关键词：锯石机；长距离管沟；坚硬；石方开挖
引言
随着科学技术的发展，越来越多的设备应用在各行各业。锯石机又叫石材切割机，无需爆破，可直接在矿山上开采各种石材。广泛应用在凝灰岩，花岗石，大理石矿山切割开采。在管沟石方开挖施工中通过引进锯石机，结合现有施工设备破碎锤进行石方开挖，有利地提高了效率，促进了水利施工技术的不断革新。
1 工程概况
延安黄河引水工程始于黄河岸边延川县延水关镇王家渠村，止于延安市经济技术开发区，为大Ⅱ型供水工程。工程有泵站9处，调蓄水库2座，净水厂3个，隧洞5个，管线总长203.2公里，属于长距离输水线路工程。桩号XY0+000-XY15+700段位于五级泵站到六级泵站间，该段管线出五级站后向西穿2条隧洞后到达六级泵站蓄水池。
2 管沟地质情况
该段输水管线管基土层以粉质壤土、砂砾石和黄土为主，其余大部分管基位于岩石基础上。根据现场实际开挖揭露岩石情况，岩石主要有坚硬页岩、砂岩和部分硅质片岩。硬度系数f=7-11，基岩较完整，风化程度为弱～微风化。
3 采用锯石机前石方开挖情况
3.1现场施工环境与工期情况
输水管线桩号XY0+000-XY15+700段，位于黄土高原沟壑内。受地形狭窄限制，与文安驿川河滩近似平行布置。管线左岸与延延高速相邻，右岸有G210国道，且分布多处村镇，传统的石方开挖爆破法因安全因素无法实施。管沟表层土挖出后，岩石已出露，石方开挖厚度深。
由于施工用地移交较晚且外围阻工较多，而年底基本贯通的总体目标没有调整，造成实际施工工期只有6个月。石方开挖量约13万方。
3.2 破碎锤为主的传统开挖
3.3 采用无声破碎剂配合破碎锤开挖
该方法是在破碎锤开挖前用无声破碎剂对石方预裂。预裂后开挖方法与破碎锤一致。用破碎剂在管沟石方开挖时由于临空面少，无法大面积爆破，且对坚硬岩石爆破效果较差。测算每方石方综合开挖效率1台时空压机(20m?)＋1.5台时潜孔钻(KY100) ＋4工时(技工)＋0.8台时破碎锤(250) +0.05挖掘机(250)＋30kg预裂剂。钻孔多，投入设备和钻工较多，施工效率低。
4 采用锯石机配合可行性分析
此方法主要是在破碎前用矿山开采用锯石机将石方切割锯块，减轻后续破碎工作量，重点在于使锯石机的效率达到最高。施工时多种设备联合施工，机械化程度高。锯石机切割石方效率为7m?/h，破碎锤破碎石方效率为10m?/h，挖掘机挖装为20m?/h。经现场测算每方石方综合开挖效率为：0.14台时锯石机(100kw)＋0.1台时破碎锤(250)＋0.05挖掘机(250)＋0.34工时(技工)。施工效率较高，施工周期短，工程造价较低。
5 锯石机配合破碎锤开挖施工方法
锯石机配合开挖工艺流程为：施工准备→铺设轨道→安放锯石机→切割岩石→破碎锤破碎→挖掘机挖渣拉运→下一层循环
5.1 锯石机施工准备
施工前，将采用挖机将管沟内的浮渣等清理干净并大致平整。现场就近接入管线施工区最近电源接入点，个别不具备接电段可采用50KW柴油发电机供电。
5.2 铺设锯石机行走轨道
锯石机在电力驱动下在轨道上自动行走。每次铺轨前，先两头放绳拉直，按线铺轨，保证轨道平顺；在不平整的岩石面上加木垫，保证轨道平稳运行；每隔15-20米设一铆筋与轨道焊接，然后通过铆钉楔进岩石。
5.3 安放锯石机及岩石切割
用25t吊车将切割机吊装在铺好的轨道上，确保稳固。开机调试好开始向前切割行走。锯石机配Φ2200和Φ3600两种锯片，每次分层约130cm。先用Φ2200锯70cm左右，然后换Φ3600锯片在此基础上锯60cm左右。破碎锤和挖机完成破碎和刨渣后进行下一层。切割时合理分段，确保切割工作面高差可控，保证移动设备时人工、机械安全方便。切割施工时冷却水就近从河道中抽取。
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图1 锯石机对管沟岩石进行切割
5.4 破碎锤破碎及拉运
每一段切割完成后吊车配合将锯石机移至就近分段。利用破碎锤对已切割的进行破碎，同时锯石机在相邻分段切割，减少锯石机闲置时间。破碎时沿切割口向两侧破击。同时挖机和自卸车配合，装运石方到指定地点。
5.5 主要配置的人员及设备
锯石机使用需要操作员2名，同时吊装需25t吊车即可。接电不具备的施工段可配备50KW柴油发电机1台。轨道可根据分段情况准备若干米，为提高效率，可根据分段情况适当多配轨道，以便提前铺设轨道。
6 安全保证措施及注意事项
（1）按下总电源开关按钮，控制台板面上的各停止按钮上方的指示灯应全亮。依次接主机的启动按钮，看主机的旋转方向，与罩壳上的指示方向是否相同；
（2）先启动主机，再开始切割，开始时进刀速度要慢，待刀片刃都进入岩石后，方可稍快一点；
（3）切割正常后，匀速前进，由浅到深，岩石较硬时速度放慢，相反时则可适当加快速度；
（4）切割过程中，随时注意冷却水的流量是否充足，严禁干切，以免刀片磨损加剧；切刀运动到终端后退时，需待刀片完全脱离岩石后，方可关闭电机和水源；
（5）工作完毕后，关闭电源，清洗工作台面上的残留岩渣，擦净刀片与工作台上的水渍，加注润滑油；移动电缆要注意保护，随时观察其有支扭折、破皮现象，如有时，应立即停止切割作业，等待处理合格经检查后再进行切割作业。
结束语
采用锯石机配合提高了开挖效率，保证了施工工期，有效减少了人员及设备投入，取得了良好的经济和社会效益。
参考文献：
[1]《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33-2012）中国建筑工业出版社2012年
[2]《延安黄河引水工程新舍古五级站～禹居六级站施工图设计图册》
[3] 吴高见，张永春，田中涛，等.水利水电工程施工技术全书.第二册,开挖与填筑施工技术[M].北京：中国水利水电出版社，2017
论文作者:庞聪
论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：岩石论文; 轨道论文; 效率论文; 黄河论文; 管线论文; 泵站论文; 工程论文; 《城镇建设》2019年 24期论文;