金刚石绳锯切割工艺在铁路施工中的应用

周志强

（中国铁路南宁局集团有限公司 项目公司，工程师，广西 南宁530029）

1 工程概况

为更好满足城市发展及人民群众生活交通需要，有关部门决定将南宁市北大路既有的5孔下穿铁路框架桥拆除改建为4孔框架桥。工程下穿南宁火车站西端咽喉区，有南广高铁上下行线、机待4线及新建J4线等多条轨道线路。

该改造工程主体设计为分离式单箱单室结构框架桥，从南宁车站往昆明端分别为1－4#（1-10.5 m+1-11.5 m+1-15.0 m+1-8.4 m）框架桥，其中2－4#框架桥由拆除既有2－5#框架桥后改建；1#框架桥由既有1#框架桥接长完成。顺铁路方向框架桥长度共为52.47 m,垂直线路方向框架桥长度为40.19 m。

2 拆除方案研究比选

2.1 人工拆除人工拆除是采用风镐破碎钢筋混凝土，属于破坏性拆除，能确保既有线安全，但其施工面狭窄，人工投入有限，施工人员人身安全隐患多，且进度缓慢、工费巨大。

2.2 机械拆除机械拆除是运用机械破碎钢筋混凝土，也属破坏性拆除，具有进度较快，成本较低，但其噪音、震动大及扬尘污染严重，对周边居民干扰较大，且对相邻构筑物有震动影响，安全隐患较大。

2.3 金刚石绳锯金刚石绳锯切割是将整体块状分离，属于钢筋混凝静力切割，具有切口平直，速度快（每台机每小时可以切1.5 m2-3 m2），效率高，噪音低、震动小、无粉尘、操作简便、空间要求不高等优点，但金刚石切割绳的成本较高。

北大路既有框架桥地处南宁市中心闹市区，桥面距既有铁路线约90 cm高，采用D便梁架空加固铁路线后，桥面顶距D便梁纵梁底部约48 cm高。从保障正常铁路运输及施工扰民、工期保障、劳动安全、相邻构筑物安全等综合考虑，采用金刚石绳锯进行既有框架桥的边墙和顶板拆除。

3 金刚石绳锯切割

3.1 金刚石绳锯介绍金刚石绳锯切割是金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨切割体进行切割工作。其使用金刚石单晶做为研磨材料，可以对石材、钢筋混凝土等坚硬物体进行切割。切割过程安全方便，震动和噪音小，被切割物体能在几乎无扰动的情况下被分离。

3.2 施工方案简述

3.2.1工序流程图（详见图1）

图1 工序流程图

3.2.2 施工方法 绳锯拆除既有构筑物应遵从“自上而下”原则，先拆除框架桥顶板，后拆除边墙。拆除顶板前，利用D24便梁将既有铁路线路架空加固，与既有框架桥完全分离，再利用木模板将D24便梁与拆除物隔离，以避免绳锯拆除时，有杂物侵入上方既有线，影响行车安全。

拆除时，顶板、边墙混凝土块原则上分别按0.8 m×0.8 m和1.5 m×2 m尺寸切割；底板因底部无临空面，采用机械破除。

1）参数选择。按正常施工需求，金刚石绳运转线速度控制在18 m/s左右能确保切割稳定性；切割过程中要有足够的冲洗液量，以满足金刚石绳冷却和将磨削粉屑带走的需要。

2）钻孔。采用取芯设备由既有框架桥顶板底面向上进行钻孔，边墙由内向外钻孔，为确保既有线和施工操作安全，顶板孔距为0.8m×0.8 m，边墙为1.5 m×2 m。

3）安装绳索。施工时，将金刚石绳穿过已钻取的孔位，并按顺序缠绕在主设备的主动轮及辅助轮上,绳子的方向和主动轮驱动方向保持一致。

4）构筑物切割。待金刚石绳安装完成后，启动切割设备电动马达，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，供应循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内。

在拆除施工过程中，因其顶板无支持物，需防止切割过程中，顶板混凝土块直接从空中掉落，本工程采用5 t叉车并在叉车上焊接工字钢托架作为切割块的支撑；边墙切割时，因切割物下方有支撑物，在切割完成后，直接采用挖掘机将切割块移开，为防止震动，地面先铺设一层50 cm厚的碎石或土作为缓冲层。

3.2.3 绳锯切割安全保障措施

1）建立以建设、监理、设备管理（配合）和施工单位为一体的安全生产管理保证体系，落实各方安全职责，督促施工单位严格落实审定的施工方案及安全防护措施，确保营业线施工各项规范、制度和标准有效落实。

2）所有作业人员必须经过安全培训方可上岗，严格遵守施工安全相关管理规定，禁止任何无关人员进入施工区域。

3）落实劳动安全相关措施，严格按照操作规程有序施工，避免作业人员违章蛮干，确保作业人员劳动安全。

4）机械设备要有专人管理，定期保养、检修，严禁带故障运行。

5）在便梁底部用竹胶板设置隔离防护板，防止锯绳断裂及凿岩机作业过程中石块飞溅至线路上，危及行车安全。

6）严格落实“一人一机”防护制度，列车通过时下方机械设备停止作业，施工过程中禁止任何机械触碰D便梁。加强线路检查，发现问题按照“先防护、后处理”原则及时消除安全隐患。

4 金刚石绳锯切割拆除效果

1）拆除进度块，效率高。在拆除北大路既有框架桥过程中，采用绳锯切割，具有振动小、不受作业空间限制、不受施工天窗影响连续施工作业等优势，比采用人工或机械破碎拆除，节约工期约4个月。

2）静力切割，环保施工，减少扰民。采用绳锯静力切割拆除有效避免了采用机械破碎施工噪音大、震动大、扬尘污染严重及扰民等不利因素，施工过程中未收到附近居民任何投诉。

3）相邻铁路设备安全可控。采用绳锯切割拆除既有框架桥过程中，在D型便梁底部设置竹胶板将既有框架桥与既有线隔离，避免锯绳断裂或作业过程产生的石块飞溅至线路，影响行车安全，最大限度减少施工对运输的干扰，比采用机械破除施工，机械易触碰架空加固的D型便梁，造成铁路轨道几何尺寸和线路方向偏移变化，安全更加可控。

5 结束语

本文介绍的金刚石绳锯切割工艺经实践检验具有较好的综合效益，期望能对类似施工起到参考作用。下一步，将针对金刚石绳锯切割作业中，遇到切割物材质松散、不单一时容易造成切割绳断裂导致损耗过快、成本增加问题进行研究，采取理论与实践相结合方法，找准问题成因，探索破解措施，努力提升金刚石绳锯切割工艺的适用性经济性先进性。