步履式布料機(jī)在大崗山電站泄洪洞施工中的應(yīng)用

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 郫縣，611730)

1 概述

大崗山水電站泄洪洞工程布置在大渡河右岸，主要包括進(jìn)水口、洞身段、出口段及下游防護(hù)工程。其中，泄洪洞襯砌后寬度14m、長1077.5m，底板縱坡10.39%，另有6道滲氣槽，最大縱坡17.71%。因施工通道兩側(cè)需進(jìn)行錨桿作業(yè)，施工通道寬度僅余5m；底板澆筑厚1.5m，兩側(cè)邊墻各澆筑60cm厚的C9050硅粉混凝土。

施工采用兩臺(tái)布料機(jī)，一臺(tái)從下游往上游施工，另一臺(tái)從下游往上游施工，要求布料機(jī)布料長度應(yīng)滿足兩倉混凝土施工長度，即9m×2=18m，這樣當(dāng)頭一倉號(hào)在澆筑混凝土?xí)r，下一倉號(hào)可進(jìn)行鋼筋作業(yè)。

該項(xiàng)施工具有以下特點(diǎn)：(1)底板澆注高標(biāo)號(hào)硅粉混凝土，需做好防裂、溫控措施?；炷翝仓|(zhì)量控制較為困難；(2)底板混凝土面積大，單倉澆筑強(qiáng)度較大，需進(jìn)行合理分層分塊施工；(3)泄洪洞底板縱坡最大達(dá)17.7%，布料機(jī)移動(dòng)困難且有較大安全隱患。

2 步履式移動(dòng)布料機(jī)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)行的移動(dòng)式布料機(jī)均采用輪式行走機(jī)構(gòu)，分為有軌式及無軌式兩種。有軌式因鋼軌與鋼輪摩擦系數(shù)小，不適應(yīng)大縱坡環(huán)境下移動(dòng)；無軌式因要考慮控制行進(jìn)方向及適應(yīng)不平整地面，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，且在制動(dòng)機(jī)構(gòu)失效時(shí)會(huì)造成重大安全事故。為克服以上缺陷，我公司研發(fā)了一種新型步履式移動(dòng)布料機(jī)(見圖1所示)。

該布料機(jī)在結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：

(1)大桁架及小桁架上各設(shè)計(jì)有一套皮帶輸送裝置，采用80cm寬輸送帶，帶速1.25m/min，功率15kW+11kW，每小時(shí)混凝土輸送量60m3；

(2)伸縮桁架可通過卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)在主布料桁架中伸縮，速度13m/min，布料機(jī)最大伸縮距離6m；

(3)布料時(shí)可通過擺動(dòng)油缸擺動(dòng)布料桿進(jìn)行布料，最大擺動(dòng)角度+/-17.55°；

(4)采用由行走架、軌道、驅(qū)動(dòng)架、驅(qū)動(dòng)油缸、滑輪組及鋼繩組成的步履式行走機(jī)構(gòu)，最大爬坡25%；

(5)配備了由平移油缸平移連桿，底座組成的行走轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

3 步履式移動(dòng)布料機(jī)使用說明

(1)先超前一個(gè)工位進(jìn)行隧道底部清碴、扎鋼筋等襯砌作業(yè)；

1、軌道，2、行走架，3、導(dǎo)輪，4、驅(qū)動(dòng)架，5、驅(qū)動(dòng)油缸，6、定滑輪，7、動(dòng)滑輪，8、頂升滑套，9、頂升滑座，10、頂升油缸，11、布料機(jī)底架，12、滑輪滑座，13、軌道限位座，14、傳動(dòng)鋼繩，15、卷揚(yáng)機(jī)，16、大桁架，17、大桁架皮帶，18、皮帶機(jī)，19、小桁架皮帶，20、小桁架，21、底座，22、擺動(dòng)油缸，23、擺動(dòng)架，24、平移油缸

圖1 新型步履式移動(dòng)布料機(jī)

(2)布料機(jī)安裝調(diào)試后，先啟動(dòng)大桁架及小桁架上皮帶輸送機(jī)；

(3)罐車向大桁架卸料斗卸混凝土，混凝土通過皮帶輸送至小桁架出料口出料，當(dāng)該處不需要混凝土?xí)r，可操作擺動(dòng)油缸調(diào)整桁架角度改變出料口位置，也可通過卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)調(diào)整小桁架來改變出料口位置。如此操作至整個(gè)倉號(hào)混凝土澆注完畢；

(4)布料機(jī)移動(dòng)。清理布料機(jī)剩余混凝土，通過頂升油缸頂升設(shè)備使布料機(jī)底座離開地面，通過驅(qū)動(dòng)油缸帶動(dòng)布料機(jī)移動(dòng)。行走架移動(dòng)至軌道端部限位座，通過頂升油缸放下設(shè)備，使機(jī)體底座落在地面上并提起軌道離開地面；通過驅(qū)動(dòng)油缸反向移動(dòng)軌道，使軌道端部限位座移動(dòng)至行走架；頂升油缸頂升使布料機(jī)底座離開地面，再通過驅(qū)動(dòng)油缸帶動(dòng)布料機(jī)移動(dòng)。如此往復(fù)，就可將設(shè)備移動(dòng)至需要位置。如行走中需要改變方向，只需在軌道離開地面時(shí)操作平移油缸伸縮即可改變軌道角度。

4 步履式移動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

該布料機(jī)的步履式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)見圖2所示。

步履式移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括軌道1、行走架2、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)件、滑輪組和驅(qū)動(dòng)架4，驅(qū)動(dòng)架4兩端分別與位于同一軌道上的兩個(gè)行走架2鉸接。

其驅(qū)動(dòng)裝置包括固定設(shè)置在驅(qū)動(dòng)架4中部的驅(qū)動(dòng)油缸5。

滑輪組包括固定設(shè)置在驅(qū)動(dòng)架4兩端的定滑輪6和滑動(dòng)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)架4上的動(dòng)滑輪7，且滑輪組為二組，分別設(shè)置在驅(qū)動(dòng)油缸5兩側(cè)，傳動(dòng)件為二根，兩根傳動(dòng)件一端均固定在軌道1上，另一端分別通過兩個(gè)滑輪組連接到驅(qū)動(dòng)油缸5的兩根活塞桿。

5 步履式移動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理

1、軌道，2、行走架，3、導(dǎo)輪，4、驅(qū)動(dòng)架，5、驅(qū)動(dòng)油缸，6、定滑輪，7、動(dòng)滑輪，8、頂升滑套，9、頂升滑座，10、頂升油缸，11、布料機(jī)底架，12、滑輪滑座，13、軌道限位座，14、傳動(dòng)鋼繩。

圖2 步履式移動(dòng)機(jī)構(gòu)

布料機(jī)移動(dòng)時(shí)，通過頂升油缸10使布料機(jī)底架11離開支撐面，通過驅(qū)動(dòng)油缸5帶動(dòng)布料機(jī)底架11在軌道上移動(dòng)。當(dāng)行走架2移動(dòng)至軌道端部的軌道限位座13后，通過頂升油缸10放下布料機(jī)底架11，使布料機(jī)底架11的底座落在支撐面上并提起軌道1離開支撐面。通過驅(qū)動(dòng)油缸5帶動(dòng)軌道1移動(dòng)，當(dāng)軌道1端部的軌道限位座13移動(dòng)至行走架2后，頂升油缸10頂升布料機(jī)使布料機(jī)底架11離開支撐面，通過驅(qū)動(dòng)油缸5帶動(dòng)設(shè)備移動(dòng)。如此往復(fù)，就可將設(shè)備移動(dòng)至需要位置。

行走架2通過銷軸與棧橋相連，行走架2上設(shè)置有二個(gè)行走輪及二個(gè)勾輪，行走輪用于承重，勾輪用于勾住軌道，讓軌道1與行走架只能縱向移動(dòng)，軌道通過行走輪和勾輪與行走架滑動(dòng)聯(lián)接，可縱向相對(duì)滑動(dòng)。

在驅(qū)動(dòng)架4上安裝二個(gè)滑輪滑座12，滑輪滑座12上設(shè)置動(dòng)滑輪7，滑輪滑座12可在驅(qū)動(dòng)架4上縱向滑動(dòng)。且兩組滑輪組為相同的滑輪組。

在驅(qū)動(dòng)架4兩端安裝有定滑輪6和導(dǎo)輪3，驅(qū)動(dòng)油缸5為雙活塞桿等行程等速油缸，通過油缸中間銷軸鉸接安裝于驅(qū)動(dòng)架4中部。

兩端油缸活塞桿通過銷軸與滑輪滑座12鉸接，通過活塞桿左右伸縮，帶動(dòng)滑輪滑座12在驅(qū)動(dòng)架4上縱向往復(fù)滑動(dòng)。

兩根相同長度的傳動(dòng)鋼繩14，一端與軌道1中部吊環(huán)固定，另一端繞過導(dǎo)輪3、滑輪組與滑輪滑座12上吊環(huán)固定。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)油缸5活塞向一側(cè)移動(dòng)時(shí)，活塞桿帶動(dòng)滑輪滑座讓該側(cè)滑輪組靠近并放松鋼繩，而另一側(cè)則收緊鋼繩；鋼繩通過軌道上的鋼繩固定環(huán)牽引驅(qū)動(dòng)架移動(dòng)，當(dāng)油缸反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，則驅(qū)動(dòng)架反向移動(dòng)。

通過以上說明可知，當(dāng)軌道以外機(jī)構(gòu)部件失效時(shí)，軌道上設(shè)置的防撞塊會(huì)防止布料機(jī)行走架沖出軌道；當(dāng)軌道上設(shè)置的防撞塊失效時(shí)，布料機(jī)行走架脫離軌道后，因行走架高于布料機(jī)底座，布料機(jī)底座會(huì)首先碰觸地面制動(dòng)，避免布料機(jī)向下坡滑行。

6 結(jié)語

與傳統(tǒng)輪式移動(dòng)布料機(jī)相比，該步履式移動(dòng)布料機(jī)具有不易打滑，爬坡能力強(qiáng)，地面適應(yīng)范圍廣的優(yōu)勢，且安全性高，更適合在地面坡度較大的環(huán)境中使用。同時(shí)，該步履式移動(dòng)布料機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，采購成本更低。由此可見，在對(duì)移動(dòng)速度要求不高、坡度較大、場地較狹小的環(huán)境中，步履式移動(dòng)布料機(jī)是輪式移動(dòng)布料機(jī)的理想替代產(chǎn)品。