挖掘機(jī)綜合機(jī)具在黃河險(xiǎn)工改建中的應(yīng)用

張長(zhǎng)軍 ，吳吉安 ，高廣智

（1.山東黃河河務(wù)局供水局河口供水分局宮家閘管所，山東 利津 257400；2.山東黃河河務(wù)局供水局河口供水分局神仙溝閘管所，山東 河口 257200）

黃河下游東營(yíng)險(xiǎn)工改建工程位于黃河右岸，該河段是黃河末端著名的窄、彎、險(xiǎn) “窄胡同”河道。該工程排列順序：南壩頭、麻灣、打漁張、卞莊、勝利；計(jì)5處險(xiǎn)工，壩垛64道，裹護(hù)長(zhǎng)度2 464 m。

原標(biāo)準(zhǔn)土壩基內(nèi)坡為1:0.8，粗排面石坡為1:1。采用設(shè)計(jì)新工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，內(nèi)坡1:1.3，粗排面石坡1:1.5；原黏土壩胎改為土工布護(hù)裹，開挖根石基槽寬度2 m，根石基槽底高程為2000年流量水位下1 m。原內(nèi)坡刮修、夯實(shí)定型長(zhǎng)度為7.3 m。

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，按新設(shè)計(jì)參數(shù)砌筑，即將土邊坡由1：0.8整修為1:1.3。施工時(shí)，傳統(tǒng)作業(yè)為人工鐵锨挖、洋鎬刨、撬杠掀、人工搬運(yùn)，人工很難在1:0.8壩基邊坡上站立，尤其是需將舊石拆除及土方外運(yùn)，其困難大且影響下道土工布鋪設(shè)、砌石等工序的順利進(jìn)行。因此，傳統(tǒng)作業(yè)費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、安全性差，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低、費(fèi)用高、工期長(zhǎng)。

為有效提高河道防洪能力，確保改建工程竣工后能正常運(yùn)用，必須改進(jìn)施工工藝、尋找新施工方法。經(jīng)多方探討、試驗(yàn)、實(shí)踐，采用挖掘機(jī)綜合專用機(jī)具，成功了制成HCX-1機(jī)載刮坡器、HCX-2機(jī)載夯坡器。并創(chuàng)新應(yīng)用，其功效、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2 挖掘機(jī)各專用機(jī)具的組成及性能

2.1 挖掘機(jī)鏟斗

采用鏟斗拆除舊壩面石作業(yè)，斗容1.2 m3，挖掘機(jī)鏟斗效率可達(dá)390 m3/臺(tái)班，人工 3 m3/（臺(tái)班·人）。應(yīng)用其替代了原始人工車推倒運(yùn)和滑石槽傳統(tǒng)工藝，可提高工作效率130倍。

2.2 破碎錘

破碎錘經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，其效能突出，將300 kg大塊石破碎至30 kg左右10塊，僅用9 min；同樣石塊，如果用2個(gè)人工大錘破碎，則需要55 min，還容易造成意外傷害和過(guò)度疲勞。由此可見(jiàn)：破碎錘的效率約是人工的6.11倍。而且破碎錘還有持續(xù)工作能力，安全系數(shù)高。其技術(shù)指標(biāo)如表1示。

2.3 刮坡器

HCX-1機(jī)載刮坡器集刮、割、削、收、補(bǔ)、運(yùn)、堆多功能于一體。該器具能有效地克服、解決傳統(tǒng)施工中費(fèi)用高、效率低、工期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差等問(wèn)題。比50人工可提高效率8.91倍，比傳統(tǒng)施工方法省工、省時(shí)、高效、節(jié)約，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。HCX-1機(jī)載刮坡器與傳統(tǒng)工藝施工情況比較如表2示。

2.4 夯坡器（夯實(shí)器）

HCX-2型機(jī)載板式夯坡器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，耐用易養(yǎng)護(hù)保管。比傳統(tǒng)施工方法省工、省時(shí)、高效、節(jié)約，經(jīng)濟(jì)效益凸顯。在施工環(huán)境條件和夯實(shí)面積相同的情況下，使用該夯坡器與傳統(tǒng)人工夯實(shí)比較，施工質(zhì)量、工作效率有極大提高。一是夯實(shí)壩坡平順、光滑；二是壩坡整體固結(jié)性強(qiáng)，無(wú)明顯蓬松現(xiàn)象；三是巧用夯板刮凸補(bǔ)凹，可一器多用；四是夯實(shí)效率高，綜合單價(jià)低；五是省工、省時(shí)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少施工費(fèi)用；六是比50人工提高效率23.6倍，可極大地縮短工期。

表1 破碎錘的技術(shù)指標(biāo) 型號(hào)GHB2000

表2 HCX-1機(jī)載刮坡器與傳統(tǒng)工藝施工情況比較表

3 經(jīng)濟(jì)效率分析

挖掘機(jī)專用器具，其性能優(yōu)良，凸顯多功能、高效益；有效提高拆除舊壩、倒運(yùn)石料、破石，刮修、夯實(shí)壩基內(nèi)坡高效能力，符合現(xiàn)時(shí)代創(chuàng)新理念。解決了傳統(tǒng)人工效率低，安全系數(shù)差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能滿足新時(shí)期科學(xué)施工的需求。新型機(jī)具的研制和應(yīng)用，彰顯一體化的機(jī)動(dòng)、高敏捷性和良好的性能與人工密切相配合。

該機(jī)具最大優(yōu)勢(shì)為：一是與動(dòng)力主機(jī)連接快捷方便，適用性強(qiáng)；二是制造成本低，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)；三是確保了工程施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期，四是大幅度降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高功效；五是降低消耗，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。