城市弃土再生建材施工专用设备研发设计及应用

图1 城市弃土再生建材施工专用设备结构图
1—土方破碎系统；2—输送进料系统；3—搅拌系统；4—牵引式行走系统；5—破碎输送行走系统。

1.工作原理
挖掘机挖掘出的泥土经过初步筛选，筛选掉泥土中所含的垃圾（如树枝、塑料布等）和大石块；然后将泥土倒入卧式双轴土方破碎装置中破碎，破碎后的泥土下落至破碎装置下方的皮带输送机上，然后输送进入立轴行星搅
YAN JIU
城市弃土再生建材施工专用设备经过多次厂内试验后，性能相对稳定，基本具备生产现场施工的能力。

为了现场验证该设备的实际使用性能，寻找该设备的不足与改进方案，探索与城市弃土再生建材施工专用设备配套的相关施工工艺，设备于2019年7月在东莞市塘厦镇城市管网改造现场进行了52批次的流动化土回填施工试验，完成了四段共计43m的管网基槽的流动化土回填施工，回填质量优良，回填效率达到了设计要求。

1.试验过程
在第一代城市弃土再生建材施工专用设备正式进行流动化土回填试验前需进行一系列前期的施工准备。

首先是施工巷道的开挖与支护，取土的同时防止塌方；其次按相关要求完成管道及竖井的安装施工；最后是管道的固定。

在试验过程中，对于每个批次的流动化回填土都取样进行了坍落度的现场检测，同时每个批次都留样用于后期的承载能力测试。

由于本项目中采用的是橡胶管道，流动化回填土为流体并且基坑中渗水严重，在浇筑过程中出现了浮管的问题。

经现场讨论得出永久性填充物、箍体固定以及二次浇筑三种解决方案，处理后管道
本次现场试验整体效果较好，试验过程及结果达到了设计要求，得到了现场各方面的一致肯定。

通过现场试验发现城市弃土再生建材施工专用设备单批次的最大处理量为2.5立方；单批次所需时间约为5分钟，其中主要制约因素为进水速度，整机效率接近基本达到设计要求，后期通过改进进水方式可以明显提升生产效率。

经后期检测发现流动化土回填施工的CBR值为16.69%，大于设计要求的8%，满足承载要求。

四、总结与展望
根据流动化土回填施工的实际要求，设计出用于流动化土施工的城市弃土再生建材施工专用设备，该设备集土方破碎、流动化土制备和浇筑为一体，极大地减少了人工劳动强度，提高了流动化土施工效率，节约了施工成本，完成了相关设计目标，成功地解决了现场实际问题。

虽然城市弃土再生建材施工专用设备达到预期目标，但通过现场试验发现该设备依旧存在一些局限与不足。

首先，设备自身没有动力源，无法自行走，需要外部动力牵引；其次，水泥上料时的人工劳动强度较大，可进一步改进；再次，现场土中常常含有较多石块，而设备破碎能力有限，适应性较差；最后，第一代设备的智能化程度较低。

这些不足之处均为第二代城市弃土再生建材施工专用设备的研发提供了方向。

（作者单位：薛信恺、徐浩，中电建生态环境集团有限公司；霍同乾、杜君，中国电建集团武汉重工装备有限公司）
图2 城市弃土再生建材施工专用设备现场施工图
图3 施工前后对比图。