機載刮坡器在黃河險工改建中的應用

王廣全 ，趙啟光 ，張思斌

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014；2.濱州恒達黃河水利工程維修養護有限公司，山東 濱州 256618；3.東營利津黃河河務局，山東 利津 257400）

黃河下游濱州、東營險工改建工程位于黃河兩岸，是濟南黃河標準化堤防工程向下游的延伸，該河段的過流斷面是黃河末端著名的窄、彎、險 “窄胡同”。該工程共6處險工段，壩垛144道，裹護長度7.23km。經過多年運行，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、高程達不到規范要求等問題，需要對68道壩垛進行改建。

設計采用新的工程質量標準。原標準為土壩基內坡 1∶0.8，粗排面石坡 1∶1，新標準土壩基內坡1∶1.3，粗排面石護坡 1∶1.5；根石基槽開挖寬度為2m，根石基槽底高程為2000年流量水位下1m。原內坡刮修定型長度為7.3m（按黃河比降與設計高程換算而定）。

1 施工難點

險工改建工程是將原護砌舊石坡拆除后，再按新設計參數砌筑。在原護砌舊石坡拆除后，再進行第二道工序施工，即將土邊坡由1∶0.8整修為1∶1.3施工時，傳統人工作業難以完成，尤其是需將厚度約0.5m的碎石屑及土方外運存放，整修符合設計標準的邊坡困難大，且費工、費時、安全性差，人工勞動強度大，功效很低，費用高，工期長，影響下道工序施工。

為確保改建工程竣工后正常運用，有效提高河道防洪能力，進一步確保黃河險工工程的安全，嘗試使用挖掘機拆除后修坡，但因挖掘機齒長，觸及壩坡深，擾動壩基土層，且無法一次性修整完成到設計的1∶1.3邊坡 （符合設計預留±2cm）。經反復試驗，研制了HCX-1機載刮坡器，并創新應用，效益顯著。

2 HCX-1機載刮坡器的組成及特點

HCX-1機載刮坡器是利用前刃刀刮割集收超厚壩基土方、碎石，由集收板導入鏟斗內，同時移動主機將土方用于其他位置的填凹補缺或外運堆積備用，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DH220LC-V型挖掘機或同類型機型的配套專用器具。具有設計簡單，構造合理，整體安裝，拆運輕便，耐用易保管等特點。最大優勢在于：1）與動力主機連接快捷方便，刮坡適用性強；2）制造成本低，使用壽命長；3）確保了施工質量，加快了施工進度，縮短了施工工期；4）大幅度降低人工勞動強度，提高功效。

3 施工工藝與技術性能

施工技術要求與方法：作業前，首先將HCX-1機載刮坡器與主機連接牢固，挖掘機要選定適當位置再行工作。根據設計邊坡1∶1.3的要求，需進行縱向、橫向切割厚度進行尺度放樣，預留保護安全數值。作業時，為避免壩坡出現凸凹情況發生，刮割壩坡時可由下而上、先左后右逐步遞減區段刮割，順向要間隔預留0.3～0.5m搭接坎。做到逐段、逐層刮割，充分利用多余土方補凹，及時刮凸，使壩坡平順光滑，并將剩余土方外移集中堆積備用，符合設計要求。

HCX-1 機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1～8m（由挖掘機型號的臂長而確定刮坡長），幅寬1.0m。刮坡能力為160～230m3/h，可連續工作數十或上百小時。該器具能滿足工程設計要求，是理想的創新專用器具。既可用于江河、水庫堤壩，又可用于公路、房臺，還可用于渠道開挖襯砌土方工程等邊坡整修。

4 效益分析

HCX-1機載刮坡器與傳統工藝施工比較如表1示。

表1 HCX-1機載刮坡器與傳統工藝施工情況比較表

由表1可看出：HCX-1機載刮坡器與傳統工藝施工比較看：傳統方法功效低、造價高，且施工時間長，已極不適應社會發展新形勢的要求。使用機載刮坡器則省工、省時、功效高、工期短、綜合單價低，創造的社會效益、經濟效益明顯提高。

在施工環境條件和工程量相同情況下，安裝使用機載刮坡器比傳統人工和挖掘機刮修壩坡，施工質量、工作效率相差極大。實踐證明：安裝使用機載刮坡器，一是壩坡穩定整體性強，無明顯移位情況；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，綜合單價低；六是降低人工勞動強度；七是省工、省時、減少施工工期長的費用；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機載刮坡器集刮、割、削、收、補、運、堆多功能于一身，可在類似工程建設中推廣運用。