机载刮坡器在黄河险工改建中的应用

王广全 ，赵启光 ，张思斌

（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.滨州恒达黄河水利工程维修养护有限公司，山东 滨州 256618；3.东营利津黄河河务局，山东 利津 257400）

黄河下游滨州、东营险工改建工程位于黄河两岸，是济南黄河标准化堤防工程向下游的延伸，该河段的过流断面是黄河末端著名的窄、弯、险 “窄胡同”。该工程共6处险工段，坝垛144道，裹护长度7.23km。经过多年运行，部分坝垛存在坦石蛰陷、坦坡不平顺，根石断面不足，土坝基被雨水淘刷，且尺寸、高程达不到规范要求等问题，需要对68道坝垛进行改建。

设计采用新的工程质量标准。原标准为土坝基内坡 1∶0.8，粗排面石坡 1∶1，新标准土坝基内坡1∶1.3，粗排面石护坡 1∶1.5；根石基槽开挖宽度为2m，根石基槽底高程为2000年流量水位下1m。原内坡刮修定型长度为7.3m（按黄河比降与设计高程换算而定）。

1 施工难点

险工改建工程是将原护砌旧石坡拆除后，再按新设计参数砌筑。在原护砌旧石坡拆除后，再进行第二道工序施工，即将土边坡由1∶0.8整修为1∶1.3施工时，传统人工作业难以完成，尤其是需将厚度约0.5m的碎石屑及土方外运存放，整修符合设计标准的边坡困难大，且费工、费时、安全性差，人工劳动强度大，功效很低，费用高，工期长，影响下道工序施工。

为确保改建工程竣工后正常运用，有效提高河道防洪能力，进一步确保黄河险工工程的安全，尝试使用挖掘机拆除后修坡，但因挖掘机齿长，触及坝坡深，扰动坝基土层，且无法一次性修整完成到设计的1∶1.3边坡 （符合设计预留±2cm）。经反复试验，研制了HCX-1机载刮坡器，并创新应用，效益显著。

2 HCX-1机载刮坡器的组成及特点

HCX-1机载刮坡器是利用前刃刀刮割集收超厚坝基土方、碎石，由集收板导入铲斗内，同时移动主机将土方用于其他位置的填凹补缺或外运堆积备用，将碎石另行处理存放。该器具主要由前刃刀、集收板、固定靴3部分组成，是韩国DH220LC-V型挖掘机或同类型机型的配套专用器具。具有设计简单，构造合理，整体安装，拆运轻便，耐用易保管等特点。最大优势在于：1）与动力主机连接快捷方便，刮坡适用性强；2）制造成本低，使用寿命长；3）确保了施工质量，加快了施工进度，缩短了施工工期；4）大幅度降低人工劳动强度，提高功效。

3 施工工艺与技术性能

施工技术要求与方法：作业前，首先将HCX-1机载刮坡器与主机连接牢固，挖掘机要选定适当位置再行工作。根据设计边坡1∶1.3的要求，需进行纵向、横向切割厚度进行尺度放样，预留保护安全数值。作业时，为避免坝坡出现凸凹情况发生，刮割坝坡时可由下而上、先左后右逐步递减区段刮割，顺向要间隔预留0.3～0.5m搭接坎。做到逐段、逐层刮割，充分利用多余土方补凹，及时刮凸，使坝坡平顺光滑，并将剩余土方外移集中堆积备用，符合设计要求。

HCX-1 机载刮坡器适宜修整边坡 1∶0.8～1∶3，取土厚度0.05～0.5m，坡长1～8m（由挖掘机型号的臂长而确定刮坡长），幅宽1.0m。刮坡能力为160～230m3/h，可连续工作数十或上百小时。该器具能满足工程设计要求，是理想的创新专用器具。既可用于江河、水库堤坝，又可用于公路、房台，还可用于渠道开挖衬砌土方工程等边坡整修。

4 效益分析

HCX-1机载刮坡器与传统工艺施工比较如表1示。

表1 HCX-1机载刮坡器与传统工艺施工情况比较表

由表1可看出：HCX-1机载刮坡器与传统工艺施工比较看：传统方法功效低、造价高，且施工时间长，已极不适应社会发展新形势的要求。使用机载刮坡器则省工、省时、功效高、工期短、综合单价低，创造的社会效益、经济效益明显提高。

在施工环境条件和工程量相同情况下，安装使用机载刮坡器比传统人工和挖掘机刮修坝坡，施工质量、工作效率相差极大。实践证明：安装使用机载刮坡器，一是坝坡稳定整体性强，无明显移位情况；二是刮割坝坡平顺、光滑；三是可有效清除杂草根系，使土工布铺设顺畅方便；四是刮割多余土方可再次利用；五是刮坡效率高，综合单价低；六是降低人工劳动强度；七是省工、省时、减少施工工期长的费用；八是比50人工提高效率8.91倍，可大大的缩短工期，赢得最佳施工期。HCX-1机载刮坡器集刮、割、削、收、补、运、堆多功能于一身，可在类似工程建设中推广运用。