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某发射工位导流槽绳锯切割拆除技术

文档作者：刘世斌，杜峰峰，张笈玮文档来源：中国人民解放军６３９２６部队		点击数：	更新时间： 2025年09月28日
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上一篇：某工程外墙开裂及面砖脱落原因分析

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９６
施　工　技　术
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１５ 年２ 月上
第４４ 卷　第３ 期
ＤＯＩ：１０􀆰 ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１５０３００９６
某发射工位导流槽绳锯切割拆除技术
刘世斌，杜峰峰，张笈玮
（中国人民解放军６３９２６ 部队，北京　１００１９２）
［摘要］ 某发射工位导流槽为地下大体积钢筋混凝土异形结构，拆除时对邻近建筑物的保护要求严格、同步交叉作
业多，拆除难度大，常规的爆破、机械拆除方法难以满足要求。通过试验、分析，对绳锯切割机械进行了改进，研发
了双发动机同步双轴双轮驱动技术、新型平稳高强螺纹收线装置等多项关键技术和装置，成功解决了该技术难题。
［关键词］ 混凝土；导流槽；大体积混凝土；拆除；绳锯
［中图分类号］ ＴＵ７４５􀆰 ４ ［文献标识码］ Ａ　　　　［文章编号］ １００２⁃８４９８（２０１５）０３⁃００９６⁃０４
Ｗｉｒｅ⁃ｓａｗ Ｄｉｓｍａｎｔｌｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ａ Ｇａｓｆｌｏｗ⁃ｇｕｉｄｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ
Ｌａｕｎｃｈｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ
Ｌｉｕ Ｓｈｉｂｉｎ，Ｄｕ Ｆｅｎｇｆｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉｗｅｉ
（Ｔｈｅ ６３９２６ Ｔｒｏｏｐ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ Ａｒｍｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇａｓｆｌｏｗ⁃ｇｕｉｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ａｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｐｅｃｉａｌ⁃ｓｈａｐｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍａｓｓ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ， ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈａｒｄ ｔｏ ｄｉｓｍａｎｔｌｅ， ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｓｔｒｉｃｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅａｒｂｙ
ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｎｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｃｒｏｓｓ⁃ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ． Ｄｉｓｍａｎｔｌｅｄ ｂｙ ｒｅｇｕｌａｒ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｏｒ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｉｓ
ｕｎｒｅａｌｉｓｔｉｃ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｗｉｒｅ⁃ｓａｗ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｔｈｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ
ｉｓ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｕｌｔｉ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｂｉａｘｉａｌ
ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｎｅｗ ｓｍｏｏｔｈｌｙ ｈｉｇｈ⁃ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｈｒｅａｄ ｔａｋｉｎｇ⁃ｕｐ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ； ｇａｓｆｌｏｗ⁃ｇｕｉｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ； ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ； ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ； ｗｉｒｅ⁃ｓａｗ
［作者简介］ 刘世斌，高级工程师，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｓｋ６３９２６＠１２６． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１４⁃０８⁃０５
１　工程概况
在某航天发射场改造工程中，需要在不完全拆
除发射塔的情况下，对发射塔邻近的导流槽构筑物
进行拆除。导流槽长４５􀆰 ６２ｍ，宽１０ｍ，深１０􀆰 ８７ｍ，
为大体积钢筋混凝土结构。导流槽主体结构配筋
密度大、强度高，钢筋型号大部分为ϕ２５ 和ϕ２２，混
凝土强度等级为Ｃ３５；槽内壁、发射台面均为耐火混
凝土，厚度分别为１５０，３００ｍｍ；槽底板、槽壁和顶板
厚度均在２ｍ 左右。导流槽边缘距离发射塔（塔体
质量约１ ３００ｔ，塔架总高８５􀆰 ５ｍ）１􀆰 ５ｍ，形状十分不
规则，既包含梁、板、墙，也包含弧面、斜面、变截面
（见图１），拆除时要求对发射塔架的基础不能产生
扰动，塔体倾斜度不允许超过０􀆰 ０３％。而且由于工
期要求紧，新建导流槽桩基工程、支护工程、降水工
程要同步进行，交叉作业面广，拆除难度非常大。
目前，一次性拆除大断面、高强度、对邻近建筑
物保护要求严的地下构筑物在军内还是首例，在民
图１　导流槽示意
Ｆｉｇ． １　Ｇａｓｆｌｏｗ⁃ｇｕｉｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ
用建筑物拆除中也属罕见。常规的动态爆破对塔
架基础扰动较大，施工安全难以保证；静态爆破拆
除成本高，且不利于其他专业交叉施工，工期难以
保证；机械拆除扰动大，噪声高，效率低。因此，本
工程决定采用先进的绳锯切割技术对导流槽进行
２０１５ Ｎｏ． ３ 刘世斌等：某发射工位导流槽绳锯切割拆除技术 　９７
拆除。根据工程实际，通过对导流槽切割拆除的工
艺进行试验、分析，对绳锯切割机械进行了改进，研
发了双发动机同步双轴双轮驱动技术、收绳装置四
轮同轴两组同面布局技术、新型平稳高强螺纹收线
装置、新型旋罩式护罩技术、储绳轮系同心双转动
技术等关键技术和装置，成功解决了特殊条件下拆
除高强度大体积钢筋混凝土导流槽的技术难题。
２　绳锯切割机械改进
２􀆰 １　绳锯切割机头改进
２􀆰 １􀆰 １　液压发动机选择与分析
液压发动机分为高速和低速，额定转速高于
５００ｒ／ ｍｉｎ 的发动机属于高速发动机。高速发动机
的基本形式有齿轮式、叶片式和轴向柱塞式。它们
主要特点是转速高，转动惯量小，便于启动、制动、
调速和换向。经论证，针对绳锯的切割特点，绳锯
发动机选高速发动机，收绳发动机选低速发动机。
在选定液压发动机时要考虑的因素有工作压
力、转速范围、运行扭矩、总效率、容积效率、滑差特
性、寿命等机械性能，以及在机械设备上的安装条
件、外观等。
确定了所用液压发动机的种类之后，可根据所
需要的转速和扭矩从产品系列中选出能满足需要
的若干种规格，然后利用各种规格的特性曲线查出
（或计算出）相应的压降、流量和总效率。然后进行
综合技术经济评价来确定某个规格。结合以上原
则和施工现场实际情况，选择双ＯＭＬ⁃２０ 液压发动
机作为绳锯的动力源，选择ＮＨＭ２⁃１００ 发动机作为
收绳动力源。
２􀆰 １􀆰 ２　切割机架选配
切割机架由双液压发动机双驱动轮、７ 个从动
轮、收绳装置、绳锯架等组成。其中从动轮的底部
有２ 个可以３６０°旋转的导向轮。根据导流槽结构
尺寸及吊装条件，设计绳锯架２ｍ 高，收绳长度
１６ｍ，收绳装置由两组８ 个滑轮组成。驱动轮直径
为３００ｍｍ，收绳轮、万向轮、从动轮为直径２００ｍｍ。
２􀆰 １􀆰 ２􀆰 １　收绳装置四轮同轴两组同面布局
传统绳锯采用单发动机同轴双轮驱动、储线扇
面布局、松边收线装置，金刚石绳在机器内通过轮
子转向过多，切割过程中不容易稳定，金刚石绳易
滑出绳道，滑出绳道后重新绕绳费工费时，如图２ 所
示。为了减少金刚石绳滑出绳道，操作人员采用降
低机器输出功率，泵站使用２ 档甚至１ 档切割，导致
切割效率低。
新研制的绳锯使用平面板式布局，分为简配方
式布局和全配方式布局。简配方式布局（见图３），
使用２ 个主驱动轮、１ 个过渡轮、２ 个导向轮，所有轮
图２　普通收绳装置
Ｆｉｇ． ２　Ｎｏｒｍａｌ ｔｈｒｅａｄ ｔａｋｉｎｇ⁃ｕｐ ｄｅｖｉｃｅ
子全部位于同一个平面上，金刚石绳几乎没有换平
面转角，使能量损失减少到最小，并且机架质量轻、
装拆、移动及绕绳等极方便，掉绳也极易恢复，适合
小面积切割工程，收绳能力由原来的３􀆰 ２ｍ 提高到
新款的５ｍ，机器质量由老款的１６１ｋｇ 降低到新款
的１００ｋｇ。
图３　简配式
Ｆｉｇ． ３　Ｎｏ⁃ｆｒｉｌｌｓ ｔｙｐｅ
全配方式布局（见图４），增加储绳装置，机架上
下并列分别安装４ 个轮子，绕绳方便，储绳能力强，
收绳能力由传统的最大１６ｍ 增加到１８ｍ，机器质量
由原来的２５３ｋｇ 减少到新款的１７０ｋｇ。更适合大面
积长线程切割，可移动性能得到极大提高。
图４　全配式
Ｆｉｇ． ４　Ｆｕｌｌｙ ｆｕｒｎｉｓｈｅｄ ｔｙｐｅ
２􀆰 １􀆰 ２􀆰 ２　新型平稳高强螺纹收绳装置
传统绳锯采用齿轮齿条传动、松边收绳，故障
率高，金刚石绳松边振动容易滑出绳道，导致突然
卡死拉断绳索、损坏齿条及传动模块，甚至出现拉
断滑车轮角的问题。
改进后绳锯采用螺纹驱动收绳，螺杆采用梯形
螺纹牙，外径３２ｍｍ，螺距达到６ｍｍ，同时把螺杆内
置于轨道中间，使螺杆抗污染能力极强，保证了收
绳稳定性；螺杆驱动还使用了螺纹补偿装置，螺纹
副磨损后，通过螺纹补偿装置调整就可达到最佳状
态［３］ 。螺纹驱动比齿轮齿条传动更平稳，负载能力
更强，并且可承受重载。使用中如果螺杆内有粉尘
　９８ 施工技术 第４４ 卷
等杂质，只需要用高压水枪对螺杆进行冲洗打油，
就可以恢复原来的效果，维护极方便。
２􀆰 １􀆰 ２􀆰 ３　新型旋罩式护罩技术
传统的护罩设计采用全罩式，护罩笨重，装卸
绳时护罩需要全拆除，操作使用十分不便，有时会
出现放弃使用护罩，导致安全事故频发。
１）改进后的绳锯采用全防护、可快速拆除，并
且在不拆除护罩的情况下快速装卸绳索。
２）简配方式布局时，采用滑槽式防护，全面防
护绳道无死角，防护罩轻便，采用开式设计，装拆绳
时无需拆除护罩。
３）全配方式布局时，采用旋转式防护罩整体防
护（见图５ ），具有以下优点：①整罩可快速拆装，护
罩轻便；②关闭护罩，全部的储线轮即被防护，打开
护罩，全部的储线轮都可无遮挡操作；③旋转式防
护罩设计，护罩关闭时，护罩处在稳态位置，即使金
刚石绳突然断裂也不会打开护罩甩出绳索，避免出
现安全隐患；④护罩采用摩擦式设计，护罩可以打
开停留在任意位置，免锁紧，方便操作。国内外同
行均使用无摩擦设计，打开护罩需要捆绑或者支撑
锁紧，操作不能节约时间。
图５　旋转式防护罩
Ｆｉｇ． ５　Ｒｏｔａｔａｂｌｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒ
２􀆰 １􀆰 ２􀆰 ４　储绳轮系同心双转动技术
储绳轮轴采用双滚动结构，储绳轮轴安装在机
架的轴承内圈上，储绳轮轴承内圈安装在储绳轮轴
上（见图６），使储绳轮转动时储绳轮轴也能转动，不
容易造成应力集中，使储绳轮轴承与机架连接轴承
互相减轻负载和均匀负载，故障率极低。
图６　储绳轮系
Ｆｉｇ． ６　Ｒｏｐｅ ｓｔｏｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ
使用中即使出现储绳轮轴承或机架连接储绳
轮轴轴承损坏，储绳轮还可以继续转动使用。提高
了机器的稳定性，保养维护成本降低。
２􀆰 １􀆰 ２􀆰 ５　切割机头工作原理
根据切割的需要固定好机头，将金刚石绳从构
件穿绳孔穿入，通过驱动轮、导向轮、升降轮绕成环
形，确定绳长后，用压线钳将连接套管压紧。切割
时，随着切割深度的不断深入，升降驱动轮上升，收
紧金刚石绳。当驱动轮上升至升降杆顶部时，一轮
切割完成。将驱动轮降至底部，打开防护罩，把多
余绳在收绳滑轮组绕一圈，慢速档调整好绳的松紧
度，合上防护罩，开始新一轮操作。如此反复至构
件切割完。
２􀆰 ２　绳锯切割动力系统调整
绳锯切割机械的动力系统即液压站，主要由电
机、油泵、油箱、过滤器、液压胶管、水冷器、高压阀
等组成。下面针对主要动力源进行分析、研究和
选择。
２􀆰 ２􀆰 １　液压泵
液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液
压元件。它的功能是把动力机的机械能转换成液
体的压力能。输出流量可以根据需要来调节的称
为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。液压系统
中常用的泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵３ 种。齿轮
泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不
严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄
漏较大。叶片泵分为双作用叶片泵和单作用叶片
泵。这种泵流量均匀，运转平稳，噪声小，工作压力
和容积效率比齿轮泵高，结构比齿轮泵复杂。柱塞
泵：容积效率高，泄漏小，可在高压下工作，大多用
于大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度
要求高，价格贵，对油的清洁度要求高。一般在齿
轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。根据
以上分析选择ＧＨＰ３⁃Ｄ⁃３０ 液压泵，该泵为齿轮泵，
产于意大利，为铸铁材质，卧式，电动泵，单级叶轮，
排出压力３１ＭＰａ，流量４􀆰 ３ｍ３ ／ ｈ，转速３ ６００ｒ／ ｍｉｎ。
液压泵功率计算：
Ｎ ＝ Ｐ × Ｑ
６１２ ＝ ３１ × １０􀆰 ２ × ４ ３００
６０ × ６１２ ＝ ３７ｋＷ
式中：Ｎ 为功率（ｋＷ）；Ｑ 为流量（Ｌ／ ｍｉｎ）；Ｐ 为压力
（ＭＰａ）。
２􀆰 ２􀆰 ２　电机功率
考虑到泵的效率，电机功率一般为泵功率的
１􀆰 ０５ ～１􀆰 ２５ 倍。即电机功率：
ＮＤ ＝ （１􀆰 ０５ ～ １􀆰 ２５）Ｎ ＝ ３８􀆰 ８５ ～ ４６􀆰 ２５ｋＷ
　　查电机手册选择电机如表１ 所示。
３　切割拆除施工工艺流程
根据绳锯切割拆除技术及现场实际，制定了切
实可行的施工工艺流程：切割前准备→（编制导流
２０１５ Ｎｏ． ３ 刘世斌等：某发射工位导流槽绳锯切割拆除技术 　９９
　　　表１　电机型号与参数
Ｔａｂｌｅ １　Ｔｙｐｅ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｏｔｏｒｓ
型号
额定功率／
ｋＷ
额定
电流／ Ａ
转速／
（ｒ·ｍｉｎ －１ ）
效率／
％
功率
因数
ｃｏｓφ
堵转
转矩／
额定转矩
堵转
电流／
额定
电流
最大
转矩／
额定
转矩
噪声／ ｄＢ（Ａ）
１ 级２ 级
振动速度／
（ｍｍ·ｓ －１ ） 质量／ ｋｇ
Ｙ２２５Ｍ⁃２ ４５ ８４ ２ ９７０ ９１􀆰 ５ ０􀆰 ８９ ２􀆰 ０ ７􀆰 ０ ２􀆰 ２ ９０ ９７ ２􀆰 ８ ３１２
Ｙ２２５Ｍ⁃４ ４５ ８４􀆰 ２ １ ４８０ ９２􀆰 ３ ０􀆰 ８８ １􀆰 ９ ７􀆰 ０ ２􀆰 ２ ７９ ８４ １􀆰 ８ ３２７
槽切割方案、按设计方案准备）测量定位→打穿绳
孔→安装切割装置→确定切割绳长度→（设立安全
工作区域）慢速调试机械装置→安全检查→切割作
业→计算吊装孔位置、开孔，吊装转运→场外破碎
→环保处理废料。
４　主要施工方法
４􀆰 １　切割前准备
１）切割前应检查并确认动力电缆及控制电缆
安全可靠，保护接地良好，防护装置安全有效，冷却
水管运行正常。机器固定牢固后在周围３ｍ 设警戒
线，无关人员退出警戒线外后方能启动绳锯机组。
２）按照分块切割方案的要求测量放线，定位切
割装置。
３）根据分块切割方案，探测混凝土钢筋分布情
况，判断最佳的穿绳位置。
４）安装切割装置。确定机头安装位置，根据穿
绳位置调整好万向轮的角度，确保金刚石绳运动
顺畅。
５）确定切割绳长度。根据每一次的收绳长度
精确计算绳长，选定收绳轮子的个数。
６）慢速调整机械装置。根据钢筋混凝土的强
度等级及被切体摩擦力的大小，通过慢速调试，确
定切割速度，以适应切割要求，合理选择机械功率，
杜绝能源浪费。
７）安全检查。检查各仪表工作正常，液压油位
在正常指定刻度，防护装置安全有效，冷却装置运
行正常。
４􀆰 ２　切割导流槽结构
切割时绳锯机操作台应放置于侧面５ｍ 以上，
操作人员不得直接面对绳锯切割方向进行操作。
在进行垂直面切割时，禁止站在与金刚石绳锯切割
线相同方向上观看，也不能俯视切割轨迹。移动冷
却水管时，应在切割缝侧面操作，以防金刚石绳断
裂时造成人员伤害。为了确保安全，无论手动和自
动切割，不允许操作人员离开设备，切割即将完成
时应切换到手动控制，逐渐降低行进速度。每次工
作结束后应及时断开控制箱的电源，并将设备清洗
干净。按照要求定期对需要润滑的部位加注润
滑脂。
４􀆰 ３　切割后吊装及场外处理
１）吊装转运　在吊装孔位置穿好钢丝绳，检查
吊装设备完好性，指挥信号畅通，准备工作到位，开
始缓慢试吊，待切割块与周边缝隙完全脱离方可进
行正常起吊。
２）场外破碎　严格控制破碎成本及安全，破碎
可以选择机械、液压、静态爆破等工法。
３）环保处理废料　应尽最大努力减少破碎后
的混凝土对环境造成的污染，尽可能进行二次利
用。通过与当地政府联系，把破碎后的混凝土块填
到废旧的沟壑，再把新导流槽开挖的土敷在碎块之
上变成耕地，严格做到零污染、零排放。
５　结语
在大体积钢筋混凝土导流槽拆除中发现，绳锯
切割技术值得在工程实践中推广和进一步探索。
该技术的最大优点：可进行任意方位、任意厚度、任
意角度的钢筋混凝土切割。切割大小可随意控制，
施工作业速度快，切割件切口平整；噪声小、无振
动、无粉尘、无废气污染，符合环保要求；操作安全
性高，操作台距离切割机头较远，实现远控操作；减
轻劳动量，提高拆除效率，节约经费，加快施工进
度。通过严格的设备定型，详细的施工方案，实现
了导流槽的静态拆除。
参考文献：
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［Ｊ］． 中国机械工程，２０１０（９）：１１０６⁃１１１０．

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