一种全自动数控滑模机路基边沟施工方法与流程

本发明涉及边沟施工技术领域，特别涉及一种全自动数控滑模机路基边沟施工方法。

背景技术：

边沟是为汇集和排除路面、路肩及边坡的降水，在公路两侧设置的纵向水沟，是公路路界地表排水设施的组成部分，是坡面排水的设施之一，是公路排水系统不可缺少的一部分。边沟是连接路基边坡与路外侧部分的枢纽，充当沟通的“桥梁”，在多方面都起到了极为重要的作用。首先，边沟排出了来自路面、坡面的降水，起到了维持路基稳定性的作用，这是至关重要的。其次，边沟的存在使路基、路侧的衔接更加完善，而且美观的边沟还能大大增加公路的景观效果，起着丰富地形的作用。

边沟的种类的非常多样的，包括弧形边沟、梯形边沟、矩形边沟、土质边沟和草皮边沟等，其中弧形边沟又可按形状分为u形边沟等。

传统的边沟施工是大多采用滑模机进行的，使用卷扬机通过钢丝绳牵引行走，使用柴油机提供动力，使用插入式振捣器进行振捣，人工进行切缝与方向控制；随着技术的更新，出现很多新型的滑模机和边沟施工辅助设备，比如通过行走轮和人工安放的轨道实现方向控制与行走来替代完全的由人工控制切缝和方向，又如通过数控系统控制内置式发电机、导向系统实现全自动行走，通过数控切刀实现自动切缝，这样可以实现长距离的连续浇筑。

传统的边沟施工方法加入了大量人工作业的施工方法，已经不能满足现代施工作业的要求，传统的边沟施工方法自动化程度较低，切缝和行走方向均由人工控制，无法实现长距离的连续浇筑，由于人工控制方向，这样一次性制作出来的混凝土层往往质量无法达到标准，需要滑模机多次加工或者人工再次加工，同时需要在边沟上设置辅助导向设备，如行走轮和轨道的设置流程，这也就造成了施工方法步骤繁杂，对应的施工过程效率低下，在该施工方法指导下，边沟的线型、尺寸、外观、切缝的控制均不稳定，基于这种滑模机的施工方法，施工效率较低，质量无法较高的保证。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中基于人工导向的滑模机边沟施工方法作业步骤复杂，提供一种基于自动控制方向行走、可实现长距离连续浇筑的全自动数控滑模机路基边沟施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种全自动数控滑模机路基边沟施工方法，包括用于边沟施工的全自动数控滑模机，所述全自动滑模机包括外侧模板和混凝土浇筑模块，工作时所述外侧模板表面与所述边沟的沟槽表面相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔，所述混凝土浇筑模块用于将混凝土推入所述空腔并挤压形成混凝土层，所述全自动滑模机还包括行走模块和导向模块，所述行走模块用于驱使所述全自动滑模机在所述沟槽内进行行走，所述导向模块用于引导所述全自动滑模机沿所述沟槽的走向行走，同时开启所述混凝土浇筑模块、行走模块和导向模块即可在行走的过程中完成混凝土层的定型，所述全自动数控滑模机路基边沟施工方法包括如下步骤：

s101、施工准备，对施工场地进行整平和压实，使所述施工场地的施工面具有能够承载混凝土的承载力和稳定性，同时完成调整施工场地的底面标高；

s201、边沟开挖，根据边沟的设计形状和设计尺寸对所述施工场地进行开挖，在所述施工场地上形成一个大于所述边沟的沟槽，所述沟槽用于设置所述混凝土层，所述边沟由所述沟槽和混凝土层组成；

s301、边沟现浇成型，将所述全自动数控滑模机设置在所述沟槽中，其中所述外侧模板表面与所述沟槽表面相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔，开启所述行走模块和混凝土浇筑模块，驱使所述全自动滑模机在所述沟槽内进行行走，通过所述导向模块进行工作时所述全自动滑模机的自动转向，通过所述混凝土浇筑模块进行混凝土浇筑，即将所述混凝土推入所述空腔内并振捣，在所述全自动数控滑模机行走过程中通过所述外侧模板对混凝土进行滑模定型，最终形成所述混凝土层；

s401、二次抹面及校核，对所述混凝土层的进行二次抹面和压光，并对边沟的线型进行拉线校核，使所述边沟的外观尺寸和压光满足设计尺寸和压光要求。

本发明通过设置用于边沟施工的全自动数控滑模机，所述全自动滑模机包括外侧模板和混凝土浇筑模块，工作时所述外侧模板表面与所述边沟的沟槽表面相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔，通过所述混凝土浇筑模块将混凝土推入所述空腔并挤压形成混凝土层，所述全自动滑模机还包括行走模块和导向模块，通过所述行走模块和导向模块时所述全自动滑模机沿所述沟槽的走向行走，行走的过程中即边浇筑混凝土边用所述外侧模板进行滑模定型，完成混凝土层的定型，所涉及的施工方法包括了四个主要步骤，分别为施工准备、边沟开挖、边沟现浇成型和二次抹面及校核，本发明设置了一种基于自动滑模机的边沟施工方法，这种新的边沟施工方法结合了自动行走和自动导向的功能，在所述全自动数控滑模机进行行走时，通过所述混凝土浇筑模块动作，以及移动的所述外侧模板与混凝土接触，即可完成所述混凝土层的定型，减少了传统的由于人工导向导致的混凝土层制造效率低的问题，减少了人工导向对应产生的可能需要多次浇筑补型或者人工多次补型的问题，减少了辅助人工导向设备的安装流程，提高了作业速度和质量，解决了没有一种适用于自动控制方向自动行走的全自动数控滑模机路基边沟施工方法的问题，提高了作业效率。

优选的，所述全自动数控滑模机路基边沟施工方法在实施所述s101施工准备之后以及实施所述s201边沟开挖之前，实施以下步骤：

s102、测量放样，根据边沟的设计位置测量放样出中心线，所述中心线包括直线段和曲线段，所述直线段的中心线设置方式为每隔8000到12000mm设置一个放样点，通过白灰直线连接所述放样点确定直线段；所述曲线段的中心线设置方式为每隔4000到8000mm设置一个放样点，平滑连接所述放样点确定曲线段。

优选的，每个所述放样点上均设置有定位桩，所述s201中还包括测量复核，通过所述定位桩进行测量复核，所述测量复核即开挖后，通过白灰重新连接各个所述定位桩形成所述中心线，校准每一段的所述沟槽都以所述中心线为中心，在出现所述中心线偏移时，对所述中心线偏移部分对应的所述沟槽进行修整，修整即将偏移部分沟槽进行土体移除或填充。

优选的，所述混凝土浇筑模块包括推进器和振捣器，所述推进器用于将所述全自动数控滑模机上的混凝土推入所述外侧模板表面与所述边沟的沟槽表面之间空腔内，所述振捣器用于振捣所述空腔内的所述混凝土，所述s301中的所述混凝土浇筑即通过所述推进器将混凝土推入所述空腔内，通过所述振捣器将所述混凝土进行振捣挤压。

优选的，所述全自动数控滑模机还包括自动切缝模块和数控系统，所述数控系统能够分别控制所述混凝土浇筑模块进行混凝土浇筑、所述行走模块沿所述沟槽进行行走、以及所述自动切缝模块进行切缝，所述自动切缝模块包括切刀，所述边沟还包括边沟凹槽，通过所述数控系统控制所述切刀，所述切刀能够在所述边沟的混凝土层上加工出若干个所述边沟凹槽，所述边沟凹槽的形状与所述边沟的形状相同，所述全自动数控滑模机路基边沟施工方法在实施所述s301边沟现浇成型之后，以及实施所述s401二次抹面及校核之前，实施以下步骤：

s302、边沟自动切缝，通过所述自动切缝模块在所述混凝土层上加工出多个与所述边沟形状相同的所述边沟凹槽，相邻的两个所述边沟凹槽等距离设置。

优选的，相邻的两个所述边沟凹槽距离为12000到18000mm，所述边沟凹槽槽宽为10到30mm，槽深为30到50mm。

优选的，所述全自动数控滑模机路基边沟施工方法在实施s302边沟自动切缝之后，以及实施所述s401二次抹面及校核之前，实施以下步骤：

s303、边沟自动导向，在所述边沟的沟槽走向发生变化时，通过所述导向模块能够引导所述全自动数控滑模机沿所述沟槽的走向进行运动。

优选的，所述边沟为u型边沟。

优选的，所述边沟为梯型边沟。

优选的，所述边沟为矩型边沟。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过设置用于边沟施工的全自动数控滑模机，所述全自动滑模机包括外侧模板和混凝土浇筑模块，工作时所述外侧模板表面与所述边沟的沟槽表面相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔，通过所述混凝土浇筑模块将混凝土推入所述空腔并挤压形成混凝土层，所述全自动滑模机还包括行走模块和导向模块，通过所述行走模块和导向模块时所述全自动滑模机沿所述沟槽的走向行走，行走的过程中即边浇筑混凝土边用所述外侧模板进行滑模定型，完成混凝土层的定型，所涉及的施工方法包括了四个主要步骤，分别为施工准备、边沟开挖、边沟现浇成型和二次抹面及校核，本发明设置了一种基于自动滑模机的边沟施工方法，这种新的边沟施工方法结合了自动行走和自动导向的功能，在所述全自动数控滑模机进行行走时，通过所述混凝土浇筑模块动作，以及移动的所述外侧模板与混凝土接触，即可完成所述混凝土层的定型，减少了传统的由于人工导向导致的混凝土层制造效率低的问题，减少了人工导向对应产生的可能需要多次浇筑补型或者人工多次补型的问题，减少了辅助人工导向设备的安装流程，提高了作业速度和质量，解决了没有一种适用于自动控制方向自动行走的全自动数控滑模机路基边沟施工方法的问题，提高了作业效率。

附图说明：

图1为全自动数控滑模机路基边沟施工方法的工作流程图；

图2为全自动数控滑模机和u型边沟的结构配合图；

图3为边沟凹槽与u型边沟的结构关系图；

图4为u型边沟的结构图；

图5为梯型边沟的结构图；

图6为矩型边沟的结构图。

图中标记：1-全自动数控滑模机，2-沟槽表面，3-外侧模板表面，4-空腔，5-边沟，6-边沟凹槽，7-振捣器，10-施工准备，20-边沟开挖，30-边沟现浇成型，40-二次抹面及校核，50-测量放样，60-测量复核，70-边沟自动切缝，80-边沟自动导向。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

具体的实施例如下，如图1所示，一种全自动数控滑模机路基边沟施工方法，包括用于边沟5施工的全自动数控滑模机1，所述全自动数控滑模机1包括外侧模板和混凝土浇筑模块，工作时所述外侧模板表面3与所述边沟5的沟槽表面2相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔4，所述混凝土浇筑模块用于将混凝土推入所述空腔4并挤压形成混凝土层，所述全自动数控滑模机1还包括行走模块和导向模块，所述行走模块用于驱使所述全自动数控滑模机1在所述沟槽内进行行走，所述导向模块用于引导所述全自动数控滑模机1沿所述沟槽的走向行走，同时开启所述混凝土浇筑模块、行走模块和导向模块即可在行走的过程中完成混凝土层的定型，所述全自动数控滑模机路基边沟施工方法包括如下步骤：

s101、施工准备10，对施工场地进行整平和压实，使所述施工场地的施工面具有能够承载混凝土的承载力和稳定性，同时完成调整施工场地的底面标高；

s102、测量放样50，根据边沟5的设计位置测量放样50出中心线，所述中心线包括直线段和曲线段，所述直线段的中心线设置方式为每隔8000到12000mm设置一个放样点，通过白灰直线连接所述放样点确定直线段；所述曲线段的中心线设置方式为每隔4000到8000mm设置一个放样点，平滑连接所述放样点确定曲线段；

s201、边沟开挖20，根据边沟5的设计形状和设计尺寸对所述施工场地进行开挖，在所述施工场地上形成一个大于所述边沟5的沟槽，所述沟槽用于设置所述混凝土层，所述边沟5由所述沟槽和混凝土层组成；

s301、边沟现浇成型30，将所述全自动数控滑模机1设置在所述沟槽中，其中所述外侧模板表面3与所述沟槽表面2相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔4，开启所述行走模块和混凝土浇筑模块，驱使所述全自动数控滑模机1在所述沟槽内进行行走，通过所述导向模块进行工作时所述全自动数控滑模机1的自动转向，通过所述混凝土浇筑模块进行混凝土浇筑，即将所述混凝土推入所述空腔4内并振捣，在所述全自动数控滑模机1行走过程中通过所述外侧模板对混凝土进行滑模定型，最终形成所述混凝土层；

s302、边沟自动切缝70，通过所述自动切缝模块在所述混凝土层上加工出多个与所述边沟5形状相同的所述边沟凹槽6，相邻的两个所述边沟凹槽6等距离设置，相邻的两个所述边沟凹槽6距离为12000到18000mm，所述边沟凹槽6槽宽为10到30mm，槽深为30到50mm。

s303、边沟自动导向80，在所述边沟5的沟槽走向发生变化时，通过所述导向模块能够引导所述全自动数控滑模机1沿所述沟槽的走向进行运动。

s401、二次抹面及校核40，对所述混凝土层的进行二次抹面和压光，并对边沟5的线型进行拉线校核，使所述边沟5的外观尺寸和压光满足设计尺寸和压光要求。

其中，自动控制部分由数控系统实现：通过数控箱内的交流接触器、电磁阀、时间计时器等组成的电路系统，实现对滑模机的自动控制。

其中，每个所述放样点上均设置有定位桩，所述s201中还包括测量复核60，通过所述定位桩进行测量复核60，所述测量复核60即开挖后，通过白灰重新连接各个所述定位桩形成所述中心线，校准每一段的所述沟槽都以所述中心线为中心，在出现所述中心线偏移时，对所述中心线偏移部分对应的所述沟槽进行修整，修整即将偏移部分沟槽进行土体移除或填充。

全自动数控滑模机1还包括料斗，全自动数控滑模机路基边沟施工方法还包括混凝土拌和，通过在边沟5附近预先拌和好混凝土，在全自动数控滑模机1工作前，将拌和好的混凝土装入全自动数控滑模机1中的料斗中；全自动数控滑模机路基边沟施工方法还包括混凝土养护，混凝土层初凝后，对混凝土层洒水并覆盖塑料薄膜进行养护，养护期保持混凝土层表面经常湿润，养护时间为7d。

混凝土浇筑模块包括推进器和振捣器7，所述推进器用于将所述全自动数控滑模机1上的混凝土推入所述外侧模板表面3与所述边沟5的沟槽表面2之间空腔4内，所述振捣器7用于振捣所述空腔4内的所述混凝土，所述s301中的所述混凝土浇筑即通过所述推进器将混凝土推入所述空腔4内，通过所述振捣器7将所述混凝土进行振捣挤压。

其中所述振捣器7为附着式振捣器。

推进器包括液压顶，在进行边沟5混凝土浇筑时，启动数控系统，通过数控系统控制液压顶反推地面实现了全自动数控滑模机1的行走，即边沟自动行走。

其中全自动数控滑模机1中的混凝土浇筑模块、行走模块、导向模块和自动切缝模块为现有技术，所述行走模块可以使全自动数控滑模机1在边沟5中进行前进的运动，所述导向模块可以引导全自动数控滑模机1沿边沟5沿中心线运动，所述中心线包括直线段和曲线段，需要运行所述自动切缝模块时，可以在所述数控系统中设置为每15000mm停止混凝土浇筑，在运行至15000mm时，混凝土浇筑模块停止动作，停止动作后所述自动切缝模块开始动作，通过数控系统控制切刀对混凝土层进行切缝，以u型边沟为例，控制切刀在混凝土层上切出形状为u型的凹槽6，其中凹槽6槽宽为20mm，凹槽6槽深为40mm，设置切缝的时间，切缝时间结束后继续进行混凝土浇筑，以此实现每浇筑15000mm就切一条混凝土缝的自动切缝功能。

如图2所示，全自动数控滑模机1和u型边沟5的结构配合图，工作时所述外侧模板表面3与所述边沟5的沟槽表面2相适配形成一个用于浇筑混凝土的空腔4，所述混凝土浇筑模块用于将混凝土推入所述空腔4并挤压形成混凝土层。

其中所述外侧模板与所述边沟5的沟槽表面2相适配。

如图3所示，边沟凹槽6和u型边沟5的结构关系图，全自动数控滑模机1还包括自动切缝模块和数控系统，所述数控系统能够分别控制所述混凝土浇筑模块进行混凝土浇筑、所述行走模块沿所述沟槽进行行走、以及所述自动切缝模块进行切缝，所述自动切缝模块包括切刀，所述边沟5还包括边沟凹槽6，通过所述数控系统控制所述切刀，所述切刀能够在所述边沟5的混凝土层上加工出若干个所述边沟凹槽6，所述边沟凹槽6的形状与所述边沟5的形状相同。

通过所述自动切缝模块可以在所述混凝土层上加工出多个与所述边沟5形状相同的所述边沟凹槽6，相邻的两个所述边沟凹槽6等距离设置，相邻的两个所述边沟凹槽6距离为12000到18000mm，所述边沟凹槽6槽宽为10到30mm，槽深为30到50mm。

优选相邻的两个所述边沟凹槽6距离为15000mm，所述边沟凹槽6槽宽为20mm，槽深为40mm；

如图4所示，所述边沟5可以是u型边沟。

如图5所示，所述边沟5可以是梯型边沟。

如图6所示，所述边沟5还可以是矩型边沟。