水下切割的能工巧匠
文章來源：中國交通建設集團有限公司 發布時間：2021-03-04
一直以來，水下隧道項目鋼管樁水下切割工序多數依靠工人手持設備潛水作業，這不僅需要經驗豐富的施工員，還必須是技術精湛的潛水員，施工員下潛到位，岸上人員每隔10分鐘與水下施工員通話，確保水下施工員處于安全狀態，不僅效率無法保證，隱藏其中的危險因子更是不在少數。
面對水下復雜、惡劣的環境，水下鋼管樁切割的難題在中交集團所屬中交四航局車陂隧道實現了突破。車陂隧道位于廣州天河區和海珠區，全長約2公里，其中內河段由4節長123米的管節組成，是項目建設的重難點所在，需要鋼管樁切割施工的段落不在少數。“水下鋼管樁切割施工安全性低，要想實現水下鋼管樁切割施工效率不減，還無需人工下水，我們必須對施工工藝進行改進。”四航局航通公司萌生出了自主研發一套無人潛水切割機的想法。
車陂隧道沉管施工是項目的控制性工程，水下鋼管樁切割關系著能否為沉管施工提供工作面。事不宜遲，2020年8月，研發項目正式啟動，技術團隊不停翻閱查找資料，協調研發材料供應，但萬事開頭難，可用的資料少之又少。雖然國內有繩鋸切割設備可以進行機械化施工，但由于圍堰中的鋼管樁布置較為緊密，且管樁外部均有護樁混凝土，只能由管內往外進行切割，幾乎無法采用繩鋸切割，只能采用潛水員下水到鋼管樁內部，用電弧切割，存在漏電隱患。“設備的主體結構、設備支撐方式都沒有任何經驗可循，我們只有不斷嘗試，把所有可能的想法都試一遍。” 艾榮軍介紹。
隨著研發不斷深入，三雙呈正三角分布的剪刀式液壓支撐工藝技術進入了研發團隊的視野。該工藝將設備本體平穩地固定在鋼管樁內壁，并使用液壓馬達驅動金剛鋸片進行切割。歷時近一個半月，采用三雙呈正三角分布的剪刀式液壓支撐工藝技術新的割樁機終于在大家的期盼中誕生。
2020年9月，新的割樁機啟動首次水下切割鋼管試驗，隨著割樁機下潛到位，割樁機鋸片抵達鋼管樁切割準確位置。然而，好景不長，水下切割的聲音逐漸消失，水面的震動波紋也沒了。大家陷入了疑惑，等將割樁機提出水面，才揭曉謎底。原來是割樁機鋸片刃口變鈍，最主要的部件“癱瘓”了。研發團隊找來市面上不同型號的可切割鋼管的鋸片，研發人員文俊健坦言：“可惜試遍了，都沒有一款現有鋸片可以滿足施工需要，我們只好自己研究。”
研發團隊開始轉換思路，與鋸片廠家合作研發新鋸片，并根據需要增加了鋸片刀刃的金剛石密度和厚度、刃口設退屑槽。在經歷了30多次失敗，嘗試了將近20種鋸片之后，終于研發出了一款符合強度的新型鋸片。2020年11月5日上午，新型鋸片正式投入實驗，鋸片在水下“嗚嗚”地轉動起來，在水面打出一個個漩渦，這漩渦仿佛也在慢慢擰緊現場的氣氛。研發人員等不及看壓力表，拿著手電筒，順著電筒的黃光，探頭向水下看，只見鋸片快速轉動，水花激烈翻涌，10點45分，鋼管樁切割過半，11點56分，鋸片光榮地完成了它的使命，切斷了整根鋼管柱，并且切縫平整、形成封閉的環。
“報告，確認切縫平整，水下環形切割順利完成！”今年1月13日，在廣州車陂隧道現場，四航局自主研發的潛水無人切割機實驗宣布成功，已具備現場實用能力，與人工水下鋼管樁切割相比，無人潛水切割機歷時兩小時完成水下鋼管樁切割，實現了水下無人操作， 大幅提高了水下鋼管樁切割施工的安全性。
【責任編輯：家正】
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