浅析创新器机具在黄河工程改建中的综合应用效率

张志强李昆胡新涛

（1.山东黄河河口管理局利津黄河河务局，东营 257400；山东省东营市利津县明集乡社区建设服务中心，东营 257442）

浅析创新器机具在黄河工程改建中的综合应用效率

张志强1李昆2胡新涛1

（1.山东黄河河口管理局利津黄河河务局，东营 257400；山东省东营市利津县明集乡社区建设服务中心，东营 257442）

创新器机具加装配套在挖掘机、推土机在黄河下游改建工程中实现一机多用，有力强化了多用途能力，性能得到全面提升。其功能、效率倍增。使用效果证明，各器机具性能优良。从而改变了传统人工单调施工模式。创新器机具的综合的采用不但缩短工期，降低费用，且还大幅度提高功效，减轻劳动强度，创造社会效益、经济效益价值显著。

创新器机具 应用效率分析 黄河工程

引言

随着社会的进步和发展，众多创新器机具在不断发明、创新、改造、完善中诞生。为使工程优质高效完成，我们尝试利用创新机械器具、搭载在定型机械上，人机优化配合，在施工过程，彰显创新器机具与机械、人工结合的新特点、新优势、新功效。

1 工程概况及施工难点

1.1 工程概况

黄河下游改建工程位于黄河左右两岸，是黄河标准化堤防工程向下游的延续亮点之一。需改建的险工10余处、控导工程多处、加高帮宽堤防工程135余公里。原工程经过数十年的运行，已经达到设计使用期限，为确保黄河长治久安，提高工程防洪能力，采用新的工程建设标准，达到标准化堤防要求。

1.2 施工难点

堤防加高帮宽工程是按新设计标准加高帮宽，临背边坡统一按1:3修筑。险工改建工程是将原护砌旧石坡拆除后，按新设计参数砌筑。即将土边坡由1：0.8整修为1: 1.3。施工时，传统作业为人工铁锨挖、洋镐刨、撬杠掀、人工搬运、菜耙顺坡，人工很难在1:0.8坝基边坡上站立，尤其是需将旧石拆除及土方外运，其困难大又影响下道土工布铺设、砌石等工序的顺利进行。其费工、费时、安全性差，人工劳动强度大，功效很低，工期长。

为有效提高河道防洪能力，确保改建工程竣工后正常运用及工程的安全，使未来工程管理成为新亮点，有力促进该区域经济发展，提高人民生活条件，我们改进施工工艺、寻找新施工方法。如HCX-1机载刮坡器、HCX-2机载夯坡器、机拖顺坡器、HHLJCX-1型自动脱钩器等，应用效果显示其功效、经济效益显著。

2 创新器机具的特点、原理、施工工艺、效率分析

2.1 创新器机具主要有

刮坡器、夯坡器、顺坡器、脱钩器等是日立ZX350LCK型挖掘机或类同机型的配套专用器具，实用成效显著。

2.2 各创新器机具特点

构造合理，制造简单、性能优良、整体安装、拆运方便，实用性强、省工省时高效、耐用易保管等。

2.3 各创新器机具特点、原理、施工工艺及效率分析

2.3.1 HCX-1机载刮坡器

（1）特点。刮坡器可集：刮、割、削、收、补、运、堆多功能于一身。

（2）原理。该器具是利用前锋刃刀切割敛收预留或超厚堤坝、渠坡土方，由导流板进入斗内，同时移动主机将土方用于其他位置填洼补缺或回填。从而解决传统人工修坡功效低，因挖掘机齿而无法一次性完成修整边坡到位的设计要求。

（3）施工工艺。根据设计要求进行坝坡、渠坡修整施工时，需进行纵向、横向切削厚度尺度放样，预留界定安全数值。为防止边坡出现凹凸，根据实践经验，有利于上下、左右边坡平顺的最佳状况，工作时，纵向预留0.1～0.2m搭接宽度为宜。

进行堤坡坝坡、渠道边坡开挖削坡时，首先将刮坡器与主机连接牢固，选定挖掘机最佳工作位置，根据边坡设计1：2～1：3要求，进行逐段与逐坯刮坡，充分利用多余土方。

表1 1HCX-1机载刮坡器与传统工艺施工效率比较表

（4）效率分析（由表可看出）。实用结果证明：该器具有效地克服、解决了传统施工中费用高、效率低、工期长、劳动强度大，安全性差等问题。比50人工提高效率8.91倍，比传统施工方法省工、省时、高效、节约，创造综合经济效益十分可观。

2.3.2 HCX-2型机载板式夯坡器

（1）特点。夯坡器设计简单、造价低，耐用易养护保管。比传统施工方法省工、省时、高效、节约、效率凸显。

（2）原理。该器具是充分利用挖掘机强大的动力源及其可变机械臂的伸、弯、收、拍等特点，将制造好的夯实板巧妙地嫁接固定在该机铲斗底端。利用该机油压操作装置，轻松将夯板自重与挖掘机铲斗重量叠加在一起，机手有效地控制调节其不同姿势、角度，顺势、定位、斜向拍打击实坝体坡面，使坝坡达到平顺一致、光滑密实，并保持原坝基整体稳固。

（3）施工工艺。夯实作业前先将夯坡器与主机铲斗接紧固牢，并严格检查其安全性。夯实作业时根据夯实边坡坡度、夯实度等实际要求，首先巧用夯板，刮凸补凹，消除坝坡个别凸凹部位。其次，要适时移动挖掘机，寻选妥当位置，由上而下，先左后右或反之，做到逐段逐层夯实，夯板之间要顺向或横向必须相互搭压0.05～0.1m，确保夯实坝坡不遗漏，使坝坡平顺、光滑，夯实度符合设计标准。

表2 HCX-2型机载板式夯坡器与传统工艺施工效率比较表

（4）效率分析（由表可看出）。在施工环境条件和夯实面积相同情况下，采用该夯坡器与传统人工夯实比较，施工质量、工作效率有极大提高。实践证明：一是夯实坝坡平顺、光滑；二是坝坡整体固结性强，无明显蓬松现象；三是巧用夯板刮凸补凹，可一器多用；四是夯实效率高，综合单价低；五是省工并降低人工劳动强度；六是省时、缩短工期，减少施工费用；七是比人工提高效率23.6倍。

2.3.3 HCX-1机拖顺坡器的特点、原理及施工工艺

（1）特点。设计简单，构造合理，整体安装、拆运轻便，耐用易保管等。最大优势在于：一是与动力主机连接简捷方便，顺坡适用性强；二是制造成本低，养护简单，使用寿命长；三是确保了工程施工质量，加快了施工进度，缩短了施工工期，四是大幅度降低人工劳动强度，提高功效；五是降低消耗，创造社会效益、经济效益巨大。

（2）原理。该器具是利用工字双侧为刀刮割集收凹凸不平坝坡土方，集收、悬带、移动、填平、顺平坡度，使行进主机牵引顺坡器将凸出多余土方刮平、悬带、移动到凹洼处，且用于其他位置的填凹补缺顺顺。

（3）施工工艺。作业前，首先将HCX-1机拖顺坡器油丝绳A（在下）、B（在上）与主机连接牢固，山推要选定适当位置再行工作。根据设计边坡1：3要求，自上而下进行叠加递减纵向顺刮。作业时，为避免坝坡再次出现凸凹情况发生，根据实践经验，顺坡时：可由上而下逐步递减区段刮割，顺向要间隔预留0.2～0.5m搭接坎。做到逐段、逐区拖顺，使顺坡器及时刮凸，充分利用多余土方补凹，使坝坡平顺光滑，符合设计要求。

表3 1HCX-1机拖顺坡器与传统工艺施工效率比较表

（4）效率分析（由表可看出）。该实用新型器机具的高效果表现在：一是该机拖顺坡器可以与动力主机相连，整体安装、拆运方便，大幅度降低人工劳动强度，提高修坡功效，加快施工进度，缩短施工工期；二是制造成本低，养护简单，使用寿命长；三是该顺坡器能刮割收集土方，将凸出多余土方刮平、悬带、移动至凹洼处，用于其他位置的填凹补缺，平顺程度好，且一次性修整到位，确保了工程质量。四是比传统施工工艺提高效率8倍。

2.3.4 HHLJCX-1型自动脱钩器的特点、原理、效益分析

（1）特点。其：一是与起重机主吊钩连接方便，适用性强；二是制造成本低，使用寿命长；三是抛石体积大，效率高，缩短抢险时间，及时控制险情发展，四是大幅度降低人工劳动强度，根除传统人工强行摘钩易造成人员意外伤害的危险；五是解决了大块石的抛投或因距离远而抛投不到位的难题。

（2）原理。利用机械轴与重量重心平衡偏转原理。该器具是在起重机主吊钩处连接自动脱钩器上的钢丝绳部分。当把已经装石封好的笼体由起重机牵引自动脱钩器按工程出险到达抛放位置，待笼体逐步降落到位时，起重机开始收杆放绳，自动脱钩器U形环轴中心体以上部分重量大，重心偏移自转而自行脱钩，使抛投笼体快速到位。

表4 传统人工抛笼与自动脱钩机抛石笼效率比较表

（3）效率分析（由表可看出）。自动脱钩器可谓：小器具，高效益，其制作简单、造价低。该器具多次在其它险工、控导工程维修抢护中使用。实用效果显著，具有省时高效、安全可靠、抛投笼体大，一次性准确抛投到位等特点，大大提高了效率。真正达到了抛投到位、抢护险情及时的目的。与传统抛笼相比，为控制险情，确保堤防、险工、控导工程起到了决定性作用，自动脱钩器提高效率10倍，其所发挥、创造的社会综合经济效益和防洪效益十分显著。

3综合经济效率效益分析

创新挖掘机专用器具，可一机多用。经实用验证：其性能优良，凸显多功能、高效益、“省又快”组合力量得到大幅的提升，有效提高拆除旧坝、根石抛护及堤防加高帮宽高工程、倒运石料、破石，刮修、夯实坝基内坡高效能力，符合现时代创新理念。在不同时期、新环境均有重大的应用价值，并将促进交叉多类工程多领域的发展。克服解决了传统人工效率低，安全系数差，劳动强度大，不能满足新时期科学施工的需求。新型机具的研制和应用，彰显一体化的机动、高敏捷性和良好的性能与人工密切相配合。

各创新器机具最大优势一是与动力主机连接快捷方便，适用性强；二是制造成本低，养护简单，使用寿命长；三是确保了工程施工质量，加快了施工进度，缩短了施工工期，四是大幅度降低人工劳动强度，提高功效；五是降低消耗，机具与人工相比，其效率分别为：8.91，23.6，8，10倍。

On Integrated Application Efficiency of Innovative Equipment in Yellow River Engineering Reconstruction

ZHANG Zhiqiang1,LI Kun2,HU Xintao1
（1.Yellow River Estuary Administration,Lijin Yellow River Bureau,Lijin257400；2.Mingji Community Service Center,Lijin county, Dongying,257442）

innovation machine tools equipped with supporting inexcavator, bulldozer in the lower reaches of the Yellow Riverreconstruction realized multi-usage, strengthened the multi-purposeability, and performance is raised comprehensively. Its function andefficiency duplicated. Using effect has been proved that all themachines have excellent performance, which changes the traditionalartificial boring construction pattern. The comprehensive adoption ofmachines and tools not only shorten the construction period, lower cost,and also significantly improve efficacy, reduce labor intensity, creatingsocial benefit, economic benefit value significantly.

innovative implement,application,efficiency analysis, Yellow River engineering