電動式“環刀”挖取機具的研制與應用

□劉敏香 □靳武生（焦作市黃河華龍工程有限公司）

0 引言

“環刀”是堤防加固、水庫筑壩、水渠筑堤等土方工程施工中常用的檢測土方干密度的必備工具。在國家重點水利工程南水北調工程渠堤施工中，土方填筑量非常大，土方干密度檢測“點次”非常多，工人挖取“環刀”的工作量大，勞動強度高。傳統的“環刀”挖取方法均為工人拿洋鎬、鐵鍬來挖取，不但勞動強度大、工作效率低，而且在挖取過程中因經常擾動“環刀”，造成干密度檢測數值的不準確。為了提高“環刀”挖取的工作效率，降低工人勞動強度，減輕對“環刀”的擾動，確保干密度檢測數值的準確性，本公司技術人員，針對傳統挖取“環刀”時存在的缺點和不足進行了技術攻關，并結合施工現場實際多次研究、試驗及改進，完成了電動式“環刀”挖取機具的研制。該機具的研制成功，使“環刀”挖取的方法由人工式變為電動式，不僅操作方便，而且省時省力，“環刀”受擾動小，檢測數值準確性高。

1 研制過程

本公司負責建設的南水北調中線工程南陽淅鄧段施工6標，其渠道工程土方填筑量達到300多萬m3，設計壓實度為0.98；經壓實試驗，要達到0.98的設計壓實度，需22 t以上振動碾壓實8遍。在這種壓實度下，人工用洋鎬、鐵鍬挖取“環刀”非常吃力，工作效率低，勞動強度大，“環刀”容易受擾動，干密度檢測數值不準確。而挖取“環刀”的難點在于如何既能又快又省力地松動“環刀”四周的土料，又不使“環刀”和“環刀”內的土料受到擾動，確保干密度檢測的準確性。本公司技術人員針對上述難點，經過分析研究，認為可借鑒沖擊鉆打孔的工作原理，先在“環刀”四周打孔若干，在確?！碍h刀”不受擾動的情況下，使“環刀”周圍的土料松動，便可輕松地取出環刀。經過多次研究和試驗，成功研制出了“電動式‘環刀’挖取機具”。

2 項目內容簡介

2.1 電動式“環刀”挖取機具的組成

電動式“環刀”挖取機具主要由蓄電池、逆變器、沖擊鉆、防擾動鐵盤、鐵撬板組成，見圖1。為解決現場電源問題，采用蓄電池和逆變器相結合，直流電變交流電方法，解決了電源問題；為解決挖取“環刀”四周松土的問題，采用沖擊鉆打孔可快速松土；為解決“環刀”易被擾動而影響檢測數值準確度的問題，專門制作了防擾動鐵盤，用以保護環刀在打孔時不受擾動。

圖1 電動式“環刀”挖取機組成圖

3.1 實現了人工挖取“環刀”的工作方法向電動式挖取操作模式的轉變

該機具的使用，使“環刀”的松土工作，由洋鎬、鐵鍬等工具松土的傳統工作方法變為沖擊鉆打孔松土，電動式挖取“環刀”新的操作模式。工人用該機具可以不費力氣輕松地將“環刀”取出，極大地減輕了勞動強度。

3.2 工作效率高，成倍節省時間

電動式“環刀”挖取機具的使用，使工作效率成倍提高，工人使用洋鎬、鐵鍬挖取一個“環刀”的時間為3 min左右，用該機具挖取一個“環刀”僅需1 min左右，效率成倍提高。

3.3 挖取過程“環刀”不受擾動，確保干密度檢測的準確性

設計的防擾動鐵盤可有效對“環刀”及周圍的原狀土進行保護，所以在挖取環刀、打孔松土的過程中，“環刀”可以在不受擾動的情況下，將其完整地取出來，這樣所取出的“環刀”因沒受擾動，故測出的干密度、壓實度數值，準確度就比較高。

4 運行情況及取得的效益

電動式“環刀”挖取機具自在南水北調工程淅鄧段施工6標的渠堤土方工程施工中開始應用以來，施工人員反響強烈，特別是該機具在項目中應用廣泛，使用頻率多，獲取的數值準確性高，不僅為工程施工提供了翔實、豐富的技術信息，而且提升了施工質量，為施工過程中的其他環節爭取了更多的施工時間，取得了較好成效和效益。一是有效解決了傳統施工技術的不足，實現了“環刀”挖取的自動化操作；二是加快了現場施工人員挖取“環刀”的速度，節省了施工時間；三是減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率和干密度的檢測質量；四是降低了施工勞動力成本，增加了項目效益。