自制高速公路高边坡施工材料运输小机具

吕增瑞++刘传阳++王旭++赵亮

摘 要：近年来，我国高速公路的建设得到了快速发展，并逐步成为我国最重要的交通设施之一，与此同时，尤其是在我国南方和山区，高速公路路堑高边坡防护的施工项目也越来越多。往往高边坡防护施工场地狭窄、高差大、材料运输极为不方便，造成施工成本高，效率低下，安全风险大，该项目自制的材料运输设备提高了工作效率，使高边坡防护施工安全、可控。

关键词：高速公路 高边坡防护 材料运输 自制小机具

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0060-01

新建南平京台高速A1合同段路线总长7.70km，项目区位于闽北山区，总体地势属低山丘陵地貌，西北低东南高，地形起伏变化较大，最高点位于路线终点附近，海拔1089.2m，最低点位于路线起点弓鱼村附近，海拔108m。项目区出露地层有第四系、侏罗系、三叠系和震旦系。起点丘陵区岩性主要为侏罗系砂岩；全线大部分属低山区，岩性为震旦系片麻岩、云母石英片岩；路线终点一带分布侏罗系凝灰质砂岩、凝灰熔岩；局部路段有花岗岩脉侵入，零星分布，不连续。总体工程性质较好，标段内路堑边坡约2.6km（2598.5m），其中路堑高边坡约0.8km（798m），主要防护措施有锚索（杆）框架梁+浆砌片石+绿化防护。施工场地狭窄、高差大、材料运输极为不方便，造成施工成本高，效率低下。为此，项目部加大施工组织管理，结合一线工人的聪明才智，研究自制了高边坡施工材料运输小机具，使得高边坡施工材料运输安全高效，成本降低。该文重点对高边坡施工材料运输小机具进行分析、介绍。

1 工程概况

1.1 设计概况

新建南平京台高速A1合同段工程路堑高边坡采用锚索（杆）框架梁+浆砌片石+绿化对边坡进行防护，高边坡坡率为1：0.3～1：1.5，每级边坡高度为8～10m，边坡平台为2米，边坡高度为24m～83m，其中四束锚索12850延米，6束锚索17150延米，锚杆9405延米，框架梁混凝土3900m3，浆砌防护7000余方。

1.2 现场施工情况

现场平台宽为2m，每级边坡高度为8～10m，坡率为1；0.3～1：1.5，沿线路基宽度均为26m，防护材料运至现场后，垂直运输距离为24～83m，水平运距为8m～77m，若采用人工挑抬综合运距为176～907m。高边坡防护所需材料品种多，数量大。所有施工材料均运至路堑边坡坡脚处路基上。而从坡脚至边坡施工处的运输一直困扰着项目部和现场工人。

2 高边坡施工材料运输小机具简介

2.1 制作高边坡施工材料运输小机具的必要性

根据现场情况，分析如下：（1）由前文所述可知平台宽为2m，每级边坡高度为8～10m，坡率为1：0.3～1：1.5，运输汽车无法进入施工现场，难以满足材料运输需求，开辟便道，成本高，且易影响边坡稳定。（2）若采用人工挑抬：劳动强度大，安全系数小，在斜坡上挑抬，易发生安全事故，不利于项目管理。效率低下，往往运输材料的人比实际施工的人还多，不符合施工组织安全、高效的原则。（3）若采用吊车吊装：因平台宽为2m，无法存放太多材料，吊车进出场频繁。其次，因边坡平台的水平和垂直运距较大，吊车的臂长有限，南平地区臂长最长的吊车为45m左右，很多地方吊车无法完成吊装和转运。（4）开辟便道：易破坏边坡，且一些石质或坡度大的边坡无法难以开辟便道。

所以采用吊车吊装和开辟便道不适用于高边坡材料运输。

2.2 高边坡施工材料运输小机具介绍

（1）原理充分利用三角形稳定性原理和三角桁架的优点，因地制宜，通过钢管、边坡顶部的树木和巨石作为高边坡顶部的受力支点。

充分发挥卷扬机操作简单的优点，在路基上现浇一支座，固定卷扬机，再通过钢丝绳连接坡顶支点和路基上的卷扬机，制作一个简单的，且能兼顾垂直运输和水平运输的运输小机具。

改装性强，在钢丝绳上安装一个料斗，能运输混凝土、砂、石、水泥及其它机具等；把料斗换成挂钩能够运输钢筋、锚索、模板及其它机具等；在卷扬机处安装一个刹车，能满足各级边坡的材料运输需求，同时还能保证各种紧急情况能够及时刹车，且在停电状态下能够完成刹车。

充分考虑到现场的坡率、平台宽度和生产需要。可以根据不同坡率调整坡顶的支点位置，也可以调整路基上卷扬机位置，同时可以调整料头的悬挂长度，通过调整以上三处，能使料斗在运输过程中到达相应的平台。

（2）技术特点制作时，综合考虑施工方便省力，机具构件操作简单，只需钢丝绳、料斗、卷扬机和钢管就能完成制作；采用（被运送物体位于自制料斗内）吊行运输方式，通过料斗和挂钩基本能满足所有材料的运输需求。运力强，只要在一处边坡安装一个运输小机具，就能满足各级边坡对各种材料的运输需求。

（3）优点制作简单：所需制作材料在各处都能购买，制作工艺简单，现场工人都能自主安装。

操作简单：该机具只用上、下、刹车三个指令，操作简单，现场工人都能操作。

因地制宜、适用性广：不管是何种坡面运输何种材料，均能适用。

装卸方便，省时省力：采用自制料斗，在料斗底部可安装简易的推拉式漏斗手柄或挂钩。

效率高，运力强：不包括装卸，每次运输只需要1～2min。

安全可控：减少了人工挑台的风险，同时通过刹车能做到随时停止，不受停电影响。

携带方便，能重复利用：不管是卷扬机、钢丝绳、钢管、料斗都易于购买，且携带方便，在材料运输过程中，损耗小，能重复利用。

3 经济效益

高边坡施工材料运输共有两种基本方式，即人工挑抬、自制安装小机具运输。以一处普通五级高边坡为例，每级边坡高8m，四级边坡坡率均为1：1，平台宽度为2m，先要将材料运至三级顶平台，根据现场统计及施工定额，人工挑抬土、砂、石屑的价格为30.2元/m3；人工挑抬砂砾、碎（砾）石、碎（砾）石土的价格为31.8元/m3；人工挑抬片石、大卵石的价格为39.8元/m3；人工挑抬块石的价格为54元/m3；人工挑抬水泥、矿粉的价格为23.8元/t。人工挑抬钢材的价格为31.8元/t；

而采用自制小机具运输土、砂、石屑、砂砾、碎（砾）石、碎（砾）石土、片石、大卵石、块石、水泥、矿粉，成本为3.7～5.1元/m3；俩者相比较，仅从经济效益方面，自制小机具运输与人工挑抬相比创效大约26元/m3。

而采用自制小机具运输钢筋，成本为2.6～3.6元/t，；俩者相比较，仅从经济效益方面，自制小机具运输与人工挑抬相比创效大约27.8元/m3。

通过对比，自制高边坡运输小机具从经济效益上看，效果良好。

4 结语

高边坡防护施工，安全尤为重要，如何确保施工安全是组织施工的重中之重。自制高边坡运输小型机具的投入使用，大大降低了安全压力，提高了工作效率，降低了施工成本，使得施工安全、总体效果理想。

参考文献

[1] 刘传阳.自制铁路营业线声屏障安装小机具[J].

[2] JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].