防汛用手提式捆枕器的研制及应用

张建怀 范大宇 申兰丽

柳石枕是黄河防汛抢险最为常用的方法之一，不仅适用于堤防漫溢、坍塌、风浪淘刷险情的抢护，而且也适用于河道整治工程漫溢、根（坦）石坍塌、坝基坍塌、墩蛰、溃膛险情的抢护。该方法具有就地取材，操作简单，形状规则，大小一致，整体性、柔韧性好，能适应岸坡变化，抗冲性、适应性强，缓流落淤效果好等特点，尤其适用于沙质河床、含沙量高、冲刷力强的黄河防洪工程抢险，能有效掩护河床，控制险情发展。其形式有柳石枕、柳淤枕、懒枕、浮枕等（以下通称“柳石枕”）。直径一般为1.0m，最小直径不小于0.7m，其长度可视出险情况、抢护尺寸和场地条件而定，枕长一般10m，最长一般不大于15m，最短不小于3m。

柳石枕的操作步骤及捆枕方法

传统柳石枕的操作方法有场地平整、打顶桩、铺垫桩、放底拦绳和铅丝、铺柳、放龙筋绳、放石、捆枕、推枕9个步骤。其中捆枕是柳石枕操作最为关键的工序之一，一旦捆扎不紧不实，柳石包裹不严，在推枕过程中就容易散枕、折断、漏石。

传统捆枕的方法是（以长10m柳枕为例）：待柳石铺放完毕后，在柳枕两侧各由3人拉底拦绳，先把柳石枕用底拦绳用力扎紧，然后由2人把事先放置在枕下的铅丝借底拦绳拉紧的瞬间迅速拧成死扣，捆扎绑紧，多余的铅丝头顺枕轴线互相连接，必要时还可以在枕两旁各用纵向铅丝一道，将各道铅丝相互连系。每隔0.5m捆扎一道铅丝，10m柳枕需要捆扎铅丝21道。一般情况下分两组操作，每组8人，6人（每侧3人）拉底拦绳，2人捆扎拧扣（操作时一定要注意安全，防止底拦绳被拉断或队员意外脱手，导致临水侧队员落水）。这种操作方法简单，但用人多，劳动强度大，效率低，安全隐患大，且不易扎紧，在柳石枕滚动过程中容易出现散枕、断枕、漏石现象，影响柳石枕的抢护效果。

手提式捆枕器的基本结构及原理

柳石枕的捆枕速度和质量一直是制约柳石枕发展的关键环节。在多年的防汛抢险工作中，通过对柳石枕捆枕工序的研究，发明了一种实用的新型设备——手提式捆枕器。经过实践应用，这种手提式捆枕器达到了方便灵活、省时省力的目的，不仅提高了柳石枕质量和工作效率，而且也降低了劳动强度，节约了劳动成本。

手提式捆枕器主要运用杠杆原理研制，主要构件由棘轮滚筒、棘轮扳手、底盘、钢丝快速锁紧装置及钢丝绳等组成（其基本结构如图1所示）。工作原理是先将钢丝绳穿过柳石枕并与装有棘轮和滚桶的底座连接；然后安上手动扳手前后推动，把钢丝绳缠在滚筒上的同时，把柳石枕缓缓拉紧；最后人工用铅丝把柳枕捆紧，再快速地把钢丝绳松开，完成一道铅丝的操作程序。重复以上操作，进入下一道铅丝的捆扎。

图1 手提式捆枕器基本结构

手提式捆枕器的特点

①使用灵活，操作简单。该机架为板式结构，与枕的结合性好，不会出现卡阻现象。抢险队员一看（或看一遍演示）便会操作使用，不需要进行长时间的专门培训。

②拉紧无间歇，速度快。采用双棘轮扳手与滚筒棘轮配合转动，实现滚筒旋转拉紧无间歇，拉紧速度比单棘轮提高1倍。

③自动锁紧功能。捆枕器与钢丝绳连接，一头为挂钩方式，一头为凸轮自动锁紧结构，这种自动锁紧结构，锁紧力能随钢丝绳拉力增大而增大，提高了连接速度和可靠性，可捆扎直径700～1200mm的柳石枕。

④挂钩阻尼防脱。捆枕器与钢丝绳挂钩连接，采用弹簧钢片阻尼防脱机构，防止绳套松动自然脱落，摘挂钩省时、省力，实现了快速摘钩、快速挂钩。

⑤钢丝绳套插压接。钢丝绳套制作采用插接与压接相结合的方法，与目前常用的插接和用钢丝绳卡子、钢丝绳套制作相比，抗拉力大，不扎手，无绳节，表面平滑，外形美观。

⑥整体效果好，轻便。在板式机架上焊接棘轮、滚桶等部件，整体强度好，结构简单，造价低廉，体积小，重量轻（单体重量仅为5kg），便于携带搬运。

⑦安全省力，工效高。拉紧部分利用杠杆原理，引用棘轮扳手，轻巧省力，消除了拉底拦绳带来的不安全因素，一人轻松操作，大大提高了工效，降低了劳动强度。

⑧使用寿命长。该设备引用美国产的棘轮扳手，不仅具有轻巧灵活的特点，而且棘轮及主要部件采用了高强度材料加工制成，耐久性好，可以使用20年以上。

⑨适应性强，运行维护费用低。该设备为纯手工操作，不用油，不用电，适用于各类出险情形、各种恶劣环境条件，不受自然条件和外界条件的限制。

应用效果

近几年，手提式捆枕器在山东省推广100多台（套），在历次黄河防汛抢险中得到广泛应用。

①大大提高了工效，为防汛抢险争取了宝贵时间。该设备采用双棘轮扳手交替操作，且使拉紧滚筒连续旋转无间歇，与传统捆枕方法相比，用时缩短近一半，大大提高了工作效率，为控制险情争取了宝贵时间。

②大大降低了劳动强度，节约了劳动成本。2005年7月20日，济南市天桥区武装部组织民兵进行黄河防汛抢险演习。演习中，抢险队使用该设备进行柳石枕捆扎（如图2）。12名队员使用6台捆枕器，21道捆分两次完成，第一次先捆1、3、5、7、9、11道，第二次捆2、4、6、8、10道，2分钟完成一个枕的捆枕工序，在推枕环节没有发生散枕、断枕和漏石现象。抢险队员一致认为，该设备非常好用。据初步统计，一般捆一道铅丝用时0.5～1分钟，2人操作一套捆枕器，10组同时操作，一个枕捆21道铅丝，捆一个柳石枕只需2～3分钟，而且捆扎力大，比传统方法提高20%以上，劳动强度降低80%以上，大大节约了劳动成本。

③社会和经济效益显著，推广前景广阔。黄河安危，事关大局。黄河一旦决口失事，后果不堪设想。黄河防汛抢险，河道整治工程出现根（坦）石坍塌、墩蛰、溃膛等，以及堤防工程出现坍塌、滑坡等险情，捆抛柳石枕是行之有效的抢护方法，是千百年来沿黄人民与黄河洪水斗争的经验总结。手提式捆枕器的推广应用，大大提高了柳石枕的捆抛质量，提高了防汛抢险水平，能有效遏制险情的发展扩大，对确保黄河防洪安全具有重要的意义。