電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)具的研制與應(yīng)用

□劉敏香 □靳武生（焦作市黃河華龍工程有限公司）

0 引言

“環(huán)刀”是堤防加固、水庫筑壩、水渠筑堤等土方工程施工中常用的檢測土方干密度的必備工具。在國家重點(diǎn)水利工程南水北調(diào)工程渠堤施工中，土方填筑量非常大，土方干密度檢測“點(diǎn)次”非常多，工人挖取“環(huán)刀”的工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高。傳統(tǒng)的“環(huán)刀”挖取方法均為工人拿洋鎬、鐵鍬來挖取，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，而且在挖取過程中因經(jīng)常擾動(dòng)“環(huán)刀”，造成干密度檢測數(shù)值的不準(zhǔn)確。為了提高“環(huán)刀”挖取的工作效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕對(duì)“環(huán)刀”的擾動(dòng)，確保干密度檢測數(shù)值的準(zhǔn)確性，本公司技術(shù)人員，針對(duì)傳統(tǒng)挖取“環(huán)刀”時(shí)存在的缺點(diǎn)和不足進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，并結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際多次研究、試驗(yàn)及改進(jìn)，完成了電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)具的研制。該機(jī)具的研制成功，使“環(huán)刀”挖取的方法由人工式變?yōu)殡妱?dòng)式，不僅操作方便，而且省時(shí)省力，“環(huán)刀”受擾動(dòng)小，檢測數(shù)值準(zhǔn)確性高。

1 研制過程

本公司負(fù)責(zé)建設(shè)的南水北調(diào)中線工程南陽淅鄧段施工6標(biāo)，其渠道工程土方填筑量達(dá)到300多萬m3，設(shè)計(jì)壓實(shí)度為0.98；經(jīng)壓實(shí)試驗(yàn)，要達(dá)到0.98的設(shè)計(jì)壓實(shí)度，需22 t以上振動(dòng)碾壓實(shí)8遍。在這種壓實(shí)度下，人工用洋鎬、鐵鍬挖取“環(huán)刀”非常吃力，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，“環(huán)刀”容易受擾動(dòng)，干密度檢測數(shù)值不準(zhǔn)確。而挖取“環(huán)刀”的難點(diǎn)在于如何既能又快又省力地松動(dòng)“環(huán)刀”四周的土料，又不使“環(huán)刀”和“環(huán)刀”內(nèi)的土料受到擾動(dòng)，確保干密度檢測的準(zhǔn)確性。本公司技術(shù)人員針對(duì)上述難點(diǎn)，經(jīng)過分析研究，認(rèn)為可借鑒沖擊鉆打孔的工作原理，先在“環(huán)刀”四周打孔若干，在確?！碍h(huán)刀”不受擾動(dòng)的情況下，使“環(huán)刀”周圍的土料松動(dòng)，便可輕松地取出環(huán)刀。經(jīng)過多次研究和試驗(yàn)，成功研制出了“電動(dòng)式‘環(huán)刀’挖取機(jī)具”。

2 項(xiàng)目內(nèi)容簡介

2.1 電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)具的組成

電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)具主要由蓄電池、逆變器、沖擊鉆、防擾動(dòng)鐵盤、鐵撬板組成，見圖1。為解決現(xiàn)場電源問題，采用蓄電池和逆變器相結(jié)合，直流電變交流電方法，解決了電源問題；為解決挖取“環(huán)刀”四周松土的問題，采用沖擊鉆打孔可快速松土；為解決“環(huán)刀”易被擾動(dòng)而影響檢測數(shù)值準(zhǔn)確度的問題，專門制作了防擾動(dòng)鐵盤，用以保護(hù)環(huán)刀在打孔時(shí)不受擾動(dòng)。

圖1 電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)組成圖

3.1 實(shí)現(xiàn)了人工挖取“環(huán)刀”的工作方法向電動(dòng)式挖取操作模式的轉(zhuǎn)變

該機(jī)具的使用，使“環(huán)刀”的松土工作，由洋鎬、鐵鍬等工具松土的傳統(tǒng)工作方法變?yōu)闆_擊鉆打孔松土，電動(dòng)式挖取“環(huán)刀”新的操作模式。工人用該機(jī)具可以不費(fèi)力氣輕松地將“環(huán)刀”取出，極大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.2 工作效率高，成倍節(jié)省時(shí)間

電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)具的使用，使工作效率成倍提高，工人使用洋鎬、鐵鍬挖取一個(gè)“環(huán)刀”的時(shí)間為3 min左右，用該機(jī)具挖取一個(gè)“環(huán)刀”僅需1 min左右，效率成倍提高。

3.3 挖取過程“環(huán)刀”不受擾動(dòng)，確保干密度檢測的準(zhǔn)確性

設(shè)計(jì)的防擾動(dòng)鐵盤可有效對(duì)“環(huán)刀”及周圍的原狀土進(jìn)行保護(hù)，所以在挖取環(huán)刀、打孔松土的過程中，“環(huán)刀”可以在不受擾動(dòng)的情況下，將其完整地取出來，這樣所取出的“環(huán)刀”因沒受擾動(dòng)，故測出的干密度、壓實(shí)度數(shù)值，準(zhǔn)確度就比較高。

4 運(yùn)行情況及取得的效益

電動(dòng)式“環(huán)刀”挖取機(jī)具自在南水北調(diào)工程淅鄧段施工6標(biāo)的渠堤土方工程施工中開始應(yīng)用以來，施工人員反響強(qiáng)烈，特別是該機(jī)具在項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，使用頻率多，獲取的數(shù)值準(zhǔn)確性高，不僅為工程施工提供了翔實(shí)、豐富的技術(shù)信息，而且提升了施工質(zhì)量，為施工過程中的其他環(huán)節(jié)爭取了更多的施工時(shí)間，取得了較好成效和效益。一是有效解決了傳統(tǒng)施工技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了“環(huán)刀”挖取的自動(dòng)化操作；二是加快了現(xiàn)場施工人員挖取“環(huán)刀”的速度，節(jié)省了施工時(shí)間；三是減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率和干密度的檢測質(zhì)量；四是降低了施工勞動(dòng)力成本，增加了項(xiàng)目效益。