水下混凝土切割是一項(xiàng)在水下環(huán)境中對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除、改造的特種作業(yè)技術(shù),廣泛應(yīng)用于橋梁、碼頭、海洋平臺、水下隧道等工程的施工與維護(hù)。以下從技術(shù)原理、常用方法、應(yīng)用場景、安全要點(diǎn)等方面對其進(jìn)行簡要介紹。
一、技術(shù)原理與特點(diǎn)
(一)原理
水下混凝土切割通過機(jī)械、熱切割或化學(xué)方法,破壞混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,使其按預(yù)定要求分離。由于作業(yè)環(huán)境特殊(水下高壓、能見度低、水流干擾等),需結(jié)合防水、抗干擾設(shè)備及專業(yè)操作技術(shù)。
(二)特點(diǎn)
環(huán)境復(fù)雜:需應(yīng)對水壓、水流、水溫及能見度低等挑戰(zhàn),對設(shè)備密封性和操作人員技能要求高。
安全風(fēng)險(xiǎn)高:可能面臨觸電、溺水、機(jī)械傷害及混凝土碎塊沖擊等風(fēng)險(xiǎn),需嚴(yán)格遵守安全規(guī)范。
精度要求高:常用于精密拆除或改造,需確保切割位置準(zhǔn)確,避免對周邊結(jié)構(gòu)造成損傷。
二、常用切割方法
(一)金剛石繩鋸切割法
原理:利用金剛石串珠繩的高速運(yùn)動(dòng)磨削切割混凝土,通過液壓驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)切割。
優(yōu)點(diǎn):切割效率高、切口平整、噪音低、對結(jié)構(gòu)振動(dòng)小,適用于大厚度混凝土切割。
應(yīng)用:水下橋梁墩柱、碼頭承臺、大型混凝土構(gòu)件的拆除。
(二)水下等離子切割法
原理:通過高溫等離子弧熔化混凝土中的金屬骨料(如鋼筋),同時(shí)沖擊剝離混凝土。
優(yōu)點(diǎn):切割速度快,尤其適合含鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn):能耗較高,切割精度相對較低,可能產(chǎn)生熱變形。
應(yīng)用:緊急搶險(xiǎn)、水下障礙物破除等場景。
(三)水下液壓鋸切割法
原理:利用液壓驅(qū)動(dòng)的鋸片(如金剛石鋸片)直接切割混凝土。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備輕便、操作靈活,適合小范圍或不規(guī)則形狀的切割。
應(yīng)用:水下管道周邊混凝土破除、小型結(jié)構(gòu)改造。
(四)爆破切割法(需謹(jǐn)慎使用)
原理:通過在混凝土中布置炸藥,利用爆破能量使結(jié)構(gòu)分離。
缺點(diǎn):可控性差,易對周邊環(huán)境造成振動(dòng)和污染,需嚴(yán)格審批和安全防護(hù)。
應(yīng)用:僅適用于極少數(shù)大型、非精密拆除場景,且需專業(yè)爆破團(tuán)隊(duì)操作。
三、主要應(yīng)用場景
水下工程拆除:如舊橋梁、碼頭的水下部分拆除,為新建工程騰出空間。
管道與樁基處理:切割水下廢棄管道、樁基或障礙物,保障航道或新工程施工安全。
結(jié)構(gòu)改造與修復(fù):在水下隧道、沉井等結(jié)構(gòu)中切割預(yù)留孔、調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸,或?qū)κ軗p部位進(jìn)行精準(zhǔn)拆除修復(fù)。
應(yīng)急搶險(xiǎn):水下事故中快速切割障礙物,如沉船周圍混凝土結(jié)構(gòu),打通救援通道。
四、關(guān)鍵安全與操作要點(diǎn)
(一)安全防護(hù)
設(shè)備防水:切割設(shè)備需具備高密封性,定期檢查絕緣性能,防止漏電引發(fā)觸電事故。
潛水員資質(zhì):操作人員必須持有專業(yè)潛水證和切割作業(yè)資格證,且需經(jīng)過專項(xiàng)培訓(xùn)。
水流與浮力控制:作業(yè)前評估水流速度,潛水員需通過配重調(diào)整浮力,避免被水流沖走或碰撞切割設(shè)備。
通風(fēng)與照明:保證水下作業(yè)區(qū)域有良好的通風(fēng)(若需長時(shí)間作業(yè))和充足照明(如防水 LED 燈),改善能見度。
(二)操作流程
前期勘察:通過聲吶、水下攝像機(jī)等設(shè)備勘察混凝土結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋分布及周邊環(huán)境,制定切割方案。
設(shè)備調(diào)試:在陸地上完成設(shè)備組裝與調(diào)試,確保水下運(yùn)行穩(wěn)定。
定位與固定:潛水員將切割設(shè)備準(zhǔn)確固定在切割位置,利用導(dǎo)向裝置保證切割精度。
分層切割:對于厚混凝土結(jié)構(gòu),采用分層切割方式,避免一次性受力過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌。
碎塊處理:及時(shí)清理切割產(chǎn)生的混凝土碎塊,防止堆積或堵塞作業(yè)區(qū)域。
水下混凝土切割是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)高的特種作業(yè),需綜合考慮環(huán)境、設(shè)備、人員等多方面因素。在實(shí)際應(yīng)用中,需根據(jù)工程需求選擇合適的切割方法,嚴(yán)格遵循安全規(guī)范,以確保作業(yè)高效、安全完成。隨著技術(shù)的進(jìn)步,其在水下工程領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛和成熟。