無損切割技術在既有建筑改造中的應用

　　概要介紹了國外無損切割技術的發(fā)展情況、國外主要無損切割設備技術性能、無損切割工藝和傳統(tǒng)工藝比較以及無損切割技術在既有建筑改造中的應用示例等。

　　1概述隨著我國城市建設的不斷發(fā)展，建筑物的裝飾與修縉工作越來越多，如舊城改造、老建筑物的加固改造和建筑物的移位等等，由于我國這方面的機械化水平很低，此項工作大部分還停留在手工作業(yè)基礎上，特別是建筑物構件的改造和加固等，目前主要還是采用手工作業(yè)的土辦法如敲、鑿、砸和破孔等工藝或開排孔工藝，不僅勞動強度大、作業(yè)效率低、施工進度慢，而且施工質量差，嚴重制約著國內既有建筑改造施工的技術進步。

　　目前國外發(fā)達國家在既有建筑改造方面普遍采用了無損切割技術，即采用墻鋸或鏈鋸系統(tǒng)（利用金剛石鋸片或金剛石鏈條）所產(chǎn)生的一種對結構無損的砼切割技術。該技術產(chǎn)生于20世紀80年代初的歐洲，90年代陸續(xù)進入中國市場，并在2002年之后的中國許多重點工程中得到普遍應用。如德國、美國、瑞典、瑞士等在墻體改造和加固方面已研制出多種成套設備，包括有液壓墻鋸、電動墻鋸和鉆石線鋸等等，但價格昂貴，每臺設備在2080多萬元。

　　使用上述設備的無損切割工藝和傳統(tǒng)的敲、鑿、砸和破孔等方法相比有以下幾個方面的優(yōu)點：①技術領先：速度快、切割效率高，遙控操作可實現(xiàn)水下、危險區(qū)域的切割作業(yè)；②應用范圍廣：金剛石繩鋸切割不受切割物大小的限制，可任意方向切割；③工藝先進：切口平直，無須后續(xù)工序，對建筑物結構影響??；④環(huán)境影響小，無震動、噪聲低、無灰塵污染。

　　2國外主要無損切割設備技術性能2.1墻鋸墻鋸主要由金剛石鋸片切割系統(tǒng)、導向進給系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和動力驅動系統(tǒng)等組成。目前，國外先進國家墻鋸采用的金剛石鋸片直徑為600 1600mm，動力驅動功率從332kW，最大混凝土切深到730mm，主要由德國、美國、瑞典、瑞士等國生產(chǎn)。

　　2.2金剛石編鋸金剛石繩鋸主要由切割系統(tǒng)、導向張緊系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)、切割進給系統(tǒng)和動力驅動系統(tǒng)等組成。目前，國外先進國家繩鋸采用的驅動輪直徑為280500mm，動力驅動功率從315kW，切割速度2027m/s，最大砼切深不限，主要由德國、美國、瑞典、瑞士等國生產(chǎn)。所示為金剛石繩鋸的原理圖，該產(chǎn)品由繩輪驅動系統(tǒng)、繩鋸導向系統(tǒng)、機架、驅動液壓動力單元等組成。在繩輪驅動系統(tǒng)中，驅動繩輪通過液壓動力單元驅動繩輪液壓馬達，使繩鏈鋸張緊并作往復回轉以切割砼；繩鋸導向系統(tǒng)可剛石繩銀的原、根據(jù)所要切割位置的尺寸結構任意調整并預先用錨栓固定到建筑結構上，安裝在機架上的各導向輪可根據(jù)不同位置的切割需要360方向任意旋轉，以實現(xiàn)金剛石鋸繩方向的調整。導向輪固定在整個機架上并使金剛石鋸繩處于張緊狀態(tài)，完成其進給動作。

　　3無損切割工藝和傳統(tǒng)工藝比較無損切割工藝和傳統(tǒng)工藝比較見表1.從表1可看出，無論是從施工效率和速度上、施工安全性上、對結構影響上、后期修補方面以及環(huán)保、噪聲、污染等方面相比，無損切割工藝較傳統(tǒng)工藝相比有很大的優(yōu)點。

　　表1無損切割工藝和傳統(tǒng)工藝比較工藝比較無損切割工藝傳統(tǒng)敲、鑿、砸和破孔工藝開排孔工藝施工效率和速度切割速度快，1臺專業(yè)切割機相當于150臺水鉆鉆排孔速度施工速度慢，完全靠人海戰(zhàn)術施工速度快過傳統(tǒng)敲、鑿、砸和破孔工藝，但遠低于切割機的速度施工安全性經(jīng)過合理的計劃以及完善的施工方案組合，沒有安全隱患砼碎片飛濺，大塊砼掉落，對員和周圍環(huán)境有極大的安全般需要封閉施工場地無法解決鉆頭貫穿后鉆頭內芯大塊砼的掉落，對施工人員和周圍環(huán)境有安全隱患對結構影響切割是一種無損、無震動的施工方式，對結構沒有任何破壞過多的敲擊會造成結構的直接破壞和隱患破壞，極易產(chǎn)生裂縫，對建筑物造成長久的損壞在鉆孔時對結構沒有震動破壞，但排孔工藝一般需要后期整平（敲鑿），也會對結構造成1和隱患后期修補無需后期修補，直接成型需要鋼筋剝離工作和后期正平工作需要大量的后期正平工作環(huán)保、噪聲、污染少粉塵、低噪聲大震動、大噪聲、大粉塵后期整平間有大噪聲、震動和粉塵4無損切割技術在既有建筑改造中的應用示例無損切割技術在既有建筑改造中的應用示例見1所示。

　　1鋼管結構梁切割（下轉第258頁）一項工程若三年完成的話將浪費電能32.8x365=35916電，試想整個國家有多少個建設項目，僅鐵損一項要浪費多少電能這個數(shù)字是十分驚人的。

　　從節(jié)電角度講，下班后應將變壓器斷電，至于施工現(xiàn)場的照明及生活用電可設置一臺容量較小的變壓器，上班時間生活用電與施工用電共同一臺變壓器，下班后切換為專用的小型變壓器，其空載損耗只有0.12kW，相比之下小型變壓器的損耗要小的多，此辦法也適用于辦公大樓及節(jié)假日負荷變化較大的場所。

　　2.4電焊設備采用空載自停裝置節(jié)電在施工用電設備中電焊設備的用電量占相當大的比例，施工特點決定除一些大型構件集中焊接外其余均為現(xiàn)場焊接如鋼筋焊接、接地焊接、鋼管及預埋鐵件焊接、管道支托架焊接等。因工作面廣、工作量不集中但又離不開電焊機的使用，就造成電焊設備空載運行時間過長、空載損耗不能低估，尤其多臺電焊設備的空載損耗更是十分驚人，所以電焊設備應采取空載自停裝置節(jié)電，其節(jié)電效果將很明顯。

　　2.5加強供電系統(tǒng)的運行維護將用電設備的接頭接觸不良、嚴重發(fā)熱或嚴重漏電的導線及設備檢修好，不僅保證用電安全，而且電能的消耗也得以減少。此外對于傳動設施，加強其維護管理、減少摩擦力等也能直接降低電能的損耗。

　　2.6施工現(xiàn)場照明的合理布置根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境及燈具的特點合理選擇高效燈具，調整作業(yè)區(qū)不合理的燈具位置，改普通照明為局部照明；辦公室、會議室、職工宿舍等禁用100瓦以上的白熾燈；充分利用自然光等都能有效地節(jié)約電能。

　　2.7盡置保持三相負載平衡三相負載不平衡不僅影響供電設備的利用率，而且會使線路損耗增大，由于線損和電流的平方成正比，當一相或兩相電流很大時造成的線損一定比三相平衡時造成的線損要大得多。當三相不平衡時在電動機定子上產(chǎn)生一個逆序磁場，這個逆序磁場將產(chǎn)生制動力矩，使電機繞組電流增加，也即損耗增大。

　　施工中電焊設備很多，又多為單相設備，分配不當很容易造成三相不平衡，所以在施工平面布置時應注意將用電設備均勻地接在三相電路上，以減少電能損失。

　　3結束語施工用電的節(jié)能與管理，主要是主管部門應重視，對施工用電提出要求，施工單位積極響應，切實抓好變壓器和線路即用電設備的管理與節(jié)能，以上所提出的各種節(jié)電措施都是切實可行的，都能取得立竿見影的效果。減少電能損耗不僅有利于緩解電力不足的矛盾，而且也是降低生產(chǎn)成本、改善電壓質量、提高經(jīng)濟效益和保證安全的有效途徑，主管部門及施工單位應重視這項工作?？贗1劉建，男（1973-）工程、安全管理科科長，主要負責頂目施工管理、安全技術管理等工作。

　　（上接第243頁）從上可看到，無損切割設備在既有建筑改造中應用越來越廣，無論是墻鋸還是金剛石繩鋸，與傳統(tǒng)的敲、鑿、砸等工藝相比均具有明顯的優(yōu)勢。與其它金剛石工具相比較，金剛石繩鋸是柔性工具，不僅可用于切割直板，還可切割異形板材；不受物體表面形狀限制，工作場地要求簡單，可以進行大面積切割；可以提高資源利用率，減少對環(huán)境的污染。由于具備這些優(yōu)勢，其市場規(guī)模越來越大、應用范圍越來越廣，篼性能金剛石繩鋸的大規(guī)模使用對于提高建筑結構資源的利用率、降低單位面積的切割成本和保護生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。