劉 潔

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況及地質條件

張峰水庫輸水管線金峰山段位于山西省晉城市沁水縣東端，山坡管線長330.13 m（TO+000～T0+330.13），均安裝DN 1600 PCCP管道，每節(jié)長6 m，重約10 t。山坡坡度32.16°，全線地質條件為：樁號TO+000～T0+259.87段穿過地層巖性為及砂巖、泥巖，基巖強風化帶厚度2～5 m。樁號T0+259.87～T0+330.13段地表地層巖性為低液限黏土，低液限黏土之下有厚0～5 m的卵石混合土層，覆蓋層厚度大于14 m，下伏基巖，表層9 m范圍內土層具濕陷性，為I級非自重濕陷場地。

2 施工條件

經現(xiàn)場技術人員實地考察，金峰山四周沒有任何可上山道路，且可見山上風化巖較多，山坡此起彼伏，處處存在塌落隱患，修筑臨時施工道路受限。

坡底向上游70.26 m段(T0+259.87～T0+330.13)地質主要為濕陷性黏土，此段利用反鏟挖掘機從上向下方式直接開挖，管道采用履帶吊吊裝，常規(guī)方法即可。施工困難是存在于從樁號T0+259.87繼續(xù)向上游至坡頂?shù)膸r石段。根據(jù)施工組織設計，此巖石段采用鉆孔爆破法開挖，但施工期間正值當?shù)匕踩拢瑤r石開挖嚴禁使用爆破器材，炸藥批復困難。

根據(jù)現(xiàn)場地形地質情況，在管溝一側可修筑成型的施工道路不足4m,但履帶吊地面行駛寬度要求4.5m，按原施工組織設計利用履帶吊吊裝管道無法實施。

3 解決方案

3.1 確定臨時施工道路

金峰山上巖石陡峭，四周原來就無任何上山道路，修筑施工道路受限，迫于施工，臨時道路只能順設計管線在其左、右側修筑，經現(xiàn)場地勢觀察，設計管線左側巖石面整體起伏較右側平緩，風化巖石較右側少，且在黏土段與巖石段交界處有一小平臺，修整后應可放置管材且可停放車輛，故決定在設計管線左側修筑臨時施工道路。

3.2 巖石開挖方案

為配合當?shù)卣踩ぷ鞯直仨毐ＷC工期，經現(xiàn)場研究，改變原設計爆破施工方案，采用反鏟挖掘機安裝液壓破碎錘進行巖石破碎。

液壓破碎錘的發(fā)展始于20世紀50年代，中國進入21世紀后隨著國內基本建設和建筑業(yè)的發(fā)展，挖掘機的市場增長后液壓破碎錘的技術使用才逐漸增多。液壓破碎錘作業(yè)是以液壓為動力，驅動活塞往復運動，活塞達中程時高速撞擊釬桿，由釬桿破碎巖石。使用時，拆掉反鏟挖掘機鏟斗后在原位安裝破碎錘，由專業(yè)人員安裝，并正確安裝液壓油管路系統(tǒng)。

開挖時由山頂向下游進行分層分段巖石破碎。施工時將液壓破碎錘的釬桿壓在巖石上，并保持一定壓力后再開動破碎錘，利用破碎錘的沖擊力，將巖石破碎。錘擊作業(yè)時，擊穿方向必須與鋼釬成一直線，如果錘擊方向傾斜，作業(yè)時鋼釬可能會滑脫，引起鋼釬及活塞斷裂或卡死。并且為了有效破碎，破碎錘還應使用適當?shù)膿舸┝?，如果擊穿力不足，活塞的錘擊能量將不能有效碎石，如果擊穿力過大并且進行破碎作業(yè)時，挖掘機可能會在碎石瞬間突然傾斜，尤其是斜坡上，更為危險。液壓破碎錘開挖至預留保護層面停止開挖，預留保護層利用手持風鉆開挖，人工剝離開挖至設計建基面。

3.3 管道運輸

運輸PCCP管道是此段施工遇到的最困難的問題。按原施工組織設計是利用現(xiàn)場履帶吊吊運PCCP管道。但因現(xiàn)場地形情況限制，修筑的臨時施工道路寬度無法滿足履帶吊正常行駛，原方案無法實施。原方案放棄后即考慮安裝龍門架起重設備進行吊運。龍門架及軌道設備重量很大，黏土段地基較軟，運行汽車易陷；巖石段巖面光滑巖隙又大，汽車輪胎打滑、卡輪，履帶吊又無法上行，加之坡度較陡，運輸困難。在這樣艱難的施工條件下工期又緊，施工方立即成立了臨時運輸專家組，由項目經理、總工、施工部長、機械工長、安裝工長及經驗豐富的機械工、安裝工組成。大家集思廣益，認真探討，綜合部署，最終決定利用現(xiàn)場現(xiàn)有的兩臺330履帶反鏟挖掘機進行管道吊運并入槽就位。具體方案如下：

3.3.1 修筑起吊、試吊平臺

管線左側黏土段與巖石段交界處有一小平臺，用挖機順地勢盡量拓展開挖，增大空間，形成存放上游管材及起吊、試吊管道的平臺。

3.3.2 起吊準備工作

起吊前，檢查挖掘機大臂和鏟斗是否良好，油氣路是否暢通，液壓傳動與應用制動器是否完好。另外，在兩臺挖機鏟斗背面各焊接一個15 t吊鉤，用30 mm厚鋼板滿焊，嚴禁用鏟斗斗齒直接吊運。同時準備2根15 t吊帶，檢查其完好無損。

3.3.3 試吊

因PCCP管材供貨數(shù)量有限，單根成本較大，如起吊損壞不僅耽誤工期、增加費用，且可能造成不必要的索賠。故施工方先將現(xiàn)場備用幾根湊合節(jié)焊接成10 t重的整根鋼管，采用已定方案進行試驗。

（1）平地試吊

在試驗鋼管兩端距離端口1.5 m處分別套上吊帶，兩臺挖機面對面各停置在兩端口一側，挖掘機大臂成45°角，副臂垂直于地面，鏟斗背部吊鉤勾住吊環(huán)。指定機械工長專人指揮，指揮人員一手拿紅色旗，一手拿黃色旗，分別控制兩臺挖機的行駛速度。在專人指揮下，兩臺挖機操作人員同步平穩(wěn)起吊鋼管，離地面20～30 cm處停止起吊，再設定同樣行走速度后，沿指定行進路線一臺挖機前進行駛，另一臺挖機倒后行駛。行駛中指揮人員可參照吊帶與管身垂直度調節(jié)挖機行進速度。平臺原地起吊平地吊運試驗基本成功，之后進行斜坡吊運試驗。

（2）斜坡試吊

在巖石段坡底處，兩臺挖機吊運管道準備就緒，聽從指揮緩慢上坡，管道承口始終順水流方向。斜坡管道運輸沒有想象的那么順利，坡道上大部分路段巖面光滑，挖機行駛中履帶打滑無法順暢行駛，走走停停，停頓時人工及時鏟土填平道路，鋪一段走一段，挖機行走后，巖石表面土體無法存在，向山下滑落，再行經此段時需重新填鋪。兩臺挖機行走速度很慢，但最終順利運輸?shù)轿唬渲泻侠碇笓]起到了關鍵作用。

3.3.4 斜坡運輸

斜坡上PCCP管道自下而上逐節(jié)安裝，從坡底向上游前五節(jié)PCCP管仍可利用履帶吊吊裝，第六節(jié)開始利用挖機吊運，按照斜坡試吊方法，總結經驗，緩慢吊運管道，雖然速度很慢，但在大家團結協(xié)作中，最終順利完成了挖機運輸工作。

3.3.5管道入槽

挖機吊運管道到位后，兩臺挖機停止行進，調整距離，平穩(wěn)管道。聽專人指揮，兩臺挖機同步緩慢向管道兩端口相對移動，同時大臂、履帶向管槽方向旋轉，邊移動邊轉向，直到兩臺挖機慢慢靠攏且履帶、大臂垂直于管槽，使PCCP管道懸于管溝安裝位置之上。在轉向過程中PCCP管道承口始終平行于水流方向。定位后，兩臺挖機同步下放PCCP管道，溝內人工配合進行管道對中銜接。

4 結束語

本坡段施工因地質、地形及外界因素影響，造成了特殊的施工條件，常規(guī)施工方法無法滿足。在特定的環(huán)境下，利用了挖機的拓展功能，有效完成了施工任務，保證了工期，避免了索賠，增強了團隊合作意識，激發(fā)了團隊創(chuàng)造力。