阿立瓦喷浆机在隧道施工中的应用_隧道施工新技术应用
阿立瓦喷浆机在隧道施工中的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“隧道施工新技术应用”。
山西中南部铁路通道(瓦塘至汤阴东段)ZNTJ-10标隧道三队技术总结
阿利瓦喷浆机在隧道施工中的应用
技术工作总结
摘要：讨论了阿利瓦喷浆机的基本功能, 重点介绍了阿利瓦喷混凝土机器人的结构、性能和应用情况。文章就阿利瓦喷浆机在隧道施工中的应用进行技术总结。
关键词：阿利瓦喷浆机,隧道施工,喷射混凝土,使用状况 1 引言
喷浆支护(也称喷混凝土)虽是广泛采用的支护方法, 但人工喷混凝土存在着回弹率高、粉尘大、施工质量不稳定和施工进度慢等缺点, 特别是采用干式喷混凝土时, 这些缺点更为突出。产生上述缺点的原因是多方面的, 但从工艺和设备的角度看, 有下述几个主要原因:
1、人工喷混凝土无法按喷混凝土的工艺原则进行。这是因为喷浆作业时, 喷射点周围飞沙走石, 操作者不敢抬头, 只能站在较远的地方斜着喷, 无法按喷浆工艺要求保持喷枪与受喷面垂直并保持1 m 左右的距离, 这就必然造成回弹率高、粉尘大。
2、由于回弹物中大部分是骨料, 故回弹多也降低了混凝土的强度。
3、大断面隧道施工中,人工喷混凝土需要脚手架, 爆破后不能立即施喷, 新裸露的围岩就会松动, 这样即使后来喷了混凝土, 其 支护效果也不如立即喷混凝土好, 因此人工喷混凝土不仅影响了施工质量, 也影响了施工进度。
4、虽然在大隧道施工中较多地采用简易台车进行喷浆,但站在台车架子上比站地面困难更多, 更无法按喷浆工艺原则作业, 回弹更大, 作业速度更慢。
5、从发展的趋势看, 湿喷是今后的发展方向, 国内在湿喷机的追求卓越
勇于跨越
山西中南部铁路通道(瓦塘至汤阴东段)ZNTJ-10标隧道三队技术总结
研制上也取得了很大成绩, 但目前国产转子式湿喷机出料量(即生产能力)偏小而大出料量的混凝土泵(如12~ 20 m3/ h)人工又抱不动喷枪, 因而施工进度就慢, 不少单位只得采用2~ 3 台喷机同时作业的办法来弥补。但是, 湿喷时, 若仍采用人工作业, 同样存在不能按喷浆工艺作业的老问题。
克服上述特点的出路在于实现喷混凝土自动化, 例如, 采用喷混凝土机器人或机械手等设备, 并辅以相关的自动化装置和手段。仅就采用机器人喷混凝土而言, 至少可以做到: 保证喷浆作业按其工艺要求进行, 即喷枪与受喷面垂直并保持最佳距离;喷枪的运动可按工艺要求的轨迹进行;喷混凝土作业人员能够借助于遥控或全自动控制而免受粉尘和塌方(或剥落掉块)的威胁;采用机器人, 能够做到爆破后及时作喷混凝土支护, 不仅省去脚手架, 更重要的是提高了工程质量, 加快了施工进度。此外, 随着湿喷机和湿喷工艺的推广, 喷混凝土
自动化喷浆机势将替代人工成为必备的设备。2 阿利瓦自动化喷浆机设备的功能
以阿利瓦喷浆机器人为核心的喷浆自动化设备具有如下功能:
1、自动地保持喷枪与受喷面垂直, 喷枪口与受喷面的距离为(100 ～20)cm。如果采用高压风喷射,则最好能让风压随喷射距离的变化做相应调节。
2、能保证喷枪按图1 所示轨迹自行运动, 并且能平滑调节喷枪在轨迹上的移动速度。
3、在干喷或潮喷时, 能对水的流量实施自动控制, 以提高混凝土质量和减少回弹。
4、考虑到工作环境的实际情况, 设备具有遥控和全自动功能。遥控功能可使得操作者离开设备一定距离, 站在安全、无粉尘并且更易观察喷射情况的位置操作;全自动, 即机器人可以在不需要人工
追求卓越
勇于跨越
山西中南部铁路通道(瓦塘至汤阴东段)ZNTJ-10标隧道三队技术总结
干预的情况下, 自动地进行喷射作业, 这种功能, 对于隧道断面比较规整的情况是很有用的。为降低成本、增加可靠性, 后者可用简单的“示教再现”方式实现,因为过高的智能, 对成本和可靠性都很不利。
5、能显著提高作业效率, 实现快速施工。这里“ 提高作业效率”有2 层意思, 一是说, 靠设备本身的自动功能来显著提高作业效率;二是说机器人与大排量混凝泵相配来显著提高作业效率。后者对机器人来说是很容易做到的, 而原来的人工喷浆是无法做到的。
图1 喷枪运动的轨迹与姿态(单位: mm)图
2、阿利瓦结构原理(单位: mm)3 阿利瓦喷浆机工作方式
图2 所示的机器人结构, 是基于尽可能方便地实现图1 所示轨迹这一基本思想设计出来的。它有6 个自由度: 大臂1 在油缸2 驱动下做俯仰运动； 小臂3 做水平摆动, 水平摆动的范围为 45, 由于小臂采用四连杆机构, 故摆动时其末端做平移运动, 从而使得位于其末端的水平伸缩臂4 与受喷面的相对距离和姿态不变(同时意味着喷混凝土作业时机器人停靠在隧道一侧)；水平伸缩臂能在与隧道轴线平行的方向伸缩, 使得喷枪做水平移动并保持姿态不变；手腕转动可在喷拱部时完成, 喷枪沿拱部划弧,同时保证喷枪与受喷面垂直；油缸6 可调整喷枪的姿态, 从而在遇到大凹坑时, 仍能调整喷枪与受喷面垂直；借助于偏心连杆机构7, 可使喷枪沿锥面运动,追求卓越
勇于跨越
山西中南部铁路通道(瓦塘至汤阴东段)ZNTJ-10标隧道三队技术总结
从而使喷枪口划出一个360连续圆。图2 所示的6 个自由度机器人可根据现场需要安装于汽车上或安装在有轨底盘上。该机器人既可与湿喷机相配套, 也可与干喷机相配套, 均由用户选定。若与湿喷机相配套, 还可安装与其相配套的速凝剂添加设备。
制造时将机器人、喷浆机和行走用底盘做成1个独立体。喷浆机器人的电控系统采用电液伺服计算机控制。为适应作业现场的实际, 电控系统具有这样几个主要特点:
1、电控系统具有遥控和全自动2 种功能, 并且这2 种功能可以互相转换。所谓“遥控”功能, 即操作者可在机器人操作室或站在离机20 m 左右的范围内对机器人进行操作;所谓 全自动, 即根据作业现场隧道的实际轮廓线, 教机器人按实际作业时运行的轨迹走一遍, 而后机器人即可按人教给它的轨迹自动作业, 无需人的干预。操作者可根据实际需要随意选择某种功能并能随时转换。
2、为便于操作和推广, 电控系统的操作器设计成“ 傻瓜”型, 让操作者凭直觉即可进行操作, 因而操作者无需专门训练或较高文化水平。
3、为适应作业现场的恶劣环境, 电控系统均按军用标准, 做成“全加固型”, 具有完善的防湿潮、防粉尘、防霉变、抗振动、抗
冲击、抗散热和通风功能, 以求得高可靠性, 做到皮实、耐用。由上述可知, 本混凝土机器人结构简单, 且其部件多为结构件, 因而牢固、可靠, 抗恶劣环境能力强；电控系统的内核虽较复杂, 但由于采用军标加固技术, 因而变得十分可靠, 基本不出故障, 这就无需担心其可靠性和维修等问题, 而其外部操作的“傻瓜”型就使得操作变得十分简单、直观。总之, 可以这样说, 在多数情况下, 只需一个很直观的操作动作, 就可完成一个相当长时间的作业任务, 操作者很轻松。因此, 阿利瓦混凝土机器人是国内外现有的同类产品中结构最简单、操作最简单、功能最强的一种。
追求卓越
勇于跨越
山西中南部铁路通道(瓦塘至汤阴东段)ZNTJ-10标隧道三队技术总结阿利瓦混凝土喷浆机在隧道施工中的应用
自2010年阿利瓦喷浆机进入山西中南部铁路通道ZNTJ-10标以来,该机器以服务于雷鼓台隧道、范家山隧道、红泥寺1#隧道。在使用过程中, 有如下特点:
1、与人工喷浆相比, 回弹明显减少。经对拱部和两帮喷混凝土回弹率的实地测算, 回弹率可比人工喷射减少一半, 在一般情况下, 可以减少回弹15个百分点以上。
2、作业效率高、施工速度快。如果选用本产品中配有混凝土输送泵的型号, 由于混凝土泵的实际排料量为14~ 20m3/ h, 这样就可提高作业效率4~ 5倍。如果仍采用原有的湿式转子式喷浆机,由于机器人喷浆, 无需脚手架和平台, 省工省钱, 爆破后可及时施喷, 因此既可快速施工, 又提高了工程质量;此外人工喷浆由于料管重、喷枪的后坐力及风压波动等, 人工操作喷枪不如机器人自如和效率高, 隧道断面越大, 机器人优势越大, 即使采用转子式喷浆机, 也可提高功效30%以上。
3、减轻了劳动强度, 提高了工程质量。由于设计合理, 大大简化了操作, 大部分操作只是让机器人的一个自由度、至多两个自由的动作, 因而变得十分简单。这样, 操作者就能“想喷哪里, 就喷哪里”, 达到了“ 心想事成”的地步。阿利瓦混凝土喷浆机在隧道施工中的应用技术总结 在推广应用阿利瓦的实践中, 我们也体会到了新的大型设备在推广中由某些观念带来的阻力。这些观念主要有:
1、综合经济效益观念淡漠,看眼前多, 看总体少。谈到喷浆机器人, 只看到眼前要拿几十万, 而对每天浪费的物料与人工费却不放在眼里, 殊不知一年下来, 这方面的浪费比一台机器人贵得多。
2、对设备对工程质量和工程进度的影响估计不足。采用机器人喷浆除能使喷浆及时之外,它还大大减轻了工人的劳动强度, 改善了
追求卓越
勇于跨越
山西中南部铁路通道(瓦塘至汤阴东段)ZNTJ-10标隧道三队技术总结
作业环境,这就减轻了工人的思想压力和体力消耗, 让工人在轻松愉快的情况下从事作业, 减少了工人偷懒耍滑、偷工减料的可能性, 减少了人工因素的不利影响, 有利于提高工程质量, 有利于提高作业的连续性, 从而促进了工程进度。事实表明, 过去人工喷浆作业, 是隧道施工中最累、脏、苦的工种之一, 采用机器人机械手喷浆后, 它却成了较为轻松的工种之一, 无形中, 施工快了, 质量好了。
追求卓越
勇于跨越
喷浆工艺在混凝土面基层处理中的应用在抹灰前，由于混凝土面较光滑，未处理直接抹灰极宜产生裂缝。因此，对混凝土面应进行基层处理，传统做法是在混凝土面上甩或刷一层水泥浆。传统......
工程制图在隧道设计中的应用摘要：随着国民经济的飞速发展，国内交通事业日益繁荣，修建公路隧道也逐步成为提高公路技术指标、减短路线长度、节约用地和改善行车安全的重要手段，隧......
潮式喷射混凝土在隧道施工中的应用与分析（通用5篇）由网友“泊风”投稿提供，下面是小编收集整理的潮式喷射混凝土在隧道施工中的应用与分析，供大家参考借鉴，欢迎大家分享。篇1：潮式......
喷锚支护在公路隧道复合式衬砌施工中的应用（精选8篇）由网友“打鸡血啦”投稿提供，下面是小编整理过的喷锚支护在公路隧道复合式衬砌施工中的应用，欢迎大家阅读借鉴，并有积极分享......
6s管理在施工管理中的应用1、前言项目建设，离不开建设工程项目管理，对于工程项目施工企业来说，施工现场管理是项目施工管理的基础。目前国内施工企业往往忽视对施工现场安全文......
