自制多臂鉆扶釬膠套在烏干達(dá)卡魯瑪尾水隧洞工程鉆孔施工中的應(yīng)用

杜 進(jìn) 軍，　楊 玉 銀，　王 先 浩，　左　祥，　史 俊 安，　呂　巋

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都　610066)

自制多臂鉆扶釬膠套在烏干達(dá)卡魯瑪尾水隧洞工程鉆孔施工中的應(yīng)用

杜 進(jìn) 軍，楊 玉 銀，王 先 浩，左祥，史 俊 安，呂巋

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都610066)

摘要：烏干達(dá)卡魯瑪尾水隧洞工程使用阿特拉斯多臂鉆進(jìn)行洞內(nèi)錨桿鉆孔施工。但在其實(shí)際使用時(shí)發(fā)現(xiàn)，多臂鉆扶釬膠套耐用性差，消耗量很大，加之采購單個(gè)扶釬膠套成本很高且進(jìn)口設(shè)備的采購周期很長進(jìn)而影響生產(chǎn)。為解決該問題并兼顧成本控制，有針對性地實(shí)施降本增效，變廢為寶，經(jīng)研究決定采用廢棄的骨料傳送帶在現(xiàn)場加工制作扶釬膠套并將其應(yīng)用于實(shí)際，不僅保證了施工需要，而且顯著節(jié)約了成本。

關(guān)鍵詞：自制；多臂鉆扶釬膠套；烏干達(dá)卡魯瑪尾水隧洞；變廢為寶；應(yīng)用；鉆孔施工

隨著機(jī)械化水平的不斷提高，液壓多臂鉆的使用使鉆孔功效大大提高，但在其使用過程中存在易損材料消耗大、維修困難、使用不便等問題。出現(xiàn)問題時(shí)，如何結(jié)合施工現(xiàn)場條件，用創(chuàng)新思維快速解決問題，對操作(使用)者至關(guān)重要。烏干達(dá)卡魯瑪尾水隧洞為大斷面隧洞，系統(tǒng)支護(hù)錨桿鉆孔工程量巨大，為保障生產(chǎn)，配置了三臺多臂鉆進(jìn)行錨桿鉆孔施工。由于多臂鉆在實(shí)際使用過程中扶釬器膠套消耗量大，且因工程地處非洲，交通不便，采購周期長，加之耗材本身昂貴，為了保證正常施工，確保洞內(nèi)安全，兼顧成本控制，技術(shù)人員利用人工篩分系統(tǒng)報(bào)廢的骨料傳送帶，設(shè)計(jì)并制作出經(jīng)久耐用的、可替代的扶釬器膠套，成功變廢為寶。

1工程概述

卡魯瑪水電站為烏干達(dá)境內(nèi)維多利亞尼羅河上規(guī)劃7個(gè)梯級電站中的第3級，位于卡魯瑪鎮(zhèn)，距烏干達(dá)首都坎帕拉270 km，距古蘆75 km，該電站以發(fā)電為主，安裝6臺、單機(jī)容量為100 MW的水輪發(fā)電機(jī)組。

兩條尾水隧洞分別為：1#尾水隧洞長8 544.79 m、2#尾水隧洞長8 451.411 m，平底馬蹄形斷面，開挖洞徑寬13.7～14.8 m、高13.45～14.8 m，混凝土襯砌后洞徑寬12.8 m、高12.8 m，底板寬度為10.5 m。

2問題的出現(xiàn)

工程所使用的阿特拉斯兩臂鉆于2015年7月24日投入生產(chǎn)，至2015年10月3日共計(jì)72 d，根據(jù)對現(xiàn)場完成工程量進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，合計(jì)完成約3萬m的鉆孔施工，卻使用了32付前扶釬膠套(2付原裝正廠，30付國內(nèi)副廠)、22付中扶釬膠套(2付原裝正廠，20付國內(nèi)副廠)，其中前扶釬膠套平均937.5 m鉆孔更換一個(gè)，中扶釬膠套平均1 250 m鉆孔更換一個(gè)。根據(jù)采購合同，前扶釬膠套原裝正廠單價(jià)為1 006元/個(gè)、副廠單價(jià)為630元/個(gè)，中扶釬膠套原裝正廠單價(jià)為712元/個(gè)、副廠單價(jià)為340元/個(gè)，72 d消耗扶釬膠套配件合計(jì)費(fèi)用為29 816元，僅此一項(xiàng)平均每天消耗配件費(fèi)達(dá)414元，造成阿特拉斯兩臂鉆使用成本居高不下。

按照尾水隧洞實(shí)際情況預(yù)測圍巖類別，兩條尾水隧洞共需錨桿17.9萬根，鉆孔43.2萬m，減去2015年10月3日前已施工的3萬m，剩余40.2萬m鉆孔還需要大量的扶釬膠套，況且已到場的配件庫存已消耗所剩無幾，為了不影響生產(chǎn)，能否就近采購或者利用項(xiàng)目現(xiàn)有資源自行制作可替代的配件成為當(dāng)務(wù)之急。

3解決問題的思路

由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展落后，該國及周邊國家均無此配件，因此，就近采購只能放棄。項(xiàng)目部技術(shù)人員對扶釬膠套進(jìn)行觀察分析后認(rèn)為：該配件必須耐磨、有韌性、有彈性，能夠很好地將鉆桿握在鉆機(jī)大臂位置。經(jīng)過分析與討論，此時(shí)工地中的人工骨料生產(chǎn)系統(tǒng)換下了很多報(bào)廢的傳送帶，正好具有耐磨、有彈性、有韌性等性能，并且傳送帶中含有多層纖維，其韌性、穩(wěn)定性更好，項(xiàng)目部技術(shù)人員決定將報(bào)廢的傳送帶通過裁剪、打孔、固定制作成扶釬膠套。

4加工制作(以前扶釬膠套為例)

前扶釬膠套長10 cm，寬與高為8 cm，中間為直徑4 cm的孔。報(bào)廢骨料傳送帶寬650～1 000 cm，厚度1.1～1.2 cm不等。

第一步：將不同寬度的傳送帶用剪板機(jī)切成8 cm×8 cm的方塊(也可自制刀片安裝在四柱壓床上將長條切割)；

第二步：用四柱壓床在方塊中心用自制圓形切割頭(D=4 cm)壓出圓形孔，在一邊兩個(gè)角處用四柱壓床分別開孔(D=6 mm)，孔中心距相鄰兩邊均為1 cm。特別需要注意的是：在開孔時(shí)一定要制作一個(gè)直角L型卡槽，防止在成孔過程中方塊旋轉(zhuǎn)或移位而致使成孔位置不正，影響組裝；

第三步：將9片開好孔的方塊用兩顆M6×120 mm螺釘穿好，上好螺母并緊固，一個(gè)扶釬膠套就完成了。自制扶釬膠套加工、組裝及安裝效果見圖1～4。

圖1　自制扶釬膠套組裝示意圖

5自制扶釬膠套使用效果

在當(dāng)?shù)丶爸苓厙译y以采購且扶釬膠套采購、運(yùn)輸成本高的情況下，項(xiàng)目部結(jié)合實(shí)際，充分落實(shí)項(xiàng)目部“降本增效”的宗旨，組織技術(shù)攻關(guān)，利用骨料生產(chǎn)系統(tǒng)撤換下的報(bào)廢傳送帶自制鉆機(jī)前、中扶釬膠套。根據(jù)現(xiàn)場長時(shí)間的使用情況看，自制前扶釬膠套完全能夠滿足多臂鉆的正常使用，單個(gè)可使用8～10 d，中扶釬膠套單個(gè)可使用12 d以上。同時(shí)，項(xiàng)目部將廢棄的傳送帶變廢為寶，大大節(jié)約了材料消耗成本。

圖2　自制扶釬膠套壓床加工

圖3　原裝(左)與自制扶釬膠套(右)對比

圖4　自制扶釬膠套安裝圖

6經(jīng)濟(jì)效益

按照尾水隧洞預(yù)測的圍巖分布，兩條尾水隧洞共需錨桿17.9萬根，鉆孔作業(yè)約合43.2萬m。減去2015年10月3日前已完成的3萬m，還剩余40.2萬m錨桿鉆孔施工，按照平均937.5 m更換一次計(jì)算，完 成 剩 余 工 程 量 還 需 購 買 402 000/937.5=429(付)前扶釬膠套。以此類推，需要322付中扶釬膠套。

如果使用廢舊的傳送帶制作扶釬膠套，一個(gè)前扶釬膠套平均9 d更換一次，參照2015年10月3日 前 的 生 產(chǎn) 能 力，完 成30 000/105×9=2 571(m)才更換一次，那么，完成剩余的40.2萬m錨桿鉆孔施工只需要制作157個(gè)前扶釬膠套即可；以此類推，只需要制作118個(gè)中扶釬膠套。目前，卡魯瑪尾水隧洞項(xiàng)目多臂鉆前、中扶釬膠套全部實(shí)現(xiàn)自制，無需外購，從而大大節(jié)約了成本。自制扶釬膠套只需要投入加工人工費(fèi)、螺釘材料費(fèi)以及剪板機(jī)床、壓床折舊和電費(fèi)，并且項(xiàng)目部已經(jīng)完成當(dāng)?shù)毓と思庸し鲡F膠套的培訓(xùn)，成本已進(jìn)一步降低。

6.1直接經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)目前掌握的圍巖分類信息，預(yù)計(jì)到鉆孔施工結(jié)束，扶釬膠套自制成本僅需9 314元，而外購成本則需399 946元，可創(chuàng)造直 接 經(jīng) 濟(jì) 效 益

39.06萬元人民幣(表1～3)。

表1　自制扶釬膠套單個(gè)成本計(jì)算表

表2　自制扶釬膠套成本計(jì)算表

表3　外購扶釬膠套成本計(jì)算表

6.2間接經(jīng)濟(jì)效益

通過使用自制前、中扶釬膠套，順利地解決了配件采購困難、供應(yīng)不及時(shí)、影響工期和洞內(nèi)施工安全等問題，保證了洞挖支護(hù)施工的正常跟進(jìn)，為項(xiàng)目施工爭取了寶貴時(shí)間。同時(shí)也是響應(yīng)項(xiàng)目“降本增效”的重要體現(xiàn)，成為變廢為寶的一次成功嘗試。

7結(jié)語

在烏干達(dá)卡魯瑪水電站尾水隧洞多臂鉆鉆孔施工中，扶釬膠套消耗量大，成本高，并且在當(dāng)?shù)鼗蛑苓厙也少徖щy、國內(nèi)采購周期較長等情況下，項(xiàng)目部利用人工骨料生產(chǎn)系統(tǒng)廢棄的傳送帶制作可以替代的扶釬膠套，很好地解決了上述問題，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。該扶釬膠套具有制作工藝簡單、材料易于獲取、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，值得在國內(nèi)、外同類工程施工中推廣應(yīng)用。

收稿日期:2015-12-12

中圖分類號:TV7;TV554;TV52;TV53

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

文章編號:1001-2184(2016)03-0080-03

作者簡介:

杜進(jìn)軍(1970-)，男，甘肅靖遠(yuǎn)人，工程師，學(xué)士，從事水電工程施工技術(shù)及經(jīng)營管理工作；

楊玉銀(1968-)，男，河北遵化人，教授級高級工程師，高級爆破工程師，四川省工程爆破協(xié)會專家委員會委員，公司第三屆地下工程專業(yè)技術(shù)帶頭人，從事地下工程及土石方明挖施工爆破技術(shù)及安全管理工作；

王先浩(1988-)，男，四川達(dá)州人，助理工程師，學(xué)士，從事水電工程施工技術(shù)與管理工作；

左祥(1988-)，男，湖南湘潭人，助理工程師，從事水電工程施工技術(shù)及經(jīng)營管理工作；

史俊安(1989-)，男，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，從事水電工程施工技術(shù)及經(jīng)營管理工作；

呂巋(1970-)，男，河北玉田人，助理工程師，從事水電工程施工機(jī)械設(shè)備管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)