小型挖掘机 R319 在铁路涵洞建设中的特殊作业:涵洞顶部回填土分层摊铺与轻型压实
小型挖掘机 R319 在铁路涵洞建设中的特殊作业:涵洞顶部回填土分层摊铺与轻型压实
铁路涵洞顶部回填土施工是保障涵洞结构安全与铁路线路稳定性的关键环节,需严格遵循 “分层摊铺、轻型压实” 原则,避免重型设备直接碾压导致涵洞结构变形。小型挖掘机 R319 凭借灵活的操控性能与适配的作业装置,成为该环节的核心装备,既能精准控制回填土摊铺厚度,又能通过轻型压实确保土壤密实度,完美平衡施工效率与结构安全。本文详细阐述其在涵洞顶部回填土施工中的作业流程与技术要点。
一、作业前置:回填施工场景专属准备
涵洞顶部回填土施工对土壤性质、摊铺精度、压实力度均有严苛要求,作业前需从现场勘测、方案设计、设备调试三方面做好准备,为 R319 高效作业奠定基础。
(一)现场勘测与参数确认
- 回填范围界定:联合工程技术人员,根据设计图纸用全站仪标记涵洞顶部回填区域的边界线 —— 横向宽度为涵洞结构宽度加两侧各 1.5-2m(形成过渡段),纵向长度按涵洞节段划分(通常每 10-15m 为一个作业段)。同时测量回填起始标高与设计顶面标高,计算总回填厚度(一般 1.2-2.5m),确定分层数量(按每层 0.2-0.3m 计算,通常 5-8 层)。
- 土壤特性检测:对回填土料(优先选用素土、砂类土或改良土)进行取样检测,测定其最佳含水率(通常 12%-18%)、最大干密度等参数,作为压实度控制依据。若土料含粒径>10cm 的石块或杂质,需提前用 R319 的铲斗筛选剔除,避免大块硬物损伤涵洞结构。
- 作业路径规划:在回填区域外侧规划 R319 的行驶路线,设置 “进出场通道” 与 “作业循环路线”,确保设备在摊铺、压实过程中不直接碾压已完成的回填层。路线宽度不小于 3m,路面需平整坚实,对软土地段铺设钢板(厚度 15mm)增强承载力。
(二)设备适配与安全调试
- 作业装置选配:摊铺作业选用 R319 的宽幅平地铲(宽度 1.2-1.5m),确保摊铺平整度;压实作业配备液压振动夯(激振力 15-20kN),满足轻型压实需求;土料转运选用标准铲斗(斗容 0.2-0.3m³),避免超载运输。
- 系统参数校准:启动设备后,将液压系统压力调至额定值的 60%-70%,测试平地铲的升降、倾斜功能,确保摊铺厚度调节精度达 ±1cm;调试振动夯的频率(2000-2500 次 / 分钟)与振幅(3-5mm),通过试压实确定最佳参数组合。
- 安全防护检查:安装 “限高装置”,确保 R319 作业时动臂最高点距铁路接触网(若有)不小于 2m;检查铲斗与振动夯的连接销轴,涂抹润滑脂并确认锁止可靠;在机身粘贴反光条,配备倒车影像与声光报警装置,确保作业区域安全警示。
二、回填土分层摊铺:精准控制保障均匀性
涵洞顶部回填土的摊铺质量直接影响压实效果,需通过 “分层定量、精准布料、平整摊铺” 三步作业,确保每层土料厚度均匀、表面平整,为后续压实创造条件。
(一)土料转运与定量布料
- 土料短途转运:R319 从堆料场装载土料(每次装载量不超过斗容的 80%),沿规划路线行驶至回填区域边缘,在距已摊铺层边缘 30cm 处停车卸料。卸料时铲斗缓慢下放,距地面 20cm 时翻转斗杆,使土料呈 “扇形” 均匀散落,避免集中堆料导致摊铺困难。
- 分层定量控制:根据每层摊铺厚度(0.2-0.3m)与作业段面积,计算单层土料用量(如 10m 长作业段、5m 宽摊铺面、0.2m 厚度,需 10m³ 土料)。R319 通过控制转运趟数实现定量布料,每完成 3-5 趟转运后,用平地铲粗略摊平,检查土料是否充足,避免因缺料导致二次补填。
- 边缘布料处理:对靠近涵洞翼墙、线路边坡的边缘区域(宽度 50cm),R319 改用 “小批量多次卸料” 方式,每次卸料量减少至斗容的 30%,由人工配合铲斗将土料推至边缘,防止土料滚落造成浪费或安全隐患。
(二)精准摊铺与平整作业
- 初步摊铺:R319 操作平地铲降至距下层土面预设高度(即摊铺厚度),沿作业段纵向匀速行驶(速度 3-5km/h),将散落的土料推平。行驶过程中保持铲斗边缘与地面平行,相邻摊铺带重叠 10-15cm,避免漏铺形成高低差。
- 精细平整:初步摊铺后,R319 沿横向方向进行二次平整,调整平地铲倾斜角度(2°-3°),将高处土料推至低洼处。对局部凸起(高度>5cm),用铲斗尖端轻轻刮平;对凹陷区域,从周边取土填补后再平整,确保摊铺表面平整度误差≤3cm。
- 厚度检测与调整:每摊铺 5m 长度,用钢卷尺随机测量 3 个点位的厚度(从下层顶面至当前摊铺面),若偏差超过 ±2cm,立即调整平地铲高度进行补摊或刮除。检测合格后,在作业段边缘插入标杆标记该层顶面标高,作为下一层摊铺基准。
三、轻型压实作业:科学管控确保密实度
涵洞顶部回填土压实需在 “保护结构” 与 “达到密实” 之间找到平衡,R319 通过液压振动夯与铲斗配合,实现分层轻型压实,确保压实度达标(通常≥90%)且不对涵洞造成过载损伤。
(一)压实顺序与工艺控制
- 压实路径规划:采用 “先边缘后中间、先慢后快” 的压实顺序 ——R319 先沿回填区域边缘(距涵洞结构 50cm 处)进行压实,再逐步向中心推进;振动夯启动时先以低频率(2000 次 / 分钟)作业,待土料初步密实后切换至中频率(2200 次 / 分钟),避免高频振动冲击涵洞结构。
- 分层压实控制:
- 第一层(距涵洞顶板 0-30cm):采用 “静压 + 弱振” 模式,振动夯仅开启 30% 振幅,压实 3-4 遍,重点保护涵洞顶板不受过大冲击力;
- 第二层至第五层(30-150cm):采用 “全振” 模式,振幅 50%-70%,压实 4-5 遍,确保土料密实;
- 顶层(>150cm):采用 “弱振 + 静压” 模式,最后一遍关闭振动仅用夯板静压,避免表面起砂。
- 搭接宽度控制:相邻压实带搭接宽度≥10cm,振动夯每次移动距离等于夯板宽度的 80%(约 40cm),确保无压实盲区。R319 操作人员通过驾驶室标记线与地面标杆对齐,保证移动距离均匀一致。
(二)特殊区域压实处理
- 边角压实:对振动夯无法到达的边角区域(如涵洞与翼墙衔接处、距边坡 20cm 内),R319 改用铲斗背面进行压实。调整铲斗角度使其与地面垂直,缓慢下放至土面,通过动臂施加压力(约 5-8kN),停留 3-5 秒后抬起,每个点位重复压实 2-3 次,确保边角密实度不低于主体区域。
- 管线周边压实:若回填层内包含排水管线(如涵洞顶部的截水沟),R319 在管线两侧 30cm 范围内采用 “人工配合小型夯实机” 压实,振动夯仅在距管线 50cm 外作业,避免振动导致管线接口松动。
- 压实度检测辅助:配合试验人员进行压实度检测,用 R319 的铲斗清理检测点表面浮土,辅助放置环刀取样器;对检测不合格区域(压实度<90%),标记后用振动夯补压 2-3 遍,再次检测直至合格。
四、特殊场景作业要点与质量管控
涵洞顶部回填土施工常面临复杂工况(如临近既有线、雨季施工),需针对性制定操作规范,确保 R319 作业质量与安全。
(一)特殊工况作业规范
- 临近既有线施工(距离≤5m):R319 需设置 “限界警示装置”,确保机身任何部位不侵入铁路建筑限界(距线路中心≥2.44m);摊铺与压实施工时,安排专人旁站监护,每作业 30 分钟检查一次设备与线路的安全距离;禁止在列车通过时段(距来车≤500m)进行振动作业,避免影响行车安全。
- 雨季施工防护:雨后复工前,用 R319 的铲斗清除回填层表面的积水与淤泥,检测土料含水率 —— 若含水率超过最佳值 5% 以上,需摊铺晾晒(厚度≤10cm)或掺入干土调节;压实过程中,在作业段两侧开挖临时排水沟(宽 15cm、深 10cm),防止雨水渗入已压实层。
- 冻土期施工:当环境温度低于 0℃时,禁止使用冻土回填;对已摊铺未压实的土层,若夜间结冰,次日需用 R319 的铲斗将冻块破碎(粒径≤5cm)并掺入 3%-5% 的石灰改良,确保压实效果。
(二)质量与安全管控核心措施
- 分层验收制度:每完成一层摊铺与压实后,由监理人员进行验收,检查摊铺厚度(偏差 ±2cm)、平整度(≤3cm)、压实度(≥90%)三项指标,验收合格后方可进行下一层施工,R319 操作人员需在验收记录上签字确认。
- 设备负载监控:R319 作业时严禁超载(铲斗装载量≤斗容 80%),振动夯工作时间连续不超过 15 分钟(避免液压系统过热);定期检查轮胎或履带的接地压力,确保对下层土料的附加压力≤50kPa(保护涵洞结构)。
- 应急处置预案:针对 “振动导致涵洞异响”“压实度持续不达标”“设备陷车” 等情况制定预案:
- 若压实中听到涵洞结构异响,立即停止振动,检查涵洞顶部沉降(用水平仪测量),确认无异常后方可继续作业;
- 若某区域压实度多次检测不达标,改用 “晾晒 + 补压” 方案,R319 配合翻松土料并晾晒至最佳含水率,再增加 2-3 遍压实;
- 若设备陷入软土层,立即用铲斗支撑地面缓慢退出,禁止强行拖拽,必要时铺设钢板扩大受力面积。
五、R319 在回填施工中的核心价值
对比传统人工与大型压实设备,R319 在涵洞顶部回填土分层摊铺与轻型压实作业中展现出不可替代的优势:
- 精度控制优势:摊铺厚度偏差≤2cm,平整度误差≤3cm,远高于人工摊铺的 8cm 偏差;压实度达标率≥95%,且能精准控制振动参数,避免对涵洞结构造成损伤,解决了 “压实不足” 与 “过度碾压” 的矛盾。
- 效率提升显著:单台班(8 小时)可完成 300-400㎡的分层摊铺与压实作业,是人工效率的 5-6 倍;配合 “摊铺 – 压实” 连续作业模式,大幅缩短回填工期,确保涵洞工程与线路施工进度匹配。
- 场景适应性强:在宽度仅 3m 的狭窄区域(如涵洞与既有线之间)可灵活作业,振动夯与铲斗的组合能覆盖 98% 以上的回填区域,边角压实质量显著优于大型压路机;对特殊土料(改良土、砂类土)的摊铺压实适应性强,无需频繁更换设备。
R319 小型挖掘机通过精准的分层摊铺控制、科学的轻型压实工艺与强大的场景适应能力,完美解决了铁路涵洞顶部回填土施工中 “精度要求高、结构保护严、作业空间窄” 的核心痛点,既保障了回填土的密实度与稳定性,又为涵洞结构安全提供了可靠保障,成为铁路工程回填作业的理想装备。