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        機載刮坡器在黃河險工改建中的應(yīng)用

        2014-04-23 09:46:34王廣全趙啟光張思斌
        山東水利 2014年5期
        關(guān)鍵詞:險工挖掘機壩基

        王廣全 ,趙啟光 ,張思斌

        (1.山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟南 250014;2.濱州恒達黃河水利工程維修養(yǎng)護有限公司,山東 濱州 256618;3.東營利津黃河河務(wù)局,山東 利津 257400)

        黃河下游濱州、東營險工改建工程位于黃河兩岸,是濟南黃河標準化堤防工程向下游的延伸,該河段的過流斷面是黃河末端著名的窄、彎、險 “窄胡同”。該工程共6處險工段,壩垛144道,裹護長度7.23km。經(jīng)過多年運行,部分壩垛存在坦石蟄陷、坦坡不平順,根石斷面不足,土壩基被雨水淘刷,且尺寸、高程達不到規(guī)范要求等問題,需要對68道壩垛進行改建。

        設(shè)計采用新的工程質(zhì)量標準。原標準為土壩基內(nèi)坡 1∶0.8,粗排面石坡 1∶1,新標準土壩基內(nèi)坡1∶1.3,粗排面石護坡 1∶1.5;根石基槽開挖寬度為2m,根石基槽底高程為2000年流量水位下1m。原內(nèi)坡刮修定型長度為7.3m(按黃河比降與設(shè)計高程換算而定)。

        1 施工難點

        險工改建工程是將原護砌舊石坡拆除后,再按新設(shè)計參數(shù)砌筑。在原護砌舊石坡拆除后,再進行第二道工序施工,即將土邊坡由1∶0.8整修為1∶1.3施工時,傳統(tǒng)人工作業(yè)難以完成,尤其是需將厚度約0.5m的碎石屑及土方外運存放,整修符合設(shè)計標準的邊坡困難大,且費工、費時、安全性差,人工勞動強度大,功效很低,費用高,工期長,影響下道工序施工。

        為確保改建工程竣工后正常運用,有效提高河道防洪能力,進一步確保黃河險工工程的安全,嘗試使用挖掘機拆除后修坡,但因挖掘機齒長,觸及壩坡深,擾動壩基土層,且無法一次性修整完成到設(shè)計的1∶1.3邊坡 (符合設(shè)計預(yù)留±2cm)。經(jīng)反復(fù)試驗,研制了HCX-1機載刮坡器,并創(chuàng)新應(yīng)用,效益顯著。

        2 HCX-1機載刮坡器的組成及特點

        HCX-1機載刮坡器是利用前刃刀刮割集收超厚壩基土方、碎石,由集收板導(dǎo)入鏟斗內(nèi),同時移動主機將土方用于其他位置的填凹補缺或外運堆積備用,將碎石另行處理存放。該器具主要由前刃刀、集收板、固定靴3部分組成,是韓國DH220LC-V型挖掘機或同類型機型的配套專用器具。具有設(shè)計簡單,構(gòu)造合理,整體安裝,拆運輕便,耐用易保管等特點。最大優(yōu)勢在于:1)與動力主機連接快捷方便,刮坡適用性強;2)制造成本低,使用壽命長;3)確保了施工質(zhì)量,加快了施工進度,縮短了施工工期;4)大幅度降低人工勞動強度,提高功效。

        3 施工工藝與技術(shù)性能

        施工技術(shù)要求與方法:作業(yè)前,首先將HCX-1機載刮坡器與主機連接牢固,挖掘機要選定適當位置再行工作。根據(jù)設(shè)計邊坡1∶1.3的要求,需進行縱向、橫向切割厚度進行尺度放樣,預(yù)留保護安全數(shù)值。作業(yè)時,為避免壩坡出現(xiàn)凸凹情況發(fā)生,刮割壩坡時可由下而上、先左后右逐步遞減區(qū)段刮割,順向要間隔預(yù)留0.3~0.5m搭接坎。做到逐段、逐層刮割,充分利用多余土方補凹,及時刮凸,使壩坡平順光滑,并將剩余土方外移集中堆積備用,符合設(shè)計要求。

        HCX-1 機載刮坡器適宜修整邊坡 1∶0.8~1∶3,取土厚度0.05~0.5m,坡長1~8m(由挖掘機型號的臂長而確定刮坡長),幅寬1.0m。刮坡能力為160~230m3/h,可連續(xù)工作數(shù)十或上百小時。該器具能滿足工程設(shè)計要求,是理想的創(chuàng)新專用器具。既可用于江河、水庫堤壩,又可用于公路、房臺,還可用于渠道開挖襯砌土方工程等邊坡整修。

        4 效益分析

        HCX-1機載刮坡器與傳統(tǒng)工藝施工比較如表1示。

        表1 HCX-1機載刮坡器與傳統(tǒng)工藝施工情況比較表

        由表1可看出:HCX-1機載刮坡器與傳統(tǒng)工藝施工比較看:傳統(tǒng)方法功效低、造價高,且施工時間長,已極不適應(yīng)社會發(fā)展新形勢的要求。使用機載刮坡器則省工、省時、功效高、工期短、綜合單價低,創(chuàng)造的社會效益、經(jīng)濟效益明顯提高。

        在施工環(huán)境條件和工程量相同情況下,安裝使用機載刮坡器比傳統(tǒng)人工和挖掘機刮修壩坡,施工質(zhì)量、工作效率相差極大。實踐證明:安裝使用機載刮坡器,一是壩坡穩(wěn)定整體性強,無明顯移位情況;二是刮割壩坡平順、光滑;三是可有效清除雜草根系,使土工布鋪設(shè)順暢方便;四是刮割多余土方可再次利用;五是刮坡效率高,綜合單價低;六是降低人工勞動強度;七是省工、省時、減少施工工期長的費用;八是比50人工提高效率8.91倍,可大大的縮短工期,贏得最佳施工期。HCX-1機載刮坡器集刮、割、削、收、補、運、堆多功能于一身,可在類似工程建設(shè)中推廣運用。

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