刘 洁

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概况及地质条件

张峰水库输水管线金峰山段位于山西省晋城市沁水县东端，山坡管线长330.13 m（TO+000～T0+330.13），均安装DN 1600 PCCP管道，每节长6 m，重约10 t。山坡坡度32.16°，全线地质条件为：桩号TO+000～T0+259.87段穿过地层岩性为及砂岩、泥岩，基岩强风化带厚度2～5 m。桩号T0+259.87～T0+330.13段地表地层岩性为低液限黏土，低液限黏土之下有厚0～5 m的卵石混合土层，覆盖层厚度大于14 m，下伏基岩，表层9 m范围内土层具湿陷性，为I级非自重湿陷场地。

2 施工条件

经现场技术人员实地考察，金峰山四周没有任何可上山道路，且可见山上风化岩较多，山坡此起彼伏，处处存在塌落隐患，修筑临时施工道路受限。

坡底向上游70.26 m段(T0+259.87～T0+330.13)地质主要为湿陷性黏土，此段利用反铲挖掘机从上向下方式直接开挖，管道采用履带吊吊装，常规方法即可。施工困难是存在于从桩号T0+259.87继续向上游至坡顶的岩石段。根据施工组织设计，此岩石段采用钻孔爆破法开挖，但施工期间正值当地安全月，岩石开挖严禁使用爆破器材，炸药批复困难。

根据现场地形地质情况，在管沟一侧可修筑成型的施工道路不足4m,但履带吊地面行驶宽度要求4.5m，按原施工组织设计利用履带吊吊装管道无法实施。

3 解决方案

3.1 确定临时施工道路

金峰山上岩石陡峭，四周原来就无任何上山道路，修筑施工道路受限，迫于施工，临时道路只能顺设计管线在其左、右侧修筑，经现场地势观察，设计管线左侧岩石面整体起伏较右侧平缓，风化岩石较右侧少，且在黏土段与岩石段交界处有一小平台，修整后应可放置管材且可停放车辆，故决定在设计管线左侧修筑临时施工道路。

3.2 岩石开挖方案

为配合当地政府安全工作但又必须保证工期，经现场研究，改变原设计爆破施工方案，采用反铲挖掘机安装液压破碎锤进行岩石破碎。

液压破碎锤的发展始于20世纪50年代，中国进入21世纪后随着国内基本建设和建筑业的发展，挖掘机的市场增长后液压破碎锤的技术使用才逐渐增多。液压破碎锤作业是以液压为动力，驱动活塞往复运动，活塞达中程时高速撞击钎杆，由钎杆破碎岩石。使用时，拆掉反铲挖掘机铲斗后在原位安装破碎锤，由专业人员安装，并正确安装液压油管路系统。

开挖时由山顶向下游进行分层分段岩石破碎。施工时将液压破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后再开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎。锤击作业时，击穿方向必须与钢钎成一直线，如果锤击方向倾斜，作业时钢钎可能会滑脱，引起钢钎及活塞断裂或卡死。并且为了有效破碎，破碎锤还应使用适当的击穿力，如果击穿力不足，活塞的锤击能量将不能有效碎石，如果击穿力过大并且进行破碎作业时，挖掘机可能会在碎石瞬间突然倾斜，尤其是斜坡上，更为危险。液压破碎锤开挖至预留保护层面停止开挖，预留保护层利用手持风钻开挖，人工剥离开挖至设计建基面。

3.3 管道运输

运输PCCP管道是此段施工遇到的最困难的问题。按原施工组织设计是利用现场履带吊吊运PCCP管道。但因现场地形情况限制，修筑的临时施工道路宽度无法满足履带吊正常行驶，原方案无法实施。原方案放弃后即考虑安装龙门架起重设备进行吊运。龙门架及轨道设备重量很大，黏土段地基较软，运行汽车易陷；岩石段岩面光滑岩隙又大，汽车轮胎打滑、卡轮，履带吊又无法上行，加之坡度较陡，运输困难。在这样艰难的施工条件下工期又紧，施工方立即成立了临时运输专家组，由项目经理、总工、施工部长、机械工长、安装工长及经验丰富的机械工、安装工组成。大家集思广益，认真探讨，综合部署，最终决定利用现场现有的两台330履带反铲挖掘机进行管道吊运并入槽就位。具体方案如下：

3.3.1 修筑起吊、试吊平台

管线左侧黏土段与岩石段交界处有一小平台，用挖机顺地势尽量拓展开挖，增大空间，形成存放上游管材及起吊、试吊管道的平台。

3.3.2 起吊准备工作

起吊前，检查挖掘机大臂和铲斗是否良好，油气路是否畅通，液压传动与应用制动器是否完好。另外，在两台挖机铲斗背面各焊接一个15 t吊钩，用30 mm厚钢板满焊，严禁用铲斗斗齿直接吊运。同时准备2根15 t吊带，检查其完好无损。

3.3.3 试吊

因PCCP管材供货数量有限，单根成本较大，如起吊损坏不仅耽误工期、增加费用，且可能造成不必要的索赔。故施工方先将现场备用几根凑合节焊接成10 t重的整根钢管，采用已定方案进行试验。

（1）平地试吊

在试验钢管两端距离端口1.5 m处分别套上吊带，两台挖机面对面各停置在两端口一侧，挖掘机大臂成45°角，副臂垂直于地面，铲斗背部吊钩勾住吊环。指定机械工长专人指挥，指挥人员一手拿红色旗，一手拿黄色旗，分别控制两台挖机的行驶速度。在专人指挥下，两台挖机操作人员同步平稳起吊钢管，离地面20～30 cm处停止起吊，再设定同样行走速度后，沿指定行进路线一台挖机前进行驶，另一台挖机倒后行驶。行驶中指挥人员可参照吊带与管身垂直度调节挖机行进速度。平台原地起吊平地吊运试验基本成功，之后进行斜坡吊运试验。

（2）斜坡试吊

在岩石段坡底处，两台挖机吊运管道准备就绪，听从指挥缓慢上坡，管道承口始终顺水流方向。斜坡管道运输没有想象的那么顺利，坡道上大部分路段岩面光滑，挖机行驶中履带打滑无法顺畅行驶，走走停停，停顿时人工及时铲土填平道路，铺一段走一段，挖机行走后，岩石表面土体无法存在，向山下滑落，再行经此段时需重新填铺。两台挖机行走速度很慢，但最终顺利运输到位，其中合理指挥起到了关键作用。

3.3.4 斜坡运输

斜坡上PCCP管道自下而上逐节安装，从坡底向上游前五节PCCP管仍可利用履带吊吊装，第六节开始利用挖机吊运，按照斜坡试吊方法，总结经验，缓慢吊运管道，虽然速度很慢，但在大家团结协作中，最终顺利完成了挖机运输工作。

3.3.5管道入槽

挖机吊运管道到位后，两台挖机停止行进，调整距离，平稳管道。听专人指挥，两台挖机同步缓慢向管道两端口相对移动，同时大臂、履带向管槽方向旋转，边移动边转向，直到两台挖机慢慢靠拢且履带、大臂垂直于管槽，使PCCP管道悬于管沟安装位置之上。在转向过程中PCCP管道承口始终平行于水流方向。定位后，两台挖机同步下放PCCP管道，沟内人工配合进行管道对中衔接。

4 结束语

本坡段施工因地质、地形及外界因素影响，造成了特殊的施工条件，常规施工方法无法满足。在特定的环境下，利用了挖机的拓展功能，有效完成了施工任务，保证了工期，避免了索赔，增强了团队合作意识，激发了团队创造力。