多功能打樁機在防洪搶險中的應用

霍志久 董 震 張志華 張 丁

(1.河北省水利科學研究院，河北 石家莊 050051; 2.廊坊市公路管理處，河北 廊坊 065000)

據有關資料統計，我國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一。每年的災情損失中，水災占40%，臺風占20%，干旱占15%，地震占15%。暴雨洪水危害著社會生活的方方面面，例如洪水常常造成大面積農田被淹、作物被毀，致使農作物減產甚至絕收；洪水災害還會影響鐵路干線，公路網絡，嚴重制約著經濟的發展。例如北京“7·21”特大洪水已造成，經濟損失近百億元。不僅如此，在四川、云南、長江中下游等地區，由于氣候條件及地理環境特殊，經常發生暴雨洪災，導致泥石流，山體滑坡等自然災害。因此，加強防汛搶險工作十分重要。但是傳統的防汛搶險產品存在著許多缺點，例如：傳統的打樁機體積龐大，多為建筑樁基工程和橋梁工程設計，小型的打樁機卻無法滿足多功能、成本低廉的要求。本文針對傳統防汛搶險產品無法滿足防汛搶險時各種需求的現狀，提出具有方便攜帶、操作簡單、安裝迅速、便于運輸等優點的防汛搶險產品多功能打樁機。

1 設計背景

在防汛搶險過程中，傳統的捆拋柳石枕、樁柴護岸、柳石樓廂等搶險技術作為應急搶護發揮著巨大作用，在這些搶護方法中，需大量的木樁(鐵樁)固定柳石枕，可見打樁是各種搶護方法中所不可缺少的一道工序。由于防汛搶險環境、地質情況各不相同，木樁的用途也不一樣，決定了木樁的直徑和打入深度，影響著打樁的難度及勞動強度。長期以來，打樁方式以油錘、手砸人工打樁為主，勞動強度大，工作效率低，目前國內外設計制造的打樁機主要用于建筑樁基工程和橋梁工程，由于樁基工程用樁大多為一二十米長的鋼板樁、鋼管樁、鋼筋混凝土樁，所以打樁機的激振力噸位大至數十噸，小至數噸，且設備整機重量大、價格昂貴、運輸不方便，使用受場地限制。防汛搶險除堵口用長木樁和鋼管樁外，一般用中小木樁，在成立機動防汛搶險隊伍、人機配合搶險的發展趨勢下，要求打樁機輕巧、便攜，機動性好，操作靈活。顯然，大型的打樁機不適用于搶險打樁作業的要求?，F有的其他一些防汛用內燃機式打樁機和車載打樁機也存在機動性差、操作不便、安全穩定性差等缺點，不能滿足防汛搶險打樁作業的要求。

為改變搶險靠人工打樁這種勞動強度大、生產效率低的落后局面，實現在防汛搶險過程中機械化打樁作業，需要研究開發出一種體積小、重量輕、操作方便、機動強、安全可靠的便攜式打樁機。

2 設計內容

多功能搶險打樁機是通過使用正八邊形筒體作為開關控制裝置，上下移動正八邊形筒體觸動單向開關，高壓氣體進入梭閥，在梭閥的控制下使沖擊氣缸的活塞在氣缸缸體內往復運動，產生沖擊作用，結構更加簡單，操作方便，而且適用于狹小空間作業，機動性強，便于攜帶。

多功能搶險打樁機包括沖擊氣缸、氣動梭閥、單向開關、進氣口、導向裝置和開關控制裝置，沖擊氣缸的缸體兩端安裝導向裝置，開關控制裝置與導向裝置滑動配合、且開關控制裝置與缸體上端之間安裝復位彈簧，進氣口連通單向開關進氣端，單向開關出氣端連接梭閥，梭閥的兩個出/進氣端連接沖擊氣缸的兩個腔。

導向裝置包括上蓋和底盤，上蓋固定安裝在沖擊氣缸的缸體上端，底盤固定安裝在沖擊氣缸的缸體下端，上蓋和底盤均為正八邊形板狀結構，開關控制裝置為下端開口的正八邊形筒體，正八邊形筒體套裝在沖擊氣缸外側、且與上蓋和底盤滑動配合，其內側底部與沖擊氣缸上端之間安裝復位彈簧。其中單向開關豎向安裝在沖擊氣缸一側，單向開關的控制桿豎直向上安裝，進氣口水平固定安裝、且貫穿正八邊形筒體側壁上的長槽孔。沖擊氣缸的缸體上端對稱安裝兩根限位螺栓，兩根限位螺栓水平安裝、且貫穿正八邊形筒體上端的兩個限位孔。對正八邊形筒體外壁上布有扶手，扶手用于在使用時向下拉動正八邊形筒體。

通過使用正八邊形筒體作為開關控制裝置，上下移動正八邊形筒體觸動單向開關，高壓氣體進入梭閥，在梭閥的控制下使沖擊氣缸的活塞在氣缸缸體內往復運動，產生沖擊作用，結構更加簡單，操作方便，而且適用于狹小空間作業；另外一方面，沖擊氣缸與

正八邊形筒體之間設置復位彈簧，下壓正八邊形筒體打開單向開關，在高壓氣體作用下驅動沖擊氣缸的活塞往復運動，當需要停止時，松開正八邊形筒體，在復位彈簧作用下，正八邊形筒體相對于沖擊氣缸向上運動，松開單向開關，截斷高壓氣體，在正八邊形筒體與沖擊氣缸之間設置限位孔和限位螺栓，用于限制正八邊形筒體相對于沖擊氣缸的位置。

3 實際應用

多功能打樁機產品現已銷售到重慶市水務局、山西省軍分區、中國人民解放軍66025部隊、河北省水利廳等單位，主要應用于堤壩維護加固、道路施工及訓練演習。各使用單位均反映多功能打樁機產品操作簡便、性能優良、質量穩定。其中在2016年贊皇縣“7·19”洪水中，中國人民解放軍66025部隊緊急調撥多臺DZQ635B型多功能打樁機，快速、圓滿完成了防汛搶險任務，大大減少了人民生命和財產損失。

多功能打樁機產品在植入1 000根鋼管樁的典型規模下，其運行費用(管理費、燃料動力費、維修費以及其他相關費用等)為1.4元/根。該設備相比市場其他設備，結構更加簡單，操作方便，而且適用于狹小空間作業，機動性強，便于攜帶。同時，設備操作簡單、維護方便、安全可靠、作業效率是人工的10倍～15倍，為搶險救災贏得了寶貴時間，具有很高的社會效益(見圖1)。

4 結語

針對現有打樁機體積龐大，施工占地大，費用高昂等問題，多功能搶險打樁機有效地解決了現有打樁機功能單一、環境適應性差等技術難題。其具有重量輕、攜帶方便、操作簡便、機動性強等特點，可滿足決口封堵、堤壩加固的鋼管樁、木樁打樁作業等。可大大提高作業效率，降低勞動強度，縮短搶險時間，將洪水造成的災害損失降到最低，對保護人民生命財產安全發揮重大作用。

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