—弯联管;4—总管;5—降水曲线;6—沟槽
2.2 沟槽开挖
(1) 沟槽断面形式:常见的断面形式有:直槽、梯形槽、混合槽、联合槽。
1—滤水管;2—井管;3—弯联管;4—总管;5—降水曲线;6—沟槽图
(a) 直榴; (b) 梯形槽; (c) 混合槽; (d) 联合槽
沟槽开挖断面形式的确定, 应根据地形条件、施工现场大小、土的类别和性质、地下水位情况、附近地面建筑物和地下管线的位置及其完好程度、管道直径与埋设深度、使用支护材料与施工机械设备及施工季节影响等因素, 经综合考虑后选择而定。
(2) 土方开挖的方法:人工开挖和机械开挖。
2.3 沟槽支撑
沟槽支撑是防止槽帮土壁坍塌的一种临时性挡土结构。目的为防止施工中土壁坍塌, 创造安全的施工条件。常用的支撑种类:
(1) 横撑和竖撑:由撑板、横梁或纵梁、横撑组成。如图5、图6所示。
1—撑板;2—纵梁;3—横撑;4—木楔图
1—撑板;2—横梁;3—横撑
(2) 板桩撑:俗称板桩, 可分为企口木板桩和钢板桩。根据工程具体情况、土质及地下水位等条件, 可在开槽前或槽挖至0.5～1.0m深时, 垂直打入地下一定深度, 然后继续开挖, 但要始终保持板桩在开挖工作面以下一定深度, 可防止地下水从槽帮渗入沟槽内, 也可阻挡一些流砂。挖土深度至1.2 m时, 必须撑好头挡板, 以后挖土与撑板应交替进行, 一次撑板高度宜为0.6～0.8 m, 若遇土层松软或天气恶化, 应提前撑好挡板。
(3) 倒撑:是指在施工过程中, 更换立柱和撑杠的位置。
2.4 沟槽回填
(1) 沟槽回填施工包括还土、摊平、夯实、检查、拆板等工序。
(2) 沟槽回填的方法与要求。拆板与覆土应交替进行。当天拆板应做到当天覆土、当天夯实。板桩应在填土达到要求密实度后方可拔出。板桩宜采用间隔拔除, 并及时灌砂, 可适当冲水, 帮助灌砂下沉;对于建筑物至沟槽边的距离较近以及地下管线密集等环境保护要求较高的地段, 拔桩拔除后应及时注浆。
3 管道敷设
3.1 管道基础
基础施工前必须先复核高程样板的标高;底层土应人工挖除, 修整槽底;宽度满堂铺筑、摊平、拍实;混凝土应用平板振动器及拍板振实、拍平;混凝土基础浇筑完毕后, 12 h内部的浸水, 应进行养护;当混凝土强度达到2.5 MPa以上后方可拆模。
3.2 管道敷设
(1) 下管与稳管。所谓下管就是将管节从沟槽上运到沟槽下的过程。下管可分集中和分散下管。下管的方法有人工下管 (贯绳下管法、压绳下管法、塔架下管法) 和机械下管两种方法。排管应从下游排向上游, 管节承口应对向上游, 插口对向下游。槽下运管一般由人工完成。推管方法有管道横推法、管道滚杠竖推法。稳管是将管道按照设计的高程和平面位置稳固在地基或基础上。其施工程序包括:做基础、铺管、基座混凝土浇筑和管道接口四道工序。管道的安装方法又分为普通稳管法和“四合一”稳管法。普通稳管法是先浇筑管道基础 (平基) , 待基础混凝土达到强度后, 再按铺管、浇筑混凝土管座、管道接口三道工序顺序施工。“四合一”稳管法是将管道基础 (平基) 、铺管、浇筑管座混凝土和接口四道工序连续操作, 以缩短工期, 管道整体性好。
(2) 接口施工。排水管道的密闭性和耐久性, 在很大程度上取决于铺设管道的质量。管道的接口应具有足够的强度和不透水性, 能抵抗污水或地下水的侵蚀, 并有一定的弹性。根据接口的弹性, 将接口分为柔性和刚性两大类。
4 管道质量检验与验收
(1) 闭水试验:污水管道必须逐节 (两检查井之间的管道为一节) 作闭水 (磅水) 试验, 雨水管道在粉砂地区至少必须每四节抽磅一节, 磅水检验合格后才能进行管道坞膀。直径等于或小于800 mm的管道可采用磅筒磅水;直径等于或大于1 000 mm的管道可采用检查井 (窨井) 磅水。
(2) 闭水试验质量要求:当Q小于或等于允许渗水量时, 即认为是合格。
5 竣工验收
5.1 竣工资料准备
(1) 隐蔽工程验收。排水管道工程在施工完毕后必须经过验收合格后方可投人使用, 竣工验收分为初验和终验两个阶段。竣工终验时, 应核实竣工验收资料, 并进行必要的复验和外观检查, 其格式应符合有关规定。
(2) 竣工资料的内容。竣工技术资料编制说明及总目录;工程概况;施工合同、施工协议、施工许可证;工程开工、竣工报告;施工组织设计及其审批文件;工程预算;工程地质勘察报告;控制点 (含永久性水准点、轴线坐标) 及施工测量定位的依据及其放样、复核记录;设计图纸交底及工程技术会议纪要、配合会议纪要;设计变更通知单、施工业务联系单、监理业务联系单、工程质量整改通知单;质量自检记录, 分项、分部工程质量检验评定单;隐蔽工程验收单;材料、成品、构件的质量保证书或出厂合格证明书;工程质量事故报告及调查、处理、照片资料及上级部门审批处理记录;各类材料试验报告、质量检验报告;旋喷桩、树根桩、搅拌桩等地基加固处理工艺的施工记录;结构工程施工、验收记录;结构工程、相邻建筑物沉陷、位移定期观测资料;施工总结和新技术、新工艺、大型技术、复杂工程技术总结;监理单位质量评审意见;全套竣工图、初步验收意见单、竣工终验报告单及验收会议纪要;设备运转记录、设备调整记录;工程决算等。
5.2 竣工资料归档
给水排水管道工程竣工验收后, 建设单位应将有关设计、施工及验收文件和技术资料立卷归档。
摘要：就室外排水管道开槽法施工的全过程, 从施工前的准备工作到开挖回填, 以及附属构筑物施工和检验验收工作进行了详细的阐述。
关键词：排水管道,开槽法,施工
参考文献
[1]张文英.浅析市政排水管道工程施工质量控制[J].邢台职业技术学院学报, 2006, (5) .
[2]杨丽宏.论市政排水工程的质量管理[J].山西焦煤科技, 2008, (S1) .
开槽施工论文 篇2
燃气源开槽导管出口烧蚀特性分析
针对某火箭弹控制系统燃气源在点火试验过程中出现的导管出口烧蚀现象,利用数值计算模拟气流流动参数分布,考虑到导管管壁的`非稳态传热过程,计算出不同时刻在导管开槽出口附近管壁的温度分布,得出与试验一致的结论.
作 者：程雪玲 张平Cheng Xueling Zhang Ping 作者单位：北京理工大学机电工程学院,北京,100081刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：199920(6)分类号：V435.12关键词：燃气发生器 喷管气流 管道流 开缝壁 烧蚀性能 数值计算
力王中国水电无尘开槽王 篇3
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当下:我们多少高楼豪宅拔地而起,在豪华极致的背后,多少正处于三四十岁的青壮年,担负着这些豪宅的建设与安装,同时也担负着养家的重任。在城市的钢筋水泥里,水电安装工拿着工具在尘土飞杨中挥汗如雨,扑面而来的尘土一点点吞噬着一个个精壮的汉子,“尘肺”,“矽肺”象毒品样让精壮的男人们的身体一天天走下坡路。敢问水电安装工们有几个是健康的?
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开槽施工论文 篇4
在经济发展的带动下, 我国的城市化进程不断加快, 城市基础设施也在不断完善, 如何最大限度地满足城市居民的生活需求以及城市发展的要求, 是市政施工的关键和重点。作为与城市居民日常生活息息相关的工程, 市政排水管道的施工质量直接影响着人们的生活质量, 影响着城市的正常运行, 通过实践研究表明, 不开槽施工具有很多的优点, 比如在繁华市区中开挖, 就不会影响到交通的正常运行;在某些特殊的情况下, 采用不开槽施工技术可以保证有效来地穿越公路、铁路等障碍, 却不带来一点损坏。因此探讨市政给水排水管道不开槽设计及施工技术具有一定的现实意义。
1 市政给排水管道的不开槽设计要点
1.1 管道质量的控制
为确保给排水管道的施工质量, 首先要确保排水管道本身的质量符合相关规定和设计要求, 当选择的给排水管道为玻璃钢管时, 管道的管径大小和顶进情况要根据施工的实际情况和国家标注确定:同时, 要在排水管道外侧设置相应的防腐结构层, 不仅需要满足防腐防潮等基本要求, 还必须具备一定的强度, 确保在顶管顶进的过程中, 结构层不会出现破损现象。如果采用玻璃钢管, 除了需要符合国家的具体标准外, 还需要根据管径的大小以及顶进施工的具体情况, 对衬垫的厚度进行合理明确。
1.2 施工设备的要求
在市政给排水管道施工过程中, 施工人员要严格的按照相关规定对施工所需要的设备进行安装、调试, 并对施工设备进行试运行, 只有保证施工设备试运行合格, 才能正式投入施工中。施工人员要具有良好的专业能力, 在施工过程中能科学、正确进行设备操作, 从而保证施工的顺利进行。
1.3 顶管顶进方法的选择
要对施工现场的地质水文条件、周边环境等进行全面勘察和分析, 结合工程的设计要求, 对顶管顶进的方法进行合理选择。如果采用敞口式顶管机, 则应该对地下水位进行适当调节, 确保其低于管道底部0.5m以上, 同时做好相应的防水措施, 避免其他水源进入顶管管道。如果周边环境不存在相应的降水措施, 则应该采用封闭式的土压平衡或者泥水平衡顶管机进行施工。在管道穿越建筑物、公路等的位置, 要采取相应的保护措施。如果排水管道采用的是口径相对较小的金属管道, 而且顶力可以满足施工要求, 则可以采用一次顶进的挤密土层顶管法。
1.4 盾构机的选择
盾构机的选择应该充分考虑排水管道的外径、长度、埋深等参数, 结合工程施工现场的地质水文条件, 通过比较进行确定。例如, 在对定向钻机进行选择时, 要充分考虑终孔孔径、管道长度、周边环境等, 同时进行技术经济的对比分析, 还需要有一定的安全储备;对夯管锤的选择, 需要根据排水管道的额管径、钢管自身的力学性能等, 明确其锤击力, 在保证施工质量的同时, 确保管道的安全和稳定。盾尾间隙自动测量示意图如图1所示。
2 市政给水排水管道不开槽施工技术要点
2.1 浅埋暗挖施工技术
严格依据设计的要求来设置导轨安装的坡度, 材料一般选择钢质的, 并且刚性和强度应该符合相关的要求, 保证能够顺利的施工;在选择顶铁的时候, 也需要将刚性和强度充分的纳入考虑范围, 还需要对顶力的需求充分考虑, 在安装轴线的时候, 可以水平管道, 也可以对称管道;同时, 保证顶铁和导轨之间能够比较顺畅的接触, 没有出现一些阻滞问题, 这样就可以避免出现一些传力受力不平衡的现象, 同时, 还可以对力度均匀的分散开来。在顶进作业时, 施工人员需要尽量缩短在顶铁上面的停留时间, 施工人员还需要定期经常地对顶铁进行观察, 保证处于正常的状态;可以将缓冲材料衬垫在导轨和顶铁之间, 这样可以实现摩擦减小的目的;保证千斤顶与管道中心是垂直对称的关系, 可以在支架上进行固定;同时, 要并联千斤顶的油路, 将一系列的控制系统配备上去。完成了油泵、千斤顶、换向阀等安装工作之外, 可以调试整个系统, 在保证没有出现泄露情况的基础上, 按照同样的速度来控制每一个千斤顶的推进, 在刚开始的时候, 应该采取缓慢的速度, 等到各个配件成功的磨合之后, 就可以采用正常的速度。在推进的过程中, 如果发现油压温度突然升高, 那么就需要立即停止, 并且对问题进行仔细的分析和研究, 采取一系列的措施来进行解决。在退回千斤顶活塞时, 也需要控制速度, 不能够过快。管道与检查井预留洞的连接图如图2所示。
2.2 顶管和盾构后背墙施工
在进行顶管工作井施工时, 要根据顶管机的设计要求确定曲平面尺寸, 当深度符合顶管机操作要求后进行施工。由于管道材料的不同, 施工需要注意的事项也不相同, 当管材为混凝土管时, 洞权的最低处要和底板相距600mm, 当管材为钢管时, 要预留一定的作业高度。在确定工作井的平面尺寸时, 要综合考虑盾构安装拆除、施工车架、土方运输、材料运输、设备布置等各种因素, 只有保证工作井的平面尺寸符合相关要求, 才能为市政排水管道的施工质量提供保障。在进行后背墙施工时, 后背墙的结构强度、刚度必须符合顶管、盾构最大允许顶力的要求, 在施工过程中要确保后背墙平面平整坚实, 并要和掘进轴线相垂直, 这样能保证作用力的良好传递。在正式施工前, 施工人员要对后背土体的允许抗力进行计算, 如果计算结果不符合相关规定, 要根据实际情况对后背土体进行加固;当后背墙为装配式时, 可以采用方木、型钢、钢板等进行组装, 后背墙的底部可以在工作坑底500mm出进行安装, 在组装后背墙时, 要保证组装构件规格一致, 紧紧的固定在一起, 后背土体避免和后背墙之间有空隙时, 要采用砂石料进行填充。采用无原土当作后背墙时, 要就地取材, 后背墙的结构要稳定可靠、方便拆除;当后背为顶进完成的管道时, 需要顶进管道的最大允许顶力要小于顶进完成管道的外壁摩擦力。盾构法施工:盾构是一种集地下掘进和衬砌为一体的施工设备, 主要包括三个组成部分, 分别是切削环、支承环和衬砌环。盾构结构图如图3所示。
2.3 工作井洞口施工
在进行工作井洞口施工时, 预留出的进洞口、出洞口位置要符合设计要求, 当工作井洞口土层不稳定时, 要根据实际情况对洞口土体进行加固、改良, 然后对洞口土体的强度、渗水状况等进行检查, 确保洞口土体有良好的稳定性。在设置临时封门时, 要考虑到土层变形和施工安全等因素, 设置的封门要容易拆除, 在拆除封门时, 要尽量减少对洞门土体的影响。
2.4 顶进施工
顶进施工过程中要满足相关的设计要求, 顶铁和导轨的接触要通畅, 这样可以保证受力平衡。在进行顶进作业时, 施工人员不能在顶铁上过多停留, 同时施工人员要每隔一段时间对顶铁的状况进行观察, 确保顶铁不会出现异常状况, 千斤顶要和管道的中心垂线对称, 千斤顶的油路要并联在一起, 并设置进油、回油控制系统。千斤顶的顶进速度要保持一致, 刚开始顶进时, 要保证各个接触配件缓慢运行, 当各配件磨合成功后, 按照正常速度进行顶进, 在顶进过程中如果出现油压温度突然升高的现象, 要立刻停止施工, 并对异常现象进行分析、处理, 从而为施工安全提供保障。
2.5 质量验收检验
质量验收的内容比较复杂, 要对施工的原材料、半成品、成品质量等进行严格的检查, 同时还要对产品的质量合格证、出厂检验证等进行详细的检查, 在施工过程中, 要保证混凝土结构的强度符合相关规定, 同时要保证工作井的强度、尺寸等满足设计要求。
3 结束语
市政给排水管道小开槽设计与施工, 并不是一项简单的工作, 它涉及到很多个方面的内容, 需要综合考虑各个方面的因素, 结合工程的具体情况, 选择合适的施工方案;同时, 严格地控制每一个施工环节的质量, 控制施工材料和施工设备的质量。本文简要分析了排水管道小开槽设计及施工技术的应用, 希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献
[1]罗俊, 唐亮, 杨靖.市政给水排水管道不开槽设计及施工技术经验谈[J].城市建筑, 2013 (4) :102~104.
[2]沈俊.排水管道不开槽设计及施工技术的应用研究[J].民营科技, 2013 (11) :45~55.
[3]王帅.试析市政给排水管道的设计与施工技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2014 (8) :112~113.
自制水渠边坡开槽机 篇5
在南水北调水渠边坡工程施工过程中,经常遇到土质为膨胀土的地段。膨胀土稳定性较差,若直接在膨胀土上浇筑混凝土,其抗压、防渗性能和牢固性均较差。为了改善膨胀土土质性能,需换填水泥改性土。换填水泥改性土以后,还要在水渠边坡上开挖宽50cm、深60cm、长度26m至30m的深槽,并用钢筋混凝土浇筑网状坡面梁,以防止水渠边坡滑坡。由于水渠边坡开槽技术要求较高,且水泥改性土的土质异常坚硬,若使用人工开槽,施工进度和质量均难以保证。为此,我们自行设计制作了水渠边坡开槽机,如图1所示。
2. 结构及工作原理
开槽机整体结构主要由主桁架1、铣削小车2、副输送装置3、主输送装置4、整机行走与升降调坡装置5,以及安全控制装置等组成,如图2所示。其中铣削小车2、副输送装置3、主输送装置4、整机行走与升降调坡装置5以及安全控制装置组成开槽机的工作装置。
1.主桁架2.铣削小车3.副输送装置4.主输送装置5.整机行走与升降调坡装置
(1)主桁架
主桁架由2个钢结构桁架和4条支腿组成。2个钢结构桁架并排设置,这种设置可保证整机刚度,避免晃动,且可提高开槽质量。主桁架两端共设置4条支腿,每条支腿上安装1套整机行走及升降调坡装置。
(2)铣削小车
铣削小车由支架、升降装置、开槽滚筒、电动机、减速器等组成。铣削小车通过支架安装在2个主桁架上,支架上的导向轮与主桁架上方和下方连接,可使铣削小车沿着主桁架长度方向平稳运行。
铣削小车共有2组升降装置,每组升降装置由4个导向轮、1台升降电动机、1套升降传动机构、1个升降支架组成,分别安装于2个主桁架上。升降电动机与升降传动机构采用胶带传递动力,升降电动机和升降传动机构采用螺栓连接于铣削小车支架顶部。铣削小车升降装置,用来控制开槽深度。
开槽滚筒设置在铣削小车支架下部,其两端采用销轴连接,销轴座采用高强螺栓与铣削小车支架固定,其外围设置的开槽刀头和抛土板,分别用于边坡开槽和抛送铣削出的土方。
电动机与减速器采用弹性联轴器联连接,减速器与开槽滚筒采用链条传动。电动机和减速器安装于支架上部,均采用高强螺栓连接。电动机和减速器用于驱动开槽滚筒旋转作业。
铣削小车的工作原理如下:启动电动机使其带动减速器工作,减速机带动开槽滚筒转动,由开槽滚筒上的开槽刀头和抛土板,实现开槽和抛土功能。铣削小车需要升降时,启动升降电动机,电动机带动升降传动机构动作,使升降支架上、下移动,便可调整不同的开槽深度。在卷扬机钢丝绳牵引下,升降装置可带动铣削小车,以主桁架为导向轮道轨,在主桁架上前、后移动。
(3)土方输送装置
开槽机土方输送装置由主、副输送装置组成。主输送装置用于将铣削出的土方送出。副输送装置用于将铣削出的土方输送到主输送装置的输送带上。
主输送装置由电动滚筒和输送带组成,安装于主桁架1个桁架长度方向的底部。
副输送装置由螺旋收土器和副输送带组成,安装于开槽滚筒前部,其电动机与驱动装置采用齿轮联接。
土方输送装置的工作原理如下:当开槽滚筒转动时,通过开槽刀头在水渠边坡上铣削出深槽,同时开槽滚筒上的抛土板利用惯性,将铣削出的土方向前抛送。开槽滚筒前方的副输送装置,通过其螺旋收土器将铣削出的土方汇集在一起,并输送到副输送带上,由副输送带将铣削出的土方输送到主输送带上。铣削出的土方被输送到主输送装置的输送带上后,电动滚筒带动主输送带沿电动滚筒和其他辅助滚筒作循环转动,将主输送带上的土方输送到水渠底部,从而实现全自动输土。
(4)整机行走与升降调坡装置
整机行走及升降调坡装置由行走电动机、驱动装置、支腿、行走轮、升降机、升降电动机等组成。
整机行走装置由行走电动机、驱动装置、行走轮等组成。整机行走装置安装在支腿下部,其行走电动机通过齿轮向驱动装置传递动力。行走电动机安装在驱动装置上,并通过齿轮向驱动装置传递动力。驱动装置亦通过齿轮驱动行走轮转动。
整机行走装置工作原理如下:行走电动机带动驱动装置工作,驱动装置驱动支腿下端的行走轮转动,从而实现开槽机横向行走。
整机升降调坡装置由升降机、升降电动机等组成。升降机安装在支腿上,与支腿采用套筒连接方式。升降机与升降电动机采用胶带传动方式。
整机升降调坡装置工作原理如下:升降电动机带动升降机正、反向动作,使支腿产生升、降动作,从而实现主桁架坡度调整。
(5)操作方法
为确保施工过程安全操作和正常运行,开槽机共设置3套安全控制装置,包括防止误操作和失控的紧停按钮、铣削小车行程控制装置和面板电路控制装置。开槽机操作方法如下:
整机行走按动前支腿电驱动按钮(左、右侧2个前支腿合用)和后支腿电驱动按钮(左、右侧2个后支腿合用)驱动前、后支腿移动,可实现开槽机转弯或直行。
调整整机坡度分别按动4个支腿的电驱动开关,可使4个支腿单独升降,从而实现整机坡度调整。
开槽按动主机开关按钮后开槽滚筒转动,即可进行开槽作业。按动铣削小车升降按钮使铣削小车上、下移动,可对开槽深度进行调整。
土方输送按动主、副输送装置开关按钮,主、副输送装置开始工作,可实现全自动土方运输。
3. 使用效果
该开槽机采用2个大跨度钢构桁架,有效减少了开槽时的晃动,为开槽的精确施工创造了条件。该开槽机通过铣削小车升降装置的微调,可实现精准的开槽深度,使槽深100%达到设计要求。
该开槽机整机行走、调坡、开槽和输送土方互不影响。通过工作装置的有机组合,形成一套综合性很强的渠道开槽设备,可实现大规模渠道开槽施工。
该开槽机开槽的全过程实现了机械化、自动化,只需2名操作手即可完成开槽作业,大大降低了作业人员的劳动强度,节省了大量人工,提高了施工质量和施工效率。
该开槽机已于2013年成功申报专利,专利号为ZL201320301905.3。
开槽机牵引钢丝绳的选择 篇6
开槽机是用于在煤层内掏槽的采煤机械,在炮采工作面煤壁上截割出截槽,增加自由面以提高爆破落煤的效果,应用于开采中硬和软煤层,也可开采其它成层的矿产,但不能截割坚硬的夹石和硫铁矿等。
在现代机械化采煤过程中,大规模的应用采煤机等机械设备落煤,机械效率很高,但是存在一个难以解决的问题,就是机械截割部分的截齿相互之间的距离是有限的,造成落煤块度小,在产量一定时,降低了煤的价值,也降低了利润。同时,在一些中小型的煤矿中,由于资金相对不足,大型的机械设备不能得到很好的应用,仍然采用人工落煤,生产效率也不高。开槽机就能一定程度地解决这些问题。首先用开槽机在采煤工作面底部开出一道深槽,然后在上方煤壁上打眼放炮,达到落煤块度大、效率高的目的。
如图1所示即为开槽机的主要构成简图,电动机两端出轴,分别驱动截割部和牵引部。
2 开槽机牵引机构及钢丝绳的缠绕方法
2.1 牵引机构简述
开槽机的牵引是利用牵引钢丝绳,这时,绳子的一端系在固定支柱上,另一端则绕在机器的卷筒上,这个卷筒是由主电动机经过牵引机构减速器而带着转动的,这个减速器跟绳筒合在一起被称为牵引机构。
1.截盘2,4.减速器3.电动机5.除粉器6.固定支柱7.牵引钢丝绳
通常牵引机构可保证开槽机产生几种速度,司机根据煤的坚硬性的不同而选择一种牵引速度,这个牵引速度要使电动机的负荷刚好达到额定功率。但是由于开槽机上没有控制电动机负荷的仪器,所以选择牵引速度是由司机听电动机发出来的声音而决定的,这在很大程度上取决于司机的经验。除了工作速度外,牵引机构还应保证有一个比工作速度大得多的调动速度。
经验证明,把绳筒放在开槽机底部的垂直轴上是最为合适的。这时,卷筒直径不应大于机器机壳的宽度,同时又要让卷筒上容得下20~30m的钢丝绳。
开槽机的工作牵引速度不高,一般都在1.4m/min以下。应用得最多的是很低的速度,大致为0.3~0.5m/min。因为绳筒直径一般为520~580mm,那么绳筒的每分钟转速应该在0.165~0.860r/min之间。
而在某些情况下,还要更低一些。这样,当电动机转速n0=1480r/min时,牵引减速器的传动比将为8970~1721之间。
由于我们还必须要保持减速器尺寸最小,所以如果用普通的齿轮来实现大的传动比在实际上是不可能的,因为这样就需要6~7对齿轮。因此,牵引机构减速器设计或者用行星轮传动,或者利用某些机构传动。
除了传动机构以外,牵引部减速器在某种情况下还加上保护装置,以防止钢丝绳内可能因负荷过大打坏齿轮。这种保护装置有摩擦离合器及弹簧牙嵌离合器。
2.2 钢丝绳的缠绕方法
我们把钢丝绳由直线位置变成曲线状态时算作弯曲半次,钢丝绳由曲线状态又变成直线状态,又由直线状态回复到曲线状态,我们就称之为弯曲一次。在以后弯曲时,如果钢丝绳弯曲方向与第一次弯曲方向相反这就认为在钢丝绳的每一个反向弯曲上又加上了一次弯曲。由这一观点出发,我们来比较两种不同的钢丝绳在卷筒上的缠绕方式,如图2与图3。
在图2上我们得到:(1)钢丝绳在滑轮上弯曲过去又反过来;(2)绕在绳筒上时弯曲;(3)绕在绳筒上的方向跟绕在滑轮上的弯曲方向相反。钢丝绳受到2.5次弯曲。
在图3上我们得到:(1)钢丝绳在滑轮上弯曲过去并又反过来;(2)绕在卷筒上时弯曲。钢丝绳受到1.5次弯曲。由于很多学者所做过的试验证明,减少弯曲次数可以大大增加钢丝绳的使用年限,因此,图3中的钢丝绳工作方式要比图2中的方式要好得多。所以,应用图3中的缠绕方式。
3 牵引钢丝绳的选择
3.1 钢丝绳的结构及类型
钢丝绳丝绳是由一定数量(一般为6根)的细钢丝捻成绳股,再由股(一般为6股)捻制成绳,绳的中间夹有含油麻芯。制造钢丝绳的钢丝为优质碳素结构钢,其抗拉强度为1400~2000MPa。在承受相同终端载荷的条件下,抗拉强度过高的钢丝绳韧性差。抗拉强度大,钢丝绳在承受相同的载荷下,绳径可以小一些,但其弯曲疲劳性能差一些。钢丝绳有光面和镀锌的两种,后者可以防止锈蚀。由于钢丝绳中股数和捻向的不同,以及股中钢丝数目、钢丝直径、断面形状和排列方式的不同,钢丝绳可以有许多不同的类型,因而性能不相同,使用条件也不一样。
钢丝绳的绳芯是由苎麻、线麻或马尼拉麻等具有较大抗拉强度的纤维捻制而成,其作用是储存绳油,以便减小钢丝绳工作时内部钢丝的相互磨损,并防止生锈和腐蚀,可增加储油性,并起垫衬作用,减少绳股挤压变形。
采煤机械用的牵引钢丝绳构造比较简单,且成本比较低。但是,绕在卷筒上时,钢丝绳工作条件很恶劣,因为它不仅拉力很大,同时又要在直径较小的滑轮上弯曲。
钢丝绳有很多种,根据不同的特点有不同的分类方法:
(1)按钢丝类型分类
钢丝有光面和镀锌两种类型,室内工作时通常使用光面钢丝绳,露天和潮湿环境中使用镀锌钢丝绳。钢丝按韧性分为特号、Ⅰ号和Ⅱ号。特号钢丝用于载人提升,Ⅰ号用于起重和牵引机械,Ⅱ号通常用于捆绑货物等次要用途。
(2)按捻制方向分类
按钢丝捻成股与股捻成绳的方向相同或相反,分为同向捻和交互捻钢丝绳。同向捻钢丝绳挠性好,使用寿命长,但容易自行扭转和松散,通常用作牵引绳,在自由悬挂的提升、起重机械中不宜采用,只有在具有刚性轨道的提升机械(如电梯)中才使用。交互捻钢丝绳不易自行松散,在起重机械中广泛应用,但是挠性小、寿命较短。
按股捻成绳的方向,这两种钢丝绳又分为左旋和右旋两种类型,一般多用右旋绳。
(3)按绳芯材料分类
按绳芯材料种类,钢丝绳分为纤维芯(棉、麻芯)、石棉芯和钢丝芯三种类型。纤维芯和石棉芯钢丝绳挠性大、弹性好,但不能承受横向压力,区别是前者不耐高温,后者耐高温。钢丝芯钢丝绳强度高,能够承受高温和横向压力,但挠性较差。
通常使用纤维芯钢丝绳,高温、重载和多层卷绕的情况下使用钢丝芯钢丝绳。
(4)按钢丝接触状态分类
按股中钢丝与钢丝的接触状态,钢丝绳分为点接触式、线接触式和面接触式。
点接触钢丝绳股中各层钢丝直径相同,捻距不同,形成点接触,因而钢丝接触应力很高,容易磨损和断裂,寿命较低,但制造容易而且价廉。
线接触钢丝绳股中各层钢丝的捻距相等,直径不同,外层粗钢丝位于内层细钢丝的沟缝里,形成线接触,因而钢丝接触应力低,挠性好,结构紧密,寿命长,承载能力大,应优先选用。线接触钢丝绳有三种结构型式:粗细型(W型,也称为瓦林吞型)、外粗型(X型,也称为西鲁型)和填充型(T型)。通常使用粗细型,外粗型适用于磨损较严重的场合。
面接触钢丝绳的钢丝间为面接触,耐磨损,能够承受大的横向压力,通常用于索道的承载索。
(5)按股的断面形状分类
按照股的断面形状,钢丝绳分为圆形股和异形股。圆形股制造方便,广泛使用。异形股有三角形股、椭圆形股等,与卷筒或滑轮的接触面大,强度高、耐磨损、寿命长,但是制造复杂。
不同断面形状的钢丝绳,其主要特点归纳如下:
(a)圆形股钢丝绳。易于用眼检查断丝,有相当大的挠性,制造简单,价格低。但随载荷变化有旋转趋势,且外部钢丝易磨损。
(b)三角股钢丝绳。易于用眼检查断丝,在相同条件下,比圆股绳强度大,寿命长;外部钢丝比圆股耐磨。但随载荷变化有旋转趋势,且挠性较圆股绳差。
(c)多层股钢丝绳。旋转性小,有相当大的挠性。但内部钢丝不易检查。
(d)密封、半密封钢丝绳。不旋转,外部钢丝耐磨,抗腐蚀性好,在相同条件下强度最大,弹性变形小。但内部钢丝不易检查,挠性小,直径大时断面易变形,制造复杂,价格高。
(e)扁钢丝绳。不旋转,易于检查,有很大的挠性。但易被磨损,手工生产效率低,价格高。
选择钢丝绳时,要根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑,基于本次设计的是井下小煤矿用的开槽机械,故所选的钢丝绳的材料为优质碳素结构钢,Ⅰ号钢,类型是同向捻的线接触式圆股钢丝绳6W(19),绳芯为纤维芯。
式中,d-钢丝绳最小直径,mm;c-选择系数,在机械设计手册中可以查到;Fmax-钢丝绳最大静拉力,N。
由现场常用开槽机数据求得,钢丝绳的最大静拉力为:Fmax=Q=25989.6N
在机械设计手册中可知,牵引钢丝绳的最小安全系数不得小于4,故本人安全系数取5,而对应的钢丝绳公称抗拉强度为1850MPa,c=0.096,带入式(1)得:
即最小直径为15.48mm,此处取16mm,查手册可得到其它参数如下:导向滑轮的直径90mm;钢丝绳直径16mm;钢丝中心直径1.2mm;钢丝总断面积107.74mm2;钢丝绳公称抗拉强度1700MPa;弹性模量E为200GPa。
即所选钢丝绳为:钢丝绳6W(19)-16-1700-Ⅰ-光-右同GB1102-74。
3.2 钢丝绳的应力计算及钢丝绳破断拉力的计算
钢丝绳的拉力是由拉绳子的力所引起的,它等于:σP=Q/F式中,F-钢丝绳的全部钢丝的断面积。
为了要考虑绳内的弯曲应力,我们来看一下绳在卷筒上缠绕的情形。在缠绕时,钢丝绳的钢丝发生变形,其变形可由图4求出。大家知道,绳内钢丝扭成股,而股则捻成钢丝绳。要精确地研究钢丝的扭曲变形是很困难的,因此,我们只研究一根假想的钢丝,这根钢丝正位于钢丝的中心线上,同时引进一个校正系数,以考虑钢丝的扭曲。
我们假设钢丝的中性轴无变形,而只是曲率发生变化。在弯曲时,钢丝的外端纤维受拉而内侧纤维受压(在弯曲之前外纤维长度等于中性轴长度)。外端纤维的伸长等于:
相对伸长量等于:
因此,外端纤维内的应力为:
但是,由于钢丝的扭曲,这一应力实际上是要小一些的。一般采取一个校正系数等于3/8。那么,在钢丝绳的钢丝内的总应力等于:
把已选好的钢丝绳的参数带入可得:
所以钢丝绳内的总应力小于钢丝绳的许用应力(1700MPa)。故所设计的钢丝绳符合强度要求。
另外,还要保证以下公式满足[1]:F0≥FmaxS/φ
式中,F0-钢丝绳中全部钢丝的破断拉力总和,N;Fmax-钢丝绳工作时的最大静拉力,N;S-最小安全系数,查表可得;φ-钢丝绳破断拉力换算系数。
将本次设计的参数带入,S=5,Fmax=2652kg=25989.6N,另根据机械设计手册知此形式的φ=0.85,则得:FmaxS/φ=25989.6×5/0.85=152880N。
查表可知,当钢丝绳直径为16mm,公称抗拉强度为1700MPa时,钢丝绳破断拉力总和F0≥183000N,从以上计算的结果可知,所选钢丝绳符合要求。
钢丝绳的使用年限是不长的,大致是3~6个月。钢丝绳的使用年限还决定于它在工作中弯曲的次数,有很多学者做过实验证明,减少弯曲次数可以大幅度增加钢丝绳的使用年限。
4 结语
开槽机牵引机构,一定要根据实际情况选择适当规格的钢丝绳,选择合理的缠绕方法,并通过应力计算及破断拉力计算验证选择钢丝绳的可靠性,既不能选择可靠性差的钢丝绳,否则会给生产安全带来隐患,也不能选择过高的可靠性,造成大马拉小车的资源浪费。
参考文献
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开槽施工论文 篇7
某企业产品中需要4枚直径准6.5mm、长2.8mm的开槽螺丝, 过去在加工螺丝槽时一直用钳工夹持锯片生产, 既不能保证产品质量、浪废材料, 又耗废人力和工时, 而且生产中安全性较差。由于其生产数量每批均在上万枚, 所以螺丝槽加工已成为该企业的工艺瓶颈。后该企业委托笔者团队进行改进设计。经研究探讨并借鉴元件成形机的经验, 设计了螺丝帽开槽机床, 从而大大地提高了生产效率, 降低了工人劳动强度, 为企业增加了效益。
2 产品分析
槽螺丝结构如图1所示, 本螺丝直线开槽机床所加工对象为准6.5mm、长2.8mm圆头螺丝结构, 需要在该款型螺丝的头帽部分加工1mm×0.5mm的矩形槽。加工工艺的难点是被加工件的工艺尺寸小, 加工余量少, 采用传统的钳工加工方式, 耗费的人力成本高, 且精度不易控制。
3 螺丝直线开槽机床结构设计
3.1 机床工作结构及原理
如图2所示, 小尺寸螺丝直线开槽机主要由工作转盘、主轴传动机构和动力传递机构构成。工作转盘上有20个螺丝定位口, 当总电源打开, 振动盘工作后将未开槽的螺丝通过送料装置进入定位口, 在转轮进入斜块时锁紧装置上升使压紧块进入, 可以将螺丝压紧在转盘上, 转轮进入凸轮的侧壁, 这时锁紧装置一直将螺丝处于锁紧状态, 在转盘匀速转动通过0.8mm锯片铣刀开槽, 完毕之后转轮进入凸轮空槽区轮子与底部的工作台接触, 这时锁紧装置下沉, 两个转轮复位的同时卸料, 完成一个螺丝帽开槽工序。
螺丝直线开槽机床主轴结构如图3。
3.2 工作转盘结构
如图4, 转动盘上有20个压紧装置, 每个压紧装置对应一个螺丝口, 压紧装置按图示运动轨迹上下、进出动作。
3.3 动力传递结构
机床动力传递机构如图5所示, 机床的主轴由电动机带动, 通过带传动减速, 以1450r/min转速带动0.8mm锯片铣刀;工作转盘经传动比为1:40的减速机构传动匀速圆周运动。
3.4 总装配结构
螺丝直线开槽机床总装后, 结构外观如图6所示。
4 初运行时故障解决方案
试产后, 初运行时发现其送料不能到位或有卡料现象, 经过排查是因为振动台的振动太大, 导致螺丝进料速度过快。在振动电路上增加一个可调电位器, 用于调节振动大小, 调试后故障消除。
5 结语
使用螺丝帽开槽机生产的产品, 不仅保障了产品质量, 而且大大提高了生产效率, 降低了生产成本, 避免了操作工人的危险, 并缩短了企业交货时间。
摘要：根据客户产品要求设计了一款非标的小尺寸螺丝专用直线开槽机, 将传统的工人依靠手工开槽操作转变为依靠自动化自动设备生产, 从而提高了生产效率, 降低了工人的劳动强度, 保证了产品质量。
关键词：机械设计,机床,螺纹,非标准化
参考文献
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开槽施工论文 篇8
1 理论背景
1.1 奇点展开法相关理论
在电磁散射研究过程中, 根据参考文献[6], 为了提取出信号的极点信息, 通常将信号表示为一系列复指数信号和的形式。据此简单信号模型可表达为式 (1) :
式中, y (t) 是时域信号;si=-αi±jωi;si是极点;αi是信号衰减系数;ωi是角频率, Ri为相应的留数。相应地, 对时域信号进行采样时, 式 (1) 可改写为式 (2) :
其中, Ts为采样周期。
1.2 矩阵束法的相关理论
根据式 (1) , 首先定义一个Hankel矩阵Y,
在Y的基础上, 再定义两个矩阵Y1与Y2, 分别是矩阵Y去掉最后一列与去掉最左一列后所形成的矩阵。
列出矩阵束方程:
其中[I]是M×M矩阵;
Z0=diag[z1, z1, …, zM], R=diag[R1, R1, …, RM], diag[…]表示为对角矩阵。
利用矩阵的相关理论知识, 可以从式 (3) 了解得到, zi即是矩阵[Y1], [Y2]的广义特征值。于是求解极点zi可以转换成求解如式 (4) 所示的广义特征值。
其中Y1+矩阵是矩阵Y1的Moore-Penrose伪阵。
在信号中含有噪声时, 需要考虑对[Y]进行奇异值分解, 即[Y]=[U][Σ][V]H, 其中, [U]与[V]是单位矩阵, [Σ]是由矩阵[Y]的奇异值构成的对角阵, 比较每个奇异值 (σc) 和最大奇异值 (σmax) 的比值, 具体地判断:, 即可确定M的取值。
综合对其式 (4) 的求解, 一旦求解出上式中的M与zi, 即可根据式 (5) 求出极点相对应的留数Ri。
通过式 (6) 可以求得对应的极点si。
2 仿真结果与分析
2.1 开槽圆环型结构标签的设计分析
如图1所示, 其结构尺寸最外圈外径R1=20 mm, 最里圈内径R2=9 mm, 其中槽位等间距分布, 槽位的宽带w=1 mm, 开槽后形成的圆环的宽度d=1 mm。利用FEKO电磁仿真软件, 频率设置为50 MHz~7.71 GHz, 采样点数为256, 可得到其雷达散射截面RCS (Radar Cross Section) , 利用快速傅里叶变换的逆变换, 间接得到其散射信号的时域图, 如图2所示。
根据奇点展开法, 与矩阵束法相关理论, 选取信号的晚时时间段 (如图2所示, 黑色矩形框选取时间段) , 可得到其中的主要极点, 依据主要极点与相对应的留数, 根据式 (1) 可得到其重构的时域信号, 如图3所示。结果表明, 重构的信号与原时域的信号相比较, 拟合度很高, 数据基本吻合。
2.2 噪声对同一标签结构的影响
在不同的噪声条件下, 通过改变矩阵束中判定极点参数M值, 与晚时起始的时间点, 可以得到在不同高斯白噪声情况下数据信号的主要极点。如表1给出, 在不同噪声时, 含有4个圆环槽位的标签结构的极点分布情况, 可以看出, 由于散射信号的幅度值较小, 矩阵束法相应运用条件上的制约, 在10 d B噪声的条件下, 提取的极点受噪声的影响较大, 在噪声条件大于30 d B时提取的极点与理想无噪条件下相比, 同样存在一定的偏差, 但基本接近。
2.3 不同入射方向对极点的影响
考虑到不同入射方向的激励波进行激励标签结构。图4显示了不同入射角度 (如15°、30°、45°、60°和75°) , 其主要极点的分布情况。从图4中可以得到, 在矩阵束判断参数M, 早时与晚时起始时间点都相同的条件下, 不同的入射角度对提取的极点影响不大, 可以简单得到极点与激励波的入射角度无关。
2.4 基于极点对标签结构的检测与判定
根据上面简单的理论与仿真分析, 如改变标签结构的开槽个数, 则可以得到主要极点也会相应的变化。分类设计不同结构的标签结构, 根据开槽的位置与个数的不同, 可形成16种不同的标签结构, 表2仅列出其中最具代表性的10种不同的标签结构。
注:-2.241e9+j2.878e10, 其中-2.241e9为极点的衰减因子, 2.878e10为相对应的角频率。
注:表格中“1”代表槽位的存在, “0”代表槽位的不存在, 即不在此处开槽;由外圈到里圈, “1111”代表着即在标签结构处, 依次为4个等间距的槽位, 依此类推。
由于谐振频率与开槽的长度有一定的关系, 与开槽的长度成反比, 开槽的长度越长, 其谐振的频率值越小;相反, 开槽的长度越短, 其谐振频率值越大。最外圈的开槽长度最长, 其相应的谐振频率最小。
相应地, 上面10种不同的结构标签, 结构的不同对应着主极点也随之不同。如图5 (a) 所示给出了第1个槽位存在时对极点的贡献情况, 同样代表着标签结构存在最外圈的开槽时 (槽的外圈的半径为16 mm) , 主要极点的分布情况。从图5 (a) 中, 可以得到极点的分布情况, 当标签结构中存在第1个槽位时, 8个极点的谐振频率相近, 谐振频率大致落在1.75 GHz~1.8 GHz频率区间, 可以近似地认为极点的谐振频率大致相同。从而, 可以根据第1个极点的谐振频率, 判断标签结构是否存在第1个槽位。当有极点的谐振频率落在1.75GHz~1.8 GHz频率范围内时, 可以认定标签结构存在含有最外圈的开槽。
相应地, 第2个槽位存在时对极点的贡献情况如图5 (b) 所示, 即代表着标签结构存在靠近外圈的开槽时 (槽的外圈半径为14 mm) , 其主要极点的分布情况。由于槽与槽之间的耦合效应, 极点间相比较, 个别极点的谐振频率波动较大, 根据相同的检测与判定方法, 当有极点的谐振频率落在1.85 GHz~2.1 GHz频率范围内时, 可以认定标签结构存在含有次外圈的开槽。
据同样的判定检测准则, 如图5 (c) 所示为第3个槽位存在时对极点的贡献, 即代表着标签结构含有着靠近里圈开槽时 (槽的外圈半径为12 mm) , 其主要极点分布图。据相同的判定与检测的方法, 当有极点的谐振频率大致落在2.2 GHz~2.4 GHz频率区间时, 可以近似地认为标签结构存在第3个开槽 (槽的外圈半径为12 mm) 。
图5 (d) 给出了标签结构存在最里圈开槽时 (槽的外圈半径为10 mm) 其主要极点分布图。从图5 (d) 中可以得到, 同样有个别极点的谐振频率与其他主要极点谐振频率有较大的波动, 但还是可以根据相同的检测判定准则来对极点的判定与识别, 即当有极点的谐振频率落在2.45 GHz~2.9 GHz频率区间时, 可认定极点的存在, 标签结构存在第4个开槽 (槽的外圈半径为9 mm) 。
根据极点与标签结构的一一对应关系, 采用不同极点的谐振频率和所在的不同谐振频率区间, 来对极点进行识别, 进而对标签结构的判定与识别。
这种新型开槽圆环型标签结构, 由于具有对称性, 无需考虑入射波的极化方式以及激励波的入射角度等因素。由开槽处形成的谐振频率, 受结构的尺寸、槽与槽之间的互相耦合的影响, 个别极点波动较大, 但综合分析, 还是可形成比较理想化的极点分布图。综合理论仿真分析, 根据开槽位数与极点个数之间的对应关系, 改变标签结构的基本属性, 如开槽的个数、开槽的位置, 会形成相对应的主要极点。可通过极点的分布情况、谐振的频率对标签结构进行识别。本文中其编码的位数可达到4 bit, 这种结构可潜在成为一种无芯RFID标签。
摘要：设计分析了一种圆环开槽型的无芯片射频识别RFID (Radio Frequency Identification) 标签。这种圆环开槽型结构具有高度的对称性, 无需考虑入射波的极化方式。对散射得到的时域信号进行极点的提取。根据极点与标签结构的对应关系, 主要极点提供了嵌入在标签结构中的基本数据, 通过主要极点来对标签的结构进行识别。通过仿真分析可知, 这种标签结构可达到4 bit的编码, 可成为一种新型无芯片RFID标签结构。
关键词：射频识别,矩阵束法,极点,无芯片,圆环型
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开槽施工论文 篇9
由于我国大多数高速公路、地方干线公路、市政道路均采用沥青混凝土作为面层,因此开槽灌缝技术在我国交通公路、市政道路的预防性日常养护中正得到越来越广泛的应用。
1 裂缝处理方式技术性比较
1)根据交通部JTJ 073-96公路养护技术规范的规定:“缝宽在6 mm以内的裂缝,宜将缝内灰尘、杂物清除干净后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵;缝宽在6 mm以上的应剔除缝内杂物和松动的缝隙边缘,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂砾式或细粒式热拌沥青混合料封堵,也可用乳化沥青混合料填封。”上述方法即传统的裂缝处理方式,一般工艺较简单、操作方便,但由于不开槽而直接灌缝导致缝内杂物及缝边缘已老化松散的材料无法清理干净,裂缝宽度大小不一而导致灌缝材料灌入不均匀,热沥青或乳化沥青等灌缝材料因自身性质而与老面层无法粘结牢固等原因导致封水效果较差,使裂缝在处理后数月原灌缝位置便重新开裂,造成一年中至少灌缝两次,增加养护成本,而且频繁的道路养护作业造成道路通行不便,存在安全隐患。
2)开槽灌缝技术由于采用专用机械开槽、高压吹风机清缝、专用灌缝机灌缝,从而使缝内杂物及缝边缘老化材料能清理干净且缝宽均匀,特别是采用专用灌缝胶使灌缝料与老路面能结合紧密,封水效果好,从而大大延长道路使用寿命,将原来一年至少进行两次灌缝的道路路面养护延长到2年～3年进行一次灌缝养护,保证了道路的良好通行环境。
2 设备选用
新公牌LD-Z1000B沥青路面裂缝养护车,该设备由车体、装有旋转式碳钢切缝刀头的开槽机、吹风机、热气喷枪、灌缝机、养护安全标志等组成,为成套裂缝处理设备,具有高度的机动性和灵活性,能够实现“快速到位、快速修补、快速撤离”的三快要求,对道路的通行影响减少到最小;该设备具有恒温控制系统,使材料加热到设定温度后,能自动控温并进入保温状态,独特的加热管路系统,杜绝出料口灌缝料冷凝问题,即使在低温状态下也能保证施工作业的连续进行;该设备灌缝速度为5 m/min～20 m/min,加热时间为45 min～60 min,加热温度为190 ℃±5 ℃,不得超过205 ℃。
3 灌缝材料选择
为保证对裂缝的成功处理,宜选用足各牌SXL系列热用高分子聚合密封胶作为灌缝料,它能适应不同环境温度的变化,具有极佳的抗水损能力、良好的弹塑性、低温可操作性、较高的延展性、良好的热稳定性、低温柔性、较好的协调变形能力、可反复加热使用等。
有关技术指标见表1。
4 施工工艺流程
封闭交通→开槽→清缝→灌缝→开放交通。
5 处理过程质量控制
5.1 裂缝开槽
根据经验,一般当裂缝宽度超过3 mm时必须进行开槽灌缝处理,开槽需由经过专业培训的操作人员进行,用带有旋转式碳钢切缝刀头的裂缝开槽机对准裂缝中线切割出均匀的正方形或长方形凹槽,宽度和深度的尺寸控制在10 mm～20 mm之间,槽的宽深比一般为1∶1,国外理论分析认为较大的宽深比可提高填缝料与裂缝两侧的粘结力和增强裂缝的修补效果。
5.2 裂缝清理
开槽完成后,用高压吹风机配合钢丝刷对裂缝周边及裂缝凹槽进行清理:1)将吹风机喷气嘴置于距离裂缝大约5 cm的位置初步清理缝内的杂物、石子、灰尘等;2)用钢丝刷清理凹槽表面,以便将缝边缘的老化松散材料清理干净;3)喷气嘴与裂缝的距离稍微远些,以便清除裂缝和周边所有松散颗粒和杂物,从而达到对裂缝的彻底清理。
5.3 灌缝
对裂缝进行清理后,用热气喷枪对裂缝的残渣进行最后清理,对裂缝壁进行烘干加温以清除潮气,确保密封胶与裂缝壁的紧密结合。
当密封胶加热到(195±5) ℃时,灌缝机紧随热气喷枪进行灌缝,以提高密封胶与路面的粘结性,从而达到最佳的灌缝密封效果。灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内,灌注时要自下而上充分填满,避免在下部产生孔洞,特别值得注意的是每条缝应连续灌注,在填缝材料灌注完成后可在表面撒砂子或细骨料。为达到较好的密封效果,理想的密封表面应比裂缝宽一点,并在裂缝表面及两侧形成一定厚度与宽度的T形密封层。
6施工过程中的关键点控制
1)开槽后,必须将槽口清理干净,不能让粉尘及杂物停留在槽内,特别是边缘老化松散材料应用钢丝刷清理干净;2)为了取得较好的密封效果,凹槽的深宽比不得超过2∶1,深宽比越低越好;3)对槽口内灌注密封胶后,应用刮板将缝口刮平,以形成路表封膜,并避免因密封胶流动而产生凹凸不平现象;4)禁止在路面潮湿或温度低于4℃的环境下施工,否则会降低密封胶的粘结力;5)为了保证密封胶与缝壁有较好的粘结力必须用热气喷枪清理缝壁,进行烘干加温;6)灌缝作业完成后开放交通的时间应超过30 min,并应在灌缝胶表面撒砂子或细骨料,以防止开放交通后车轮带走灌缝料。
7结语
开槽灌缝技术是一种比较先进的预防性养护措施,它与传统裂缝处理方式相比,能够很好地实现对沥青路面裂缝的有效处理,延长沥青路面的使用寿命,但由于前期需投入大批设备,成本较高,目前还没有在全国大面积铺开,但随着公路养护现代化、科学化的不断发展,必将有更多的养护单位采用该技术进行沥青路面裂缝处理。
摘要：指出传统裂缝处理方式只能对沥青路面裂缝进行暂时处理,不能治本,而开槽灌缝技术却能实现对裂缝的有效处理,从设备、灌缝材料的选用、裂缝的开槽、清理、灌缝等方面,对开槽灌缝技术的应用情况进行了论述。
关键词：开槽灌缝,裂缝处理,密封胶,公路养护新技术,沥青路面
参考文献
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