金剛石繩鋸切割工藝在鐵路施工中的應(yīng)用

周志強(qiáng)

（中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)有限公司 項(xiàng)目公司，工程師，廣西 南寧530029）

1 工程概況

為更好滿足城市發(fā)展及人民群眾生活交通需要，有關(guān)部門(mén)決定將南寧市北大路既有的5孔下穿鐵路框架橋拆除改建為4孔框架橋。工程下穿南寧火車(chē)站西端咽喉區(qū)，有南廣高鐵上下行線、機(jī)待4線及新建J4線等多條軌道線路。

該改造工程主體設(shè)計(jì)為分離式單箱單室結(jié)構(gòu)框架橋，從南寧車(chē)站往昆明端分別為1－4#（1-10.5 m+1-11.5 m+1-15.0 m+1-8.4 m）框架橋，其中2－4#框架橋由拆除既有2－5#框架橋后改建；1#框架橋由既有1#框架橋接長(zhǎng)完成。順鐵路方向框架橋長(zhǎng)度共為52.47 m,垂直線路方向框架橋長(zhǎng)度為40.19 m。

2 拆除方案研究比選

2.1 人工拆除人工拆除是采用風(fēng)鎬破碎鋼筋混凝土，屬于破壞性拆除，能確保既有線安全，但其施工面狹窄，人工投入有限，施工人員人身安全隱患多，且進(jìn)度緩慢、工費(fèi)巨大。

2.2 機(jī)械拆除機(jī)械拆除是運(yùn)用機(jī)械破碎鋼筋混凝土，也屬破壞性拆除，具有進(jìn)度較快，成本較低，但其噪音、震動(dòng)大及揚(yáng)塵污染嚴(yán)重，對(duì)周邊居民干擾較大，且對(duì)相鄰構(gòu)筑物有震動(dòng)影響，安全隱患較大。

2.3 金剛石繩鋸金剛石繩鋸切割是將整體塊狀分離，屬于鋼筋混凝靜力切割，具有切口平直，速度快（每臺(tái)機(jī)每小時(shí)可以切1.5 m2-3 m2），效率高，噪音低、震動(dòng)小、無(wú)粉塵、操作簡(jiǎn)便、空間要求不高等優(yōu)點(diǎn)，但金剛石切割繩的成本較高。

北大路既有框架橋地處南寧市中心鬧市區(qū)，橋面距既有鐵路線約90 cm高，采用D便梁架空加固鐵路線后，橋面頂距D便梁縱梁底部約48 cm高。從保障正常鐵路運(yùn)輸及施工擾民、工期保障、勞動(dòng)安全、相鄰構(gòu)筑物安全等綜合考慮，采用金剛石繩鋸進(jìn)行既有框架橋的邊墻和頂板拆除。

3 金剛石繩鋸切割

3.1 金剛石繩鋸介紹金剛石繩鋸切割是金剛石繩索在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下繞切割面高速運(yùn)動(dòng)研磨切割體進(jìn)行切割工作。其使用金剛石單晶做為研磨材料，可以對(duì)石材、鋼筋混凝土等堅(jiān)硬物體進(jìn)行切割。切割過(guò)程安全方便，震動(dòng)和噪音小，被切割物體能在幾乎無(wú)擾動(dòng)的情況下被分離。

3.2 施工方案簡(jiǎn)述

3.2.1工序流程圖（詳見(jiàn)圖1）

圖1 工序流程圖

3.2.2 施工方法 繩鋸拆除既有構(gòu)筑物應(yīng)遵從“自上而下”原則，先拆除框架橋頂板，后拆除邊墻。拆除頂板前，利用D24便梁將既有鐵路線路架空加固，與既有框架橋完全分離，再利用木模板將D24便梁與拆除物隔離，以避免繩鋸拆除時(shí)，有雜物侵入上方既有線，影響行車(chē)安全。

拆除時(shí)，頂板、邊墻混凝土塊原則上分別按0.8 m×0.8 m和1.5 m×2 m尺寸切割；底板因底部無(wú)臨空面，采用機(jī)械破除。

1）參數(shù)選擇。按正常施工需求，金剛石繩運(yùn)轉(zhuǎn)線速度控制在18 m/s左右能確保切割穩(wěn)定性；切割過(guò)程中要有足夠的沖洗液量，以滿足金剛石繩冷卻和將磨削粉屑帶走的需要。

2）鉆孔。采用取芯設(shè)備由既有框架橋頂板底面向上進(jìn)行鉆孔，邊墻由內(nèi)向外鉆孔，為確保既有線和施工操作安全，頂板孔距為0.8m×0.8 m，邊墻為1.5 m×2 m。

3）安裝繩索。施工時(shí)，將金剛石繩穿過(guò)已鉆取的孔位，并按順序纏繞在主設(shè)備的主動(dòng)輪及輔助輪上,繩子的方向和主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)方向保持一致。

4）構(gòu)筑物切割。待金剛石繩安裝完成后，啟動(dòng)切割設(shè)備電動(dòng)馬達(dá)，通過(guò)控制盤(pán)調(diào)整主動(dòng)輪提升張力，保證金剛石繩適當(dāng)繃緊，供應(yīng)循環(huán)冷卻水，再啟動(dòng)另一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪帶動(dòng)金剛石繩索回轉(zhuǎn)切割。切割過(guò)程中必須密切觀察機(jī)座的穩(wěn)定性，隨時(shí)調(diào)整導(dǎo)向輪的偏移，以確保切割繩在同一個(gè)平面內(nèi)。

在拆除施工過(guò)程中，因其頂板無(wú)支持物，需防止切割過(guò)程中，頂板混凝土塊直接從空中掉落，本工程采用5 t叉車(chē)并在叉車(chē)上焊接工字鋼托架作為切割塊的支撐；邊墻切割時(shí)，因切割物下方有支撐物，在切割完成后，直接采用挖掘機(jī)將切割塊移開(kāi)，為防止震動(dòng)，地面先鋪設(shè)一層50 cm厚的碎石或土作為緩沖層。

3.2.3 繩鋸切割安全保障措施

1）建立以建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)備管理（配合）和施工單位為一體的安全生產(chǎn)管理保證體系，落實(shí)各方安全職責(zé)，督促施工單位嚴(yán)格落實(shí)審定的施工方案及安全防護(hù)措施，確保營(yíng)業(yè)線施工各項(xiàng)規(guī)范、制度和標(biāo)準(zhǔn)有效落實(shí)。

2）所有作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)安全培訓(xùn)方可上崗，嚴(yán)格遵守施工安全相關(guān)管理規(guī)定，禁止任何無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)域。

3）落實(shí)勞動(dòng)安全相關(guān)措施，嚴(yán)格按照操作規(guī)程有序施工，避免作業(yè)人員違章蠻干，確保作業(yè)人員勞動(dòng)安全。

4）機(jī)械設(shè)備要有專(zhuān)人管理，定期保養(yǎng)、檢修，嚴(yán)禁帶故障運(yùn)行。

5）在便梁底部用竹膠板設(shè)置隔離防護(hù)板，防止鋸繩斷裂及鑿巖機(jī)作業(yè)過(guò)程中石塊飛濺至線路上，危及行車(chē)安全。

6）嚴(yán)格落實(shí)“一人一機(jī)”防護(hù)制度，列車(chē)通過(guò)時(shí)下方機(jī)械設(shè)備停止作業(yè)，施工過(guò)程中禁止任何機(jī)械觸碰D便梁。加強(qiáng)線路檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題按照“先防護(hù)、后處理”原則及時(shí)消除安全隱患。

4 金剛石繩鋸切割拆除效果

1）拆除進(jìn)度塊，效率高。在拆除北大路既有框架橋過(guò)程中，采用繩鋸切割，具有振動(dòng)小、不受作業(yè)空間限制、不受施工天窗影響連續(xù)施工作業(yè)等優(yōu)勢(shì)，比采用人工或機(jī)械破碎拆除，節(jié)約工期約4個(gè)月。

2）靜力切割，環(huán)保施工，減少擾民。采用繩鋸靜力切割拆除有效避免了采用機(jī)械破碎施工噪音大、震動(dòng)大、揚(yáng)塵污染嚴(yán)重及擾民等不利因素，施工過(guò)程中未收到附近居民任何投訴。

3）相鄰鐵路設(shè)備安全可控。采用繩鋸切割拆除既有框架橋過(guò)程中，在D型便梁底部設(shè)置竹膠板將既有框架橋與既有線隔離，避免鋸繩斷裂或作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的石塊飛濺至線路，影響行車(chē)安全，最大限度減少施工對(duì)運(yùn)輸?shù)母蓴_，比采用機(jī)械破除施工，機(jī)械易觸碰架空加固的D型便梁，造成鐵路軌道幾何尺寸和線路方向偏移變化，安全更加可控。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的金剛石繩鋸切割工藝經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)具有較好的綜合效益，期望能對(duì)類(lèi)似施工起到參考作用。下一步，將針對(duì)金剛石繩鋸切割作業(yè)中，遇到切割物材質(zhì)松散、不單一時(shí)容易造成切割繩斷裂導(dǎo)致?lián)p耗過(guò)快、成本增加問(wèn)題進(jìn)行研究，采取理論與實(shí)踐相結(jié)合方法，找準(zhǔn)問(wèn)題成因，探索破解措施，努力提升金剛石繩鋸切割工藝的適用性經(jīng)濟(jì)性先進(jìn)性。