徐杰1 马宁2
1.大连输油气分公司大石桥站 辽宁营口 115100
2.中国石油天然气管道第二工程有限公司 江苏徐州 221008
摘要：长输管道敷设在特殊地段时需要进行细土回填，通常采用人工筛土或购土回填工艺，影响经济效益、回填质量、施工工期。ALLU DSB专用细土筛分铲斗将取土、混合、破碎、筛分在施工现场一步完成，大大地缩减了工序，节约了时间，提高了破碎、筛分的均匀度及细度，同时投资及营运成本也大大降低。由于破碎、筛分集中于一处，接近半封闭式破碎、筛分操作，大大减少了对施工沿线的环境污染。
关键词：管道敷设；细土回填；筛分铲斗；工效
1 引言
目前国内在细土回填领域，尚无好的设备解决，普遍采用的是人工筛土或从远处购土回填工艺，不但影响经济效益提高，制约回填质量，而且影响施工工期。芬兰ALLU有限公司生产的ALLU DSB专用细土筛分铲斗，是一种装配于装载机、挖掘机等主机上的多功能附具，在欧美发达国家被广泛运用于管道的细土回填作业。细土筛分铲斗的应用，改变了传统的用人工筛土进行管沟细土回填的施工方法。尤其是在戈壁、河滩等砂石、土石混合地质条件下，其独特的振动筛土能，在长输管道管沟细土回填施工中，既可满足管底、管顶对细土回填厚度及粒径的要求，提高工作效率，节省远距离外运细土的机械和人工筛细土的人力，同时破碎、筛分集中于一处，接近半封闭式破碎、筛分操作，大大减少了对施工沿线的环境污染，使管道施工结果轻松符合管道施工的严格要求。
2 细土回填的方法和设备
2.1 大型管道专用设备细土回填
采用技术先进的专用设备，细土质量有保证，可以实现大规模连续作业；但是设备投资成本高，运行成本高，对现场工作条件要求高，需要工程机械辅助作业。
2.2 人工筛分细土回填或通用工程机械带筛板机械设备筛分细土回填采用最基本的作业工具，设备投入低，操作简单，维护运行成本低；但是生产效率低，细土质量难以控制，无法使用于含水率高的土质。
2.3 专用细土筛分铲斗细土回填
采用通用工程机械作为主机，装配特殊设计的专用细土筛分铲斗，在工地现场对管道挖掘土进行筛分处理，直接将细土筛分到管道沟内；筛分细土质量有保证，生产效率高，设备投资成本及运行成本低，能适应各种复杂地形。
3 ALLU DSB专用细土筛分铲斗简介
3.1 内部结构
采用通用工程机械主机液压动力，驱动位于铲斗内的液压马达，液压马达通过链条带动滚轴，通过位于滚轴上的筛分盘对材料进行处理，筛分出满足质量要求的细土。
3.2 特点
ALLU筛分破碎斗基本不受施工场地限制，工作效率高，便于安装，容易操作，体积小，方便运载，使用成本低。在管道施工中发挥重要作用，并受到许多管道拥有者、管道施工商及土地拥有者和施工地政府的高度认同。
3.3 工作方式
挖掘机在管道边行走，采用筛分铲斗直接将原状土铲起，驾驶员在驾驶室启动铲斗，将细土直接筛分到管沟内，残留在铲斗内的渣土可以运走，或作为管沟上部回填土使用。
4 细土筛分铲斗设备的选择和安装
4.1 ALLU DSB专用细土筛分铲斗设备的选择
可根据细土粒径要求选择筛分粒径小于15mm和25mm两种筛斗，斗容量分为1m3和2m3可以选择。
适配的主机设备规格为：挖掘机（16–35t）或轮式装载机（8–22t）。
4.2 ALLU DSB专用细土筛分铲斗设备的安装
首先将挖掘机或装载机自带铲斗更换为筛分铲斗，然后从主机液压系统引出液压管与筛分铲斗连接提供动力，液压管固定在大臂两侧，并将两根液压控制管连接至驾驶室脚踏板进行操控。
5 筛分铲斗工作效率分析
筛分铲斗的工作效率受回填土的材质特性影响较大，如细土含量、含水率、粘土粘度等。在戈壁地质条件下，采用一台20t的挖掘机带斗容量为1m3的ALLU DSB2-12 铲斗，每小时的处理能力为60-100m3，按每个台班8h，1m3细土填埋1m管沟的回填量计算，每个台班可以进行480m到800m的管沟细土回填。
6 筛土质量
6.1 根据筛分铲斗的选择可获得不同粒径的细土
◆小于15 mm 高质量细土。
◆小于25 mm 高质量细土。
◆小于25 mm 可以处理含水率较高并有一点粘性的材料。
6.2 细土质量分析测定结果
普通戈壁段管沟开挖土：
◆含细土和沙砾石
◆干性材料
◆含水率为4–11%
筛分前的材料颗粒分布：0.08–63mm
采用15mm筛斗进行筛分后的筛下物粒径分布：
0.08–15mm 100%
0.08–5mm 63.7%
0.08–2mm 46.5%
7 工程应用实例
洛阳支线线路位于河南省洛阳市伊川县境内，线路水平长度为 24.878km，管材直径为φ508mm。
7.1 工程地质情况
洛阳支线线路沿伊河老河道敷设，沿线表层为粉质粘土，厚约0.3～1.1m。下层为含砂卵砾石，稍～中密状态，卵石含量约占 55％～85％，磨圆度较好，亚圆形，一般粒径 40～80mm，厚度大于3.0m。地下水位埋深0.5～2.4m。
7.2 使用设备
使用筛分铲斗为DSB 2-12型，斗容量为1m3，采用1台CAT320挖掘机改装，增加液压动力回路和控制开关。
7.3 筛分质量
筛分细土细度：100%小于15mm；80%小于10mm。
7.4 筛分工效
在管道细土回填施工中，分两段对ALLU筛分铲斗使用情况进行了工效测试，共测试细土回填1500m。管沟尺寸见下图：
筛分铲斗每斗筛分时间约为48s。根据现在施工的地质情况，每斗约能筛出0.45m3细土。细土回填12m大约需要30min。使用中挖掘机油耗约为20L/h。
结束语
从理论和工程实践中证明，ALLU DSB 2-12型筛分铲斗筛分细土质量能够满足标准规范要求，能够适合长输管道地形复杂的施工要求，机动灵活，工作效率高，适应环境广，尤其适合于低含水率、砂性土、细骨料含量较高的地段使用，是长输管道细土回填的利器，值得在以后工程中推广应用。随着西气东输三线、中缅输油输气管道工程等国家重点工程的陆续开工，ALLU DSB 2-12型筛分铲斗有着广阔的应用前景。
论文作者:徐杰1,马宁2
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/26
标签：铲斗论文; 管道论文; 土质论文; 粒径论文; 挖掘机论文; 设备论文; 液压论文; 《建筑模拟》2019年第1期论文;