铁路路基坡面防护用混凝土预制板块采用流水线生产探索

卜文军

摘要：通过机械化流水线生产工艺改变目前铁路坡面防护混凝土预制板块生产现状，节约成本、提高功效、质量可控。

Abstract： Through the mechanized assembly line production process， the current production status of concrete prefabricated slabs for railway slope protection is changed， which saves cost， improves efficacy， and the quality is controllable.

关键词：预制块；流水线；生产

Key words： prefabricated block；assembly line；production

中图分类号：U213.1+5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）22-0091-02

0 引言

铁路施工路基坡面防护近年来已经较多采用拱形骨架护坡防护，骨架内铺设混凝土块板的方案，由于铁路线路普遍存在线路长路基防护量大的现状，混凝土预制板块的需求量十分巨大，仅拿笔者目前正参与施工的新疆格尔木至库尔勒新建铁路三标段来说，对300*300*80mm与300*400*80mm两种规格的混凝土预制板块需求总量就近800万块，新疆格尔木至库尔勒新建铁路全长700多公里，全线的混凝土预制块总需求量将是一个十分庞大的数字。2016年9月，笔者所在的企业获得了加工生产预制混凝土板块的任务，从而促使笔者萌生了能否采用机械化流水线生产的办法加工生产混凝土预制板块的想法，经过尝试摸索不断改进，混凝土预制板块生产线已经在格库铁路试运行生产了，也取得了一些成绩，但整条生产线设备仍然存在不少缺陷，以此文将我们在研发生产线的想法、思路与具体工艺发表出来，抛砖引玉大家共同探讨交流相关技术，促使铁路路基坡面防护混凝土预制板块流水线生产技术早日成熟。

1 混凝土预制板块生产现状及同类产品

铁路护坡混凝土预制板块目前生产所采用的方式主要为人工+震动平台的操作模式，人工使用铁锹往模具进行上料之后将模具端放至电动震动平台上经振捣后，再将模具端放至就近的空地处，附近区域摆满后，将震动平台推移至下一个空白地点重复以上工作，每块混凝土预制板块重量拿300*300*80mm的来说为18公斤，从工艺上来说：上料+上平台+下平台+脱模+码垛存放共需最少5次搬运，按每人每天完成400块计算，每人每天搬运的总重量为：18*400*5=36000公斤，属于纯强劳力工作。而目前社会上公路边的路缘石及步行花砖，建筑用的砌筑空心砖、多孔砖等与之类似的都基本采用机械化生产直接压制成型且技术相对十分成熟。

那么能否将这些成熟的技术与设备用于铁路预制板块生产呢？同样在格库铁路有兄弟施工单位尝试引进了全套压砖设备并用于生产，产品外观十分良好，但生产随后即被叫停，主要是其半干式拌和混凝土通过压制成型的工艺无法满足铁路使用技术要求，必须采用混凝土拌合站标准搅拌并经振捣密实的混凝土预制板块才是合格产品。

2 混凝土预制板块生产线研发的思路与目的

①机械化生产减少劳动力及劳动强度增加场地使用灵活性。电动螺旋混凝土上料设备免除人工使用铁锹往模具进行上料的劳动；叉车搬运不仅大大减少了工人的劳动强度，也促使混凝土预制块加工地点可以和混凝土养生码垛存放地点分离，更有效地利用场地资源。

②提高效率、节约成本。通过机械化生产代替人工，较大的节约了人工成本。就目前投入设备生产情况，经实际对照记录，人工生产：平均壮劳力每人每天生产约400-450块；机械化生产：平均每人每天生产600-650块，效率提高了44-50%左右。结合生产线电力、叉车、生产线维修换件等具体消耗，目前综合成本节约在10%左右。

③可标准规范生产、产品质量更有保证。当采用人工进行生产时，混凝土落地后人工铁锹上料，容易造成混凝土离析，当气温高混凝土较长时间堆放容易造成质量下降，同时由于人工上料无法对上料体积准确掌控，预制块存在厚度差异，这些都将影响混凝土预制块质量。采用机械化方式生产，混凝土能在生产过程中一直在储料设备进行搅拌且消耗速度更快，混凝土质量容易得到保障，另外，由于采用固定容量的分料装置从而确保了每一块预制块的体积是相同的，所加工预制块的外形尺寸得到保障。

④解决职工或女工上岗问题。由于采用机械化生产有效地减少了人工劳动强度，混凝土预制块生产不再是纯强劳动力所胜任的工作，部分劳动强度低、技术含量高的工作完全可以使用职工或女工进行操作，能在一定程度上解决部分职工或女工上岗问题。

3 混凝土预制板块生产线生产工艺及原理

3.1 混凝土预制板块生产线生产工艺流程

罐车运输混凝土至提料平台→提料平台提升混凝土至预制平台储料仓→预制平台浇筑混凝土入模→振捣平台进行充分振捣密实→经传送平台堆码到托盘上→由叉车将码垛好的预制块托盘转运至初凝脱模区→达到相应强度后进行脱模并转运至储存养护区→成品运输车辆进行运输。

3.2 生产原理

主要通过机械旋转自动上料，电机带动滚筒掏槽机械转动进行分料装满模具，装混凝土模具通过自动传输振捣平台完成混凝土振捣及传输至传送平台，人工码放装混凝土模具至托盘，由叉车运至初凝脱模区。

1.定量取料滚筒；2.定量取料电机支架；3.推送模具支架；4.固定料斗支架；5.设备支架；6.挡板支杆；7.模具限定架；8.料斗下料口；9.旋转电机；10.挡板；11.固定料斗；12.推模具横杆；13.模具行走尾轮；14.模具行走接近开关；15.滚筒旋转接近开关；16.模具行走电机；17.放模具底板.

4 混凝土预制板块生产线目前存在的缺陷及未来改进方向

①预制板块的组合式模具还没有研发制造成功，目前采用单盒式模具，造成震动平台出料后，无法采用自动落架叠跺装置，任然需要人工裝托盘和卸托盘，预制板块生产的脱模与码垛没有形成机械化生产，仍然停留在人工操作的水平。

②模具的喷涂脱模剂目前也未能形成自动化。

③整条生产线运行控制目前主要采用连锁、限位控制方案，不具备故障自动停机功能，工控系统还很不完善。

以上这些缺陷的改进就是我们未来努力的方向。

5 结束语

总之，铁路路基坡面防护混凝土预制板块的生产从纯人工操作向机械化流水线生产转变是不可逆转的趋势，我们正在努力地向前迈进，也希望此文能对有需要的人有所启发或帮助。

参考文献：

[1]李琨，张庭凯，郑英.混凝土预制板生产中存在的问题及对策[J].山东水利，2008.

[2]李钊，郑红，李业德.基于运行时间与资源消耗的流水线优化方法[J].仪器仪表学报，2014.

[3]程辉.设计流水线的建模、平衡及调度研究[D].上海交通大学，2012.