依据各种水下切割法的基本原理和切割状态不同，大体上可将现有的水下切割法分为两大类，即水下热切割法和水下冷切割法，各种水下切割法的具体分类见表4-1。
表4-1 水下切割法的分类
（续表）
水下热切割法是利用热源对金属进行加热，或在纯氧气中燃烧，使金属熔化，并采取某种措施将熔化金属或熔渣去除而形成切口的切割方法，如水下氧-火焰切割、水下电弧切割、水下电弧-氧切割等。
热切割法又可分为氧化切割法、熔化切割法及熔化-氧化切割法。氧化切割法是先利用火焰将待割金属预热到燃点，然后供氧气使金属燃烧，并吹掉熔渣而形成切口的切割方法，如水下氧-火焰切割。熔化切割法是利用热源将待割金属熔化，靠熔化金属自重或采取某种措施将熔化金属及熔渣除掉而形成切口的切割方法，如水下等离子切割、熔化极气体保护切割及熔化极水喷射切割等。熔化-氧化切割法是利用热源对待割金属预热使其熔化，然后供氧使金属燃烧，并将燃烧产生的熔渣及剩余的熔化金属吹掉而形成切口的切割方法，如水下电弧-氧切割、热割矛切割及热割缆切割。
水下冷切割法是利用某种器具或某种高能量，在金属处于固态情况下直接破坏分子间的结合而形成切口的切割方法，如水下机械切割法、水下高压水切割法等。Wachs公司的多功能维修机具、坡口机、金刚石绳锯机见图4-1至图4-4。
图4-1 Wachs公司的多功能维修机具CPT-3Combination Prep Tool
图4-2 Wachs公司的坡口机（左）、闸刀具（中）和金刚石绳锯机
图4-3 绳锯机
图4-4 水下管道维修机具作业效果图
（1）水下电弧-氧切割
图4-5 水下电弧-氧切割法原理示意图
水下电弧-氧切割是一种利用空心电极（即割条）与工件之间产生的电弧使工件熔化，氧气从电极孔中吹出，使热态工件金属氧化燃烧，并吹掉熔化的金属及熔渣，从而形成切口的切割方法，其原理示意如图4-5所示。
（2）水下等离子弧切割
水下等离子弧切割是利用高温高速等离子气流来熔化待切割金属，并借助高速气流或水流把熔化金属除掉而形成切口的切割方法。由于等离子弧难以在电极和工件之间形成，必须利用高频或直接接触的方式首先在钨极和喷嘴之间引燃引导电弧（即小弧），然后再转移过渡到钨极和工件之间。目前用于水下金属材料切割的等离子弧切割枪都是转移弧形式的。
（3）熔化极水喷射水下切割
熔化极水喷射水下切割是利用电弧产生的热量将金属熔化，并用高压水射流将被熔化的金属及熔渣吹掉，从而形成清洁的切口表面。
（4）水下氧-火焰切割
水下氧-火焰切割是先利用气体火焰将被切割工件表面预热到燃烧点，然后喷射氧气使金属燃烧，并吹掉熔化金属及熔渣，从而形成切口，具体过程如下。
①点燃预热火焰。先将预热火焰在空气中点燃，然后由潜水员将燃着火焰的割炬带到工位来进行切割。但由于水对火焰冷却作用很大，火焰容易熄灭，尤其是深水作业时，火焰的点燃成功率很低，可采用点火器在工位上来点燃。
②预热起割处。用预热火焰将起割处预热到燃点。由于水的冷却作用，预热时要比陆上困难得多。
③供氧切割。当起割处温度达到燃点后，供给高压氧气使金属燃烧，并吹掉生成的熔渣。金属燃烧产生的热量及预热火焰继续预热下层金属，使其继续燃烧，最终将工件割穿。随着割炬的移动，工件被割开。
（5）热割矛切割
热割矛是一根装满钢丝的钢管，当从外部对钢管出气端预热并使其达到燃点时，将氧气从钢管内的钢丝间吹出，钢管及钢丝开始燃烧放出大量的热量，从而使工件熔化而达到切割的目的。热割矛放出的热量及通过热割矛吹出的氧气使被切工件熔化、燃烧而形成切口，是一熔化-氧化的过程。但与水下电弧-氧切割不同的是，热割矛是以本身氧化产生的热量起主导作用，而水下电弧-氧切割是以氧化金属为主。
（6）热割缆切割
热割缆是用细钢丝制成的空心缆，外面用密封套套着。其切割原理与热割矛切割基本一样，先将热割缆出气端预热到燃点，然后供氧气使热割缆燃烧，放出的热量使工件熔化，从而达到切割目的。
（7）水下成型药包爆炸切割
水下成型药包是装在软质金属（如铜、铝及铅等）外壳内的、成分经特别配制的一种炸药（如RDX等），药包的断面通常呈倒V形，如图4-6所示。水下成型药包爆炸切割的原理是：把药包置于被切割工件的待切割部位，当炸药起爆、爆炸波将金属外壳破坏时，所形成的高温高速金属粒子流（伴有高能冲击波）定向集中地喷射到工件很小的面积上，把工件击穿而形成切口。
与一般炸药爆炸相比，成型药包爆炸切割具有以下优点。
①能切割出相对精确的切口。
②由于定向爆炸，故破坏邻近构件的危险性较小。
该水下切割可对板材进行直线切割、穿孔以及标准几何形状的断面，如切割管子、钢缆等。
（8）高压水射流切割
高压水射流切割是利用从喷嘴中喷出的高速高压水射流将工件破断，以达到切割的目的。该切割法属于冷切割，切割过程中无热影响，不会造成工件切口附近材料金相组织变化，也不会产生热变形。另外，切口质量良好，并能切割三维曲形工件。
（9）水下机械切割
水下机械切割的原理与陆上的机械切割一样，也是采用锯、磨、刨、铣等方法对构件进行切割，切割速度比热切割慢得多，但切口质量和精度很高，可按照标准要求对工件进行精确加工。
PHC桩水上施工工艺较成熟，水下施工较少见，其施工难度相对较大。以大连某工程桩基施工为例，在失败和试验中提出了液压动力盘式水下切割锯切割PHC桩新工艺。
大连某码头，其桩基采用PHC桩，如图4-7所示，管桩材质为混凝土，空心，壁厚150 mm，砼强度为C80，中间有一层钢筋网，钢筋直径16mm。其施工时有8根砼在施打中达到四类破坏，需在距水面以下15m位置将桩整体截掉，截掉后余留砼管桩可高出海底泥面50cm。采用无振动直线切割工艺进行水下PHC桩的切割时，由于PHC桩是空心的，在管壁刚切透时，链条由环形包围的情况立即变成直线，链条与管壁夹角变大。因为夹角的问题，链条被夹住，机器停止工作，导致方案失败。初期在水下时未找到失败原因，后在陆上进行了模拟试验，发现只要一将管壁切透，管壁内的链条立即由弧形变成直线形，随着链条切割深度的变大，则夹角越来越大，切割示意图如图4-8所示。
图4-6 成型药包的断面形状（倒V形）及放置示意
图4-7 PHC桩示意图
图4-8 切割示意图
施工工艺步骤
（1）切割流程
施工准备—水下绑钢丝绳—水下切割—潜水员撤离—试吊—吊机吊放桩。
（2）水下切割主要施工方法
1）水下绑钢丝绳。
浮吊就位后，将挂好钢缆的吊钩放至水面要切割的砼管桩附近，潜水员在水面拿到钢缆后，顺着管桩入水，将钢缆捆绑在吊装起重工要求的位置，捆绑钢缆位置应设置防滑缆绳。浮吊钢丝绳逐步收紧，使钢缆承受一定拉力，潜水员回到钢缆处检查，由起重工通过水上监视器画面确认钢缆与管桩是否捆绑结实。
2）水下切割作业。
①预判倒向：项目经理与起重工确认吊具钢丝绳在吊点的偏移方向和角度，预判管桩被截断后的倒向，项目经理通过潜水电话指挥潜水员从管桩可能倒向的另一侧方向入水，潜水软管在入水方向留出足够余量，防止紧急情况发生时的逃生。
②划线标识：潜水员切割前，需在切割位置划线标识，便于切割操作时掌控切割方向。管桩倒向的一侧标识鸭嘴破口切割线，破口深度为管桩直径的1／3，另一侧为环形闭合线，环形闭合线轴向高差为20cm。要求标识线轴向最高点距泥面距离不超过50 cm。
③切割前准备：潜水员将潜水软管和液压管理顺，两管线路要分开，不得中途汇合和绞缠，两管之间距离保持在2m以上（为了安全考虑，防止切割锯将管切折）。潜水员准备就绪后，通知陆上设备员开启液压动力站，潜水员将切割锯启动保险和扳机打开，设备员逐渐加大液压压力至120bar，潜水员在水下适应和检查液压锯的运转情况，检查和运转时间为5min，保证液压锯运转正常方可进行下一步切割作业。
④切割：潜水员将运转的液压锯靠近鸭嘴破口标识线，接触点要避开锯片反拔区。待锯片深入砼表面10cm以上后，可向前推进锯片进行沿线切割。切割过程中每隔五分钟向水面监控人员汇报一次水下切割情况，每隔十分钟休息一次，同时检查锯片的松紧度和锯片有无缺陷，保证切割施工安全。在切割过程中水面人员随时检查水位的涨落变化情况，并通知浮吊配合放松或收紧吊索。
⑤切割深度检查验收：切割完成后，潜水员使用塞尺测量切缝深度，深度均要求大于10cm。
3）起吊。
确认截掉管桩部分已经脱离开后，可将管桩吊放在浮吊船甲板上，运送至岸上。实际切割图见图4-9。
图4-9 实际切割示意图
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