機(jī)載刮坡器在黃河險(xiǎn)工改建中的應(yīng)用

王廣全 ，趙啟光 ，張思斌

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.濱州恒達(dá)黃河水利工程維修養(yǎng)護(hù)有限公司，山東 濱州 256618；3.東營(yíng)利津黃河河務(wù)局，山東 利津 257400）

黃河下游濱州、東營(yíng)險(xiǎn)工改建工程位于黃河兩岸，是濟(jì)南黃河標(biāo)準(zhǔn)化堤防工程向下游的延伸，該河段的過(guò)流斷面是黃河末端著名的窄、彎、險(xiǎn) “窄胡同”。該工程共6處險(xiǎn)工段，壩垛144道，裹護(hù)長(zhǎng)度7.23km。經(jīng)過(guò)多年運(yùn)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(dá)不到規(guī)范要求等問(wèn)題，需要對(duì)68道壩垛進(jìn)行改建。

設(shè)計(jì)采用新的工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。原標(biāo)準(zhǔn)為土壩基內(nèi)坡 1∶0.8，粗排面石坡 1∶1，新標(biāo)準(zhǔn)土壩基內(nèi)坡1∶1.3，粗排面石護(hù)坡 1∶1.5；根石基槽開(kāi)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(zhǎng)度為7.3m（按黃河比降與設(shè)計(jì)高程換算而定）。

1 施工難點(diǎn)

險(xiǎn)工改建工程是將原護(hù)砌舊石坡拆除后，再按新設(shè)計(jì)參數(shù)砌筑。在原護(hù)砌舊石坡拆除后，再進(jìn)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(shí)，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(yùn)存放，整修符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的邊坡困難大，且費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、安全性差，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，功效很低，費(fèi)用高，工期長(zhǎng)，影響下道工序施工。

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

2 HCX-1機(jī)載刮坡器的組成及特點(diǎn)

HCX-1機(jī)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(shí)移動(dòng)主機(jī)將土方用于其他位置的填凹補(bǔ)缺或外運(yùn)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(guó)DH220LC-V型挖掘機(jī)或同類(lèi)型機(jī)型的配套專(zhuān)用器具。具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，構(gòu)造合理，整體安裝，拆運(yùn)輕便，耐用易保管等特點(diǎn)。最大優(yōu)勢(shì)在于：1）與動(dòng)力主機(jī)連接快捷方便，刮坡適用性強(qiáng)；2）制造成本低，使用壽命長(zhǎng)；3）確保了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期；4）大幅度降低人工勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)載刮坡器與主機(jī)連接牢固，挖掘機(jī)要選定適當(dāng)位置再行工作。根據(jù)設(shè)計(jì)邊坡1∶1.3的要求，需進(jìn)行縱向、橫向切割厚度進(jìn)行尺度放樣，預(yù)留保護(hù)安全數(shù)值。作業(yè)時(shí)，為避免壩坡出現(xiàn)凸凹情況發(fā)生，刮割壩坡時(shí)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(bǔ)凹，及時(shí)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(jì)要求。

HCX-1 機(jī)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(zhǎng)1～8m（由挖掘機(jī)型號(hào)的臂長(zhǎng)而確定刮坡長(zhǎng)），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(shí)。該器具能滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)要求，是理想的創(chuàng)新專(zhuān)用器具。既可用于江河、水庫(kù)堤壩，又可用于公路、房臺(tái)，還可用于渠道開(kāi)挖襯砌土方工程等邊坡整修。

4 效益分析

HCX-1機(jī)載刮坡器與傳統(tǒng)工藝施工比較如表1示。

表1 HCX-1機(jī)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(jī)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(jià)高，且施工時(shí)間長(zhǎng)，已極不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展新形勢(shì)的要求。使用機(jī)載刮坡器則省工、省時(shí)、功效高、工期短、綜合單價(jià)低，創(chuàng)造的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)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(jī)載刮坡器比傳統(tǒng)人工和挖掘機(jī)刮修壩坡，施工質(zhì)量、工作效率相差極大。實(shí)踐證明：安裝使用機(jī)載刮坡器，一是壩坡穩(wěn)定整體性強(qiáng)，無(wú)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(jià)低；六是降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度；七是省工、省時(shí)、減少施工工期長(zhǎng)的費(fèi)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(jī)載刮坡器集刮、割、削、收、補(bǔ)、運(yùn)、堆多功能于一身，可在類(lèi)似工程建設(shè)中推廣運(yùn)用。