CN114808856B - 一种牵引式渠道成型机弯道施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牵引式渠道成型机弯道施工方法，该方法通过在牵引式渠道成型机前方设置自移动式锚定装置，在牵引式渠道成型机施工至靠近自移动式锚定装置时牵引式渠道成型机停机，自移动式锚定装置向前自移动，前移距离控制为使牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值，然后牵引式渠道成型机继续施工，如此反复，直至水渠弯道施工完成。该施工方法采用自移动式锚定装置配合牵引式渠道成型机进行水渠弯道施工快速作业，施工效率高，并且施工质量能够保证。

Description

一种牵引式渠道成型机弯道施工方法

技术领域

本发明涉及农田水利工程技术领域，尤其涉及一种牵引式渠道成型机弯道施工方法。

背景技术

水渠的建设施工在农田水利工程中非常常见。水渠施工通常包括渠槽基础土方开挖、浆砌石或者混凝土护面施工等流程。浆砌石施工一般采用人工砌筑方式进行施工，施工效率低，而且容易产生砌筑不密实等问题，如果砌筑不密实漏水浸润地基，会影响水渠的使用寿命。而混凝土护面能够防止水渠渗水，提高水渠使用寿命。现有技术中，水渠施工多采用渠道一次性成型机进行混凝土护面施工，使用该机械施工，速度快，效率高，施工质量好，建成后的混凝土渠道合理使用年限长，因此在我国高标准农田渠道施工中广泛应用该机械。

牵引式渠道成型机是一种常见的渠道成型机械。采用牵引式渠道成型机进行水渠渠槽混凝土护面施工时，需要在牵引式渠道成型机前方的水渠渠槽底面砸地锚，牵引式渠道成型机上设置有牵引器，牵引器上的牵引绳连接在地锚上，牵引式水渠成型机在牵引器、牵引绳及地锚的配合作用下向前移动，从而使混凝土护面的施工面不断向前推进。牵引式渠道成型机在水渠直线段施工时具有良好的施工效率，但是，如果水渠出现弯道时，则需要频繁地拔插地锚，而且，弯道曲率越大，相邻两次地锚砸设位置的间距越近，拔插地锚的频率也越大，操作麻烦，施工效率低。

因此如何利用牵引式渠道成型机进行水渠弯道段施工成为了水渠施工中一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适用于水渠弯道施工且施工效率高、施工质量能够保证的牵引式渠道成型机弯道施工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：包括，

S1，施工准备；

S2，测量放线；

S3，水渠渠槽基础开挖；

S4，锚定位置初始调整：牵引式渠道成型机进入水渠弯道段，在牵引式渠道成型机前方的弯道段内设置自移动式锚定装置，牵引式渠道成型机中牵引器上的牵引绳与自移动式锚定装置相连，调节牵引器使牵引绳处于张紧状态，调整自移动式锚定装置驻停位置，使牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值；

S5，弯道混凝土护面施工：牵引式渠道成型机通过牵引器收卷牵引绳向前移动以进行混凝土护面施工，当牵引式渠道成型机前移至自移动式锚定装置附近时，牵引式渠道成型机停止前进同时暂停混凝土护面施工，并判断牵引式渠道成型机是否仍处于弯道内，若是，执行S6，若否，执行S7；

S6，锚定位置前移：自移动式锚定装置移动使其驻停位置前移，前移距离控制为使牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值，并执行S5；

S7，水渠弯道段施工结束。

通过在牵引式渠道成型机前方设置自移动式锚定装置，施工过程中，通过自动式锚定装置自主调整驻停位置，避免了频繁拔插地锚的麻烦，提高了施工效率。更重要的是，自移动式锚定装置每次前移过程中，通过控制牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不超过设定值，能有效控制自移动式锚定装置的前移距离，防止牵引式渠道成型机前移施工过程中歪斜，并能防止牵引绳与水渠渠槽坡面接触而对坡面造成损坏，提高混凝土护面施工质量。

进一步的，所述牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值，具体判断过程为，

所述牵引式渠道成型机前端水平方向设置有位于牵引绳下方的量角器，所述量角器的90°刻度线指向牵引式渠道成型机的正前方，所述牵引绳由牵引式渠道成型机前端伸出的位置在水平方向上的投影与量角器的圆心重合，若牵引绳在水平方向上的投影与量角器90°刻度线间的夹角不大于设定值时，即判定牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值。

通过设置量角器，自移动式锚定装置前移过程中，可以随时观察牵引绳与量角器上90°刻度线间的夹角，避免自移动式锚定装置前移距离过大，影响施工质量。

进一步的，所述量角器外侧设置有在牵引绳与牵引式渠道成型机所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角大于设定值时牵引绳可与之接触以发出报警信号的报警器。

通过设置报警器，自移动式锚定装置前移过程中可以不用施工人员时刻盯着量角器，自移动式锚定装置的操作人员在进行驻停位置前移过程中，当收到报警信号时，立即停止前移，使得自移动式锚定装置调整驻停位置时操作更加方便，也有利于节约施工成本。

进一步的，所述牵引式渠道成型机前端在量角器下方设置有半径大于量角器的半圆形安装板，所述报警器固定在安装板上并由量角器的外缘向上伸出至量角器的上表面以上，以使报警器的触发点可与牵引绳相接触。采用这种方式，使报警器的安装非常方便。

进一步的，所述自移动式锚定装置包括一挖掘机，所述挖掘机包括主体、与主体相连的挖机臂以及设置在挖机臂自由端的挖斗，所述挖斗上设置有可供牵引绳与之相连的挂钩。通过将挖掘机作为自移动式锚定装置，在需要进行弯道混凝土护面施工时，可以将进行渠槽基础开挖的挖掘机随时调过来作为自移动式锚定装置，调动时间快，灵活性好，无需另行配备，有利于节约成本。

进一步的，所述挖斗具有与水渠渠槽断面相适配的呈上宽下窄设置的梯形截面形状，所述挂钩在挖斗上的设置高度与牵引绳由牵引式渠道成型机前端伸出的位置高度相当。通过将挖斗设置为与渠槽断面相适配的形状，一方面可以提高渠槽基础开挖的效率，减少理坡修坡，同时，在作为自移动式锚定装置进行弯道施工时，前移时不必在渠槽横截面方向调整驻停位置，节约调整时间，提高施工效率，同时挂钩的这种高度设置，能够使牵引绳基本保持在水平方向上，防止牵引式渠槽成型机前端被抬起，提高施工质量。

进一步的，所述S1包括如下步骤，

S11，根据水渠断面结构示意图的尺寸要求加工制作牵引式渠道成型机的机壳，在牵引式渠道成型机前端焊接量角器、安装板，量角器、安装板焊接在牵引绳下方，量角器焊接时保持量角器水平并使量角器的90°刻度线指向牵引式渠道成型机的正前方，在安装板上安装报警器；

S12，根据水渠断面结构示意图的尺寸要求加工焊接挖斗，并在挖斗上焊接挂钩，挂钩的高度与牵引式渠道成型机前端的牵引绳伸出位置的高度相当；

S13，对施工人员进行技术交底，交底内容包括施工工序、质量标准、弯道施工控制要点。

进一步的，所述S2包括如下步骤，

测量人员使用测量器具将弯道段待开挖渠槽两侧的坡顶线测量出来，并使用白石灰标记。

进一步的，所述S3包括如下步骤，

渠槽基础开挖操作人员根据测量放样线采用挖掘机进行土方开挖，开挖完成后进行渠槽测量校核，校核渠槽结构尺寸及高程是否符合设计要求，如果不满足则对渠槽进行修整，直至满足设计要求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将挖掘机等施工机械作为牵引式渠道成型机在进行弯道施工时的自移动式锚定装置，移动灵活方便，避免了重复拔插地锚的麻烦，大大提高了施工效率；同时，通过设置量角器等装置来判断牵引绳的牵引方向是否偏离了设定范围，如果偏离了设定范围，则及时调整自移动式锚定装置的驻停位置，以确保牵引方向不超出设定范围，使得牵引式渠道成型机时刻保持与对应弯道位置处的内边基本相切的状态，避免因牵引式渠道成型机歪斜而影响施工质量，同时也可以防止牵引绳与渠道坡面接触而对坡面造成损坏，避免重复修坡而造成成本的浪费。

附图说明

图1为本申请的施工方法流程图。

图2为采用本申请施工方法进行弯道施工的现场示意图。

图3为本申请中水渠渠槽断面示意图。

图4为本申请中的挖斗及挂钩结构示意图。

图5为图2中A处的放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示为本发明施工方法的流程图，如图所示，该种牵引式渠道成型机弯道施工方法包括如下步骤：

S1，施工准备；

S2，测量放线；

S3，水渠渠槽基础开挖；

S4，锚定位置初始调整：牵引式渠道成型机1进入水渠弯道段，在牵引式渠道成型机1前方的弯道段内设置自移动式锚定装置，牵引式渠道成型机1中牵引器上的牵引绳11与自移动式锚定装置相连，调节牵引器使牵引绳11处于张紧状态，调整自移动式锚定装置的驻停位置，使牵引绳11与牵引式渠道成型机1所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值；

S5，弯道混凝土护面施工：牵引式渠道成型机1通过牵引器收卷牵引绳11向前移动以进行混凝土护面施工，当牵引式渠道成型机1前移至自移动式锚定装置附近时，牵引式渠道成型机1停止前进同时暂停混凝土护面施工，并判断牵引式渠道成型机1是否仍处于弯道内，若是，执行S6，若否，执行S7；

S6，锚定位置前移：自移动式锚定装置移动使其驻停位置前移，前移距离控制为使牵引绳11与牵引式渠道成型机1所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值，并执行S5；

S7，水渠弯道段施工结束。

具体而言，上述牵引绳11由钢缆制成，牵引绳11与牵引式渠道成型机1位置处的弯道内边切线之间的夹角不大于设定值的具体判断过程为，

如图2和图5所示，在牵引式渠道成型机1前端水平方向设置有位于牵引绳11下方的量角器31，量角器31的90°刻度线指向牵引式渠道成型机1的正前方，牵引绳11由牵引式渠道成型机1前端伸出的位置在水平方向上的投影与量角器31的圆心重合，若牵引绳11在水平方向上的投影与量角器31上90°刻度线间的夹角不大于设定值时，即判定牵引绳11与牵引式渠道成型机1位置处的弯道内边切线之间的夹角不大于设定值。

如图2和图5所示，牵引式渠道成型机1位于弯道中，自移动式锚定装置位于牵引式渠道成型机1前方，在施工过程中，为了确保混凝土护面施工质量，牵引式渠道成型机1在渠道渠槽中应当尽量避免歪斜，也即需要确保牵引式渠道成型机1的侧边与弯道内边保持大致相切的状态，在此前提下，量角器31上90°刻度线可以近似于与弯道内边切线方向一致，因此，可以采用判断牵引绳11在水平方向上的投影与量角器31上的90°刻度线间的夹角来判断牵引绳11与弯道内边切线间的夹角是否大于设定值。

需要说明的是，牵引式渠道成型机1由牵引绳11提供牵引力向前移动，为了防止牵引式渠道成型机1在渠槽中歪斜，最理想的状态是牵引绳11为牵引式渠道成型机1提供一个朝向正前方的牵引力，但由于弯道曲率的存在，牵引绳11的牵引方向只能是尽量接近该正前方，在本实施例中体现为，牵引绳11在量角器31上的投影与量角器31上90°刻度线间的夹角越小越好。由于自移动式锚定装置前移过程中，牵引绳11在量角器31上的投影与量角器31上90°刻度线间夹角会逐渐增大，也即，自移动式锚定装置与牵引式渠道成型机1间的距离越小越好。

但是，如果自移动式锚定装置距离牵引式渠道成型机1太近，牵引式渠道成型机1前进很小一段距离后就要停机，然后对自移动式锚定装置的驻停位置进行调整，自移动式锚定装置驻停位置调整好后，牵引式渠道成型机1再继续进行混凝土护面施工，这样就需要频繁调整自移动式锚定装置的驻停位置，施工效率较低。因此，在施工过程中，为了提高施工效率，需要将自移动式锚定装置的驻停位置移动至离牵引式渠道成型机1足够远的位置。而鉴于混凝土护面施工的要求，自移动式锚定装置又不能距离牵引式渠道成型机1过远，因为移动过远后，即牵引绳11在量角器31上的投影与量角器31上90°刻度线夹角会过大，导致牵引绳11的牵引方向将过度偏离牵引式渠道成型机1的正前方向，一方面造成牵引式渠道成型机1歪斜，另一方面可能导致牵引绳11接触弯道段渠槽内坡坡面而对坡面造成损坏，影响施工质量。

因此，自移动式锚定装置在前移过程中以牵引绳11在量角器31上的投影与量角器31上90°刻度线间的夹角不超过设定值为准。实际施工过程中，这个夹角设定值通常设置为10°左右，当然这个夹角设定值可以根据弯道的曲率、渠槽断面尺寸、设计要求等因素综合考虑予以调整。

在本实施例中，量角器31外侧设置有以在牵引绳11与牵引式渠道成型机1所处位置处的弯道内边切线之间的夹角大于设定值时牵引绳11可与之接触发出报警信号的报警器33。也即，当调整自移动式锚定装置驻停位置时，如果自移动式锚定装置距离牵引式渠道成型机1过远时，牵引绳11在量角器31上的投影与90°刻度线间的夹角就会达到设定值，牵引绳11便会与报警器33接触发出报警信号，提示自移动式锚定装置操作人员停止前移自移动式锚定装置并进行相应调整，这样，在调整自移动式锚定装置驻停位置时，就不必设置专人观察牵引绳11与量角器31上90°刻度线间的夹角是否超过设定值，从而提高了施工自动化水平，节约成本。需要说明的是，接触式报警器33市场上有较多种类，属于现有技术，不在此对其进行详述。

作为一种具体实施方式，牵引式渠道成型机1前端在量角器31下方设置有半径大于量角器31的半圆形安装板32，报警器33固定在安装板32上并由量角器31的外缘向上伸出量角器31上表面以上以使报警器33的触发点可与牵引绳11相接触。报警器33可以采用螺钉、焊接等方式与安装板32固定相连，报警器的设置位置可参照图5所示。需要说明的时，量角器31可以直接焊接在牵引式渠道成型机1前端壳体上，也可以通过焊接、螺钉等方式固定在安装板32上。

在本实施例中，自移动式锚定装置包括一挖掘机2，挖掘机2包括主体21、与主体21相连的挖机臂22以及设置在挖机臂22自由端的挖斗23，挖斗23上设置有可供牵引绳11与之相连的挂钩24，可参照附图4所示。由于水渠渠槽基础开挖需要使用挖掘机2，当牵引式渠道成型机1施工至弯道段时，将进行基础开挖的挖掘机2暂作为自移动式锚定装置配合牵引式渠道成型机1进行弯道施工，弯道施工完成后，挖掘机2继续进行基础开挖，调动效率高，灵活性好。需要说明的时，弯道施工时，挖斗23是处于弯道渠槽中的，挖掘机2的主体21可以位于渠槽中也可以位于渠槽外面，当然，还可以根据现场情况采用推土机、铲车等工程机械作为自移动式锚定装置。

作为一种优选实施方式，上述挖斗23具有与水渠断面相适配的截面形状，比如，水渠渠槽断面为上宽下窄的梯形，挖斗23截面也设置为梯形结构，挂钩24设置高度与牵引式渠道成型机1上牵引绳伸出位置的的高度相当。挖斗23这样设置，一方面便于基础开挖时渠槽一次成型，另一方面，在进行弯道施工时，挖斗23前移过程中能够一定程度的进行坡面修正，同时，在调整自移动式锚定装置的驻停位置时，在渠槽横截面方向上可以不用调整，提高调整效率；挂钩24采用这种高度设置，能够使牵引绳11处于基本水平的状态，从而使得牵引式渠道成型机1前移时更加省力，节省能源消耗，同时也避免挂钩24高度过高时，将牵引式渠道成型机1前端抬起，影响施工质量。

在本实施例中，上述S1包括如下步骤，

S11，根据水渠断面结构示意图的尺寸要求加工制作牵引式渠道成型机1的机壳，在牵引式渠道成型机1前端焊接量角器31、安装板32，量角器31、安装板32焊接在牵引绳11下方，量角器31焊接时保持量角器31水平并使量角器31的90°刻度线指向牵引式渠道成型机1的正前方，然后在安装板32上安装报警器33；

S12，根据水渠断面结构示意图的尺寸要求加工焊接挖斗23，并在挖斗23上焊接挂钩24，挂钩24的设置高度与牵引式渠道成型机1前端的牵引绳11伸出位置的高度相当；

S13，对施工人员进行技术交底，包括施工工序、质量标准、弯道施工控制要点；

在本实施例中，上述S2包括如下步骤，

测量人员使用测量器具将弯道段待开挖渠槽两侧的坡顶线测量出来，并使用白石灰标记。

在本实施例中，上述S3包括如下步骤，

渠槽基础开挖操作人员根据测量放样线采用挖掘机2进行土方开挖，开挖完成后进行渠槽测量校核，校核渠槽结构尺寸及高程是否符合设计要求，如果不满足则对渠槽进行修整，直至满足设计要求。渠槽断面结构如图3所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：包括，

S1，施工准备；

S2，测量放线；

S3，水渠渠槽基础开挖；

S4，锚定位置初始调整：牵引式渠道成型机(1)进入水渠弯道段，在牵引式渠道成型机(1)前方的弯道段内设置自移动式锚定装置，牵引式渠道成型机(1)中牵引器上的牵引绳(11)与自移动式锚定装置相连，调节牵引器使牵引绳(11)处于张紧状态，调整自移动式锚定装置驻停位置，使牵引绳(11)与牵引式渠道成型机(1)所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值；

所述牵引绳(11)与牵引式渠道成型机(1)所处位置处的弯道内边切线之间的夹角不大于设定值，具体判断过程为，所述牵引式渠道成型机(1)前端水平方向设置有位于牵引绳(11)下方的量角器(31)，所述量角器(31)的90°刻度线指向牵引式渠道成型机(1)的正前方，所述牵引绳(11)由牵引式渠道成型机(1)前端伸出的位置在水平方向上的投影与量角器(31)的圆心重合，若牵引绳(11)在水平方向上的投影与量角器(31)上90°刻度线间的夹角不大于设定值时，即判定牵引绳(11)与牵引式渠道成型机(1)所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值；

所述量角器(31)外侧设置有以在牵引绳(11)与牵引式渠道成型机(1)所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角大于设定值时牵引绳(11)可与之接触发出报警信号的报警器(33)；

所述牵引式渠道成型机(1)前端在量角器(31)下方设置有半径大于量角器(31)的半圆形安装板(32)，所述报警器(33)固定在安装板(32)上并由量角器(31)的外缘向上伸出量角器(31)上表面以上以使报警器(33)的触发点可与牵引绳(11)相接触；

S5，弯道混凝土护面施工：牵引式渠道成型机(1)通过牵引器收卷牵引绳(11)向前移动以进行混凝土护面施工，当牵引式渠道成型机(1)前移至自移动式锚定装置附近时，牵引式渠道成型机(1)停止前进同时暂停混凝土护面施工，并判断牵引式渠道成型机(1)是否仍处于弯道内，若是，执行S6，若否，执行S7；

S6，锚定位置前移：自移动式锚定装置移动使其驻停位置前移，前移距离控制为使牵引绳(11)与牵引式渠道成型机(1)所处位置处的弯道的内边切线之间的夹角不大于设定值，并执行S5；

S7，水渠弯道段施工结束。

2.根据权利要求1所述的牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：

所述自移动式锚定装置包括一挖掘机(2)，所述挖掘机(2)包括主体(21)、与主体(21)相连的挖机臂(22)以及设置在挖机臂(22)自由端的挖斗(23)，所述挖斗(23)上设置有可供牵引绳(11)与之相连的挂钩(24)。

3.根据权利要求2所述的牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：

所述挖斗(23)具有与水渠渠槽断面相适配的呈上宽下窄设置的梯形截面形状，所述挂钩在挖斗(23)上的设置高度与牵引绳(11)由牵引式渠道成型机(1)前端伸出的位置高度相当。

4.根据权利要求3所述的牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：所述S1包括如下步骤，

S11，根据水渠断面结构示意图的尺寸要求加工制作牵引式渠道成型机(1)的机壳，在牵引式渠道成型机(1)前端焊接量角器(31)、安装板(32)，量角器(31)、安装板(32)焊接在牵引绳(11)下方，量角器(31)焊接时保持量角器(31)水平并使量角器(31)的90°刻度线指向牵引式渠道成型机(1)的正前方，在安装板(32)上安装报警器(33)；

S12，根据水渠断面结构示意图的尺寸要求加工焊接挖斗(23)，并在挖斗(23)上焊接挂钩(24)，挂钩(24)的高度与牵引式渠道成型机(1)前端的牵引绳(11)伸出位置的高度相当；

S13，对施工人员进行技术交底，交底内容包括施工工序、质量标准、弯道施工控制要点。

5.根据权利要求1所述的牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：所述S2包括如下步骤，

测量人员使用测量器具将弯道段待开挖渠槽两侧的坡顶线测量出来，并使用白石灰标记。

6.根据权利要求1所述的牵引式渠道成型机弯道施工方法，其特征在于：所述S3包括如下步骤，

渠槽基础开挖操作人员根据测量放样线采用挖掘机进行土方开挖，开挖完成后进行渠槽测量校核，校核渠槽结构尺寸及高程是否符合设计要求，如果不满足则对渠槽进行修整，直至满足设计要求。