常用土方机械的选择与作业方法.docx
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常用土方机械的选择与作业方法
6-1-8土方机械化施工
6-1-8-1土方机械的选择
土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械,以充分发挥机械效率,节省机械费用,加速工程进度。
土方机械化施工常用机械有:
推土机、铲运机、挖掘机(包括正铲、反铲、拉铲、抓铲等)装载机等,一般常用土方机械的选择可参考表6-47。
常用土方机械的选择表6-47
机械名称、特性
作业特点及辅助机械
适用范围
推土机操作灵活,运转方便,需工作面小,可挖土、运土,易于转移,行驶速度快,应用广泛
1.作业特点
(1)推平;
(2)运距`00m内的堆土(效率最高为60m);(3)开挖浅基坑;(4)推送松散的硬土、岩石;(5)回填、压实;(6)配合铲运机助铲;(7)牵引;(8)下坡坡度最大35°,横坡最大为10°,几台同时作业,前后距离应大于8m2.辅助机械土方挖后运出需配备装土,运土设备推挖三~四类土,应用松土机预先翻松
1.推一~四类土2.找平表面,场地平整3.短距离移挖作填,回填基坑(槽)、管沟并压实4.开挖深不大于1.5m的基坑(槽)5.堆筑高1.5m内的路基、堤坝6.拖羊足碾7.配合挖土机从事集中土方、清理场地、修路开道等
铲运机
.作业特点1
以下的27%.开挖含水率1
操作简单灵活,不受地形限制,不需特设道路,准备工作简单,能独立工作,不需其他机械配合能完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工序,行驶速度快,易于转移;需用劳力少,动力少,生产效率高
(1)大面积整平;
(2)开挖大型基坑、沟渠;(3)运距800~1500m内的挖运土(效率最高为200~350m);(4)填筑路基、堤坝;(5)回填压实土方;(6)坡度控制在20°以内2.辅助机械开挖坚土时需用推土机助铲,开挖三、四类土宜先用松土机预先翻松20~40cm;自行式铲运机用轮胎行驶,适合于长距离,但开挖亦须用助铲
一~四类土2.大面积场地平整、压实3.运距800m内的挖运土方4.开挖大型基坑(槽)、管沟,填筑路基等。
但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用
正铲挖掘机装车轻便灵活,回转速度快,移位方便;能挖掘坚硬土层,易控制开挖尺寸,工作效率高
1.作业特点)工
(1)开挖停机面以上土方;(2作面应在1.5m以上,开挖合理高度见)开挖高度超过挖土机挖;表11-79(3掘高度时,可采取分层开挖;(4)装车外运2.辅助机械土方外运应配备自卸汽车,工作面应有推土机配合平土、集中土方进行联合作业
1.开挖含水量不大于27%的一~四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块2.大型场地整平土方3.工作面狭小且较深的大型管沟和基槽路堑
4.独立基坑
5.边坡开挖
反铲挖掘机操作灵活,挖土、卸土均在地面作业,不用开运输道
1.作业特点
(1)开挖地面以下深度不大的土方;
(2)最大挖土深度4~6m,经济合)可装车和两边1.5~3m;(3理深度为)较大较深基坑可用4甩土、堆放;(多层接力挖土2.辅助机械土方外运应配备自卸汽车,工作面应有推土机配合推到附近堆放
1.开挖含水量大的一~三类的砂土或粘土
2.管沟和基槽3.独立基坑4.边坡开挖
拉铲挖掘机可挖深坑,挖掘半径及卸载半径大,操纵灵活性较差
1.作业特点
(1)开挖停机面以下土方;
(2)可装车和甩土;(3)开挖截面误差较大;(4)可将土甩在基坑(槽)两边较远处堆放2.辅助机械土方外运需配备自卸汽车、推土机,创造施工条件
1.挖掘一~三类土,开挖较深较大的基坑(槽)、管沟2.大量外借土方3.填筑路基、堤坝4.挖掘河床5.不排水挖取水中泥土
抓铲挖掘机灵钢绳牵拉活性较差,工效不高,不能挖掘坚硬土;可以装在简易机械上工作,使用方便
1.作业特点
(1)开挖直井或沉井土方;
(2)可装车或甩土;(3)排水不良也能开挖;(4)吊杆倾斜角度应在45°以上,距边坡应不小于2m2.辅助机械
土方外运时,按运距配备自卸汽车.
1.土质比较松软,施工面较狭窄的深基坑、基槽2.水中挖取土,清理河床3.桥基、桩孔挖土4.装卸散装材料
装载机操作灵活,回转移位方便、快速;可装卸土方和散料,行驶速度快
1.作业特点
(2)轮)开挖停机面以上土方;(1胎式只能装松散土方,履带式可装较(3)松散材料装车;(4)吊实土方;运重物,用于铺设管道2.辅助机械土方外运需配备自卸汽车,作业面需经常用推土机平整并推松土方
1.外运多余土方
2.履带式改换挖斗时,可用于开挖3.装卸土方和散料4.松散土的表面剥离
5.地面平整和场地清理等工作
6.回填土
7.拔除树根
一般讲,深度不大的大面积基坑开挖,宜采用推土机或装载机推土、装土,用自卸汽车运土;对长度和宽度均较大的大面积土方一次开挖,可用铲运机铲土、33斗容量的液压或运土、卸土、填筑作业;对面积较深的基础多采用0.5m1.0m正铲挖掘机,上层土方也可用铲运机或推土机进行;如操作面狭窄,且有地下水,土体湿度大,可采用液压反铲挖掘机挖土,自卸汽车运土;在地下水中挖土,可用拉铲,效率较高;对地下水位较深,采取不排水时,亦可分层用不同机械开挖,先用正铲挖土机挖地下水位以上土方,再用拉铲或反铲挖地下水位以下土方,用自卸汽车将土方运出。
6-1-8-2常用土方机械
1.推土机
常用推土机型号及技术性能见表6-48。
常用推土机型号及技术性能表6-48
型号工程
T-1003
T-120
上海-120A
T-180
TL180
T-220
铲刀(宽×高)(mm)mm)最大提升高度(最大切土深度(mm)
3030×1100900180
11003760×1000300
3760~10001000330
4200~11001260530
×9903190900400
3725~13151210540
移动速度:
前进(km/h)后退(km/h)
2.36~10.132.79~7.63
2.27~10.442.73~8.99
2.23~10.232.68~8.82
2.43~10.123.16~9.78
7~49
2.5~9.93.0~9.4
)kN额定牵引力(发动机额定功率(hp)MPa对地面单位压力()
901000.065
1201350.059
1301200.064
188180-
85180-
2402200.091
外形尺寸(长×宽×高))m(
3.035.0×2.992×
6.506×3.76×2.875
5.366×3.76×3.01
4.2×7.1763.091
×
6.13×3.19×2.84
6.79×3.725×3.575
总重量()t
13.43
14.7
16.2
12.8
27.89
生产厂
山东推土机总厂
四川建筑机械厂
上海彭浦机械厂
黄河工程机械厂
郑州工程机械厂
黄河工程机械厂
.铲运机2.
常用铲运机型号及技术性能见表6-49。
铲运机的技术性能和规格表6-49
工程
拖式铲运机
自行式铲运机
C6-2.5
C5-6
C3-6
C3-6
C4-7
CL7
3铲斗:
几何容量(m)3m)堆尖容量(铲刀宽度(mm)mm)切土深度(铺土厚度(mm)°)铲土角度(
2.52.75190015023035~68
68260030038030
6~8-2600300-30
68260030038030
792700300400
792700300--
最小转弯半径(m)操纵形式功率(hP)卸土方式
2.7液压60自由
3.75钢绳100强制式
----
-液压及钢绳120强制式
6.7液压及钢绳160强制式
-液压180-
外形尺寸(长×宽×高)(m)
5.6×2.442.4×
8.77×3.12×2.54
8.77×3.122.54
×
10.39×3.07×3.06
×3.19.7×2.8
9.8×3.2×2.98
重量(t)
2.0
7.3
7.3
14
14
15
3.挖掘机
(1)正铲挖掘机
常用液压正铲挖掘机的型号及技术性能见表6-50。
液压挖掘机主要技术性能与规格表6-50
工程
机型
WY10
WLY40
WY60
WY60A
WY80
WY100
WY160
WY250
正铲3铲斗容量(m)最大挖掘半径(m)最大挖掘高度(m))最大卸载高度(m
0.47.956.123.66
0.67.786.344.05
0.66.716.603.79
0.86.716.603.79
1.08.07.02.5
1.68.058.15.7
2.59.09.56.55
反铲3铲斗容量(m)m最大挖掘半径())最大挖掘高度(m最大卸载高度(m)m最大挖掘深度()
0.14.32.51.842.4
0.47.765.393.814.09
0.68.177.936.364.2
0.68.467.495.605.14
0.88.867.845.575.52
0.7~1.29.07.65.45.8
1.610.68.15.836.1
-----
kW发动机:
功率())(液压系统工作压力MPa)行走接地比压(MPa)行走速度(km/h)爬坡能力(%)回转速度(r/min
--0.031.544510
58.830-3.6407.0
58.8250.061.8456.5
69.1-0.033.4478.65
--0.043.8478.65
95.5320.051.6~3.2457.9
132.3280.091.77806.9
220.5280.12.0355.35
)t总重量(.
-
9.89
14.2
17.5
19.0
25.0
38.0
60.0
制造厂
北京工程挖掘机厂
江苏建筑机械厂
贵阳矿山机械厂
合肥矿山机械厂
合肥矿山机械厂
上海建筑机械厂
长江挖掘机厂
杭州重型机械厂
(2)反铲挖掘机
常用液压反铲挖掘机的型号及技术性能见表6-50。
(3)抓铲挖掘机
常用抓铲挖掘机型号及技术性能见表6-51。
抓铲挖掘机型号及技术性能表6-51
工程
型号
W-501
W-1001
3抓斗容量(m)
0.5
1.0
伸臂长度(m)
10
13
16
回转半径(m)
4.0
6.0
8.0
9.0
12.5
4.5
14.5
5.0
最大卸载高度(m)
7.6
7.5
5.8
4.6
1.6
10.8
4.8
13.2
抓斗开度(m)对地面的压力(MPa)重量(t)
-0.06220.5
2.40.09342.2
4.装载机
常用铰接式轮胎装载机型号及技术性能见表6-52。
铰接式轮胎装载机主要技术性能与规格表6-52
工程四
型号4.0
2.5
3.03.5
WZA2
ZL10
ZL20
ZL30
ZL40
ZL0813
ZL08A(ZL08E)
3)铲斗容量(m土的类别
0.7
0.5
1.0
1.5回转角度
2.0
0.4
0.4)(0.4
装载量(t)
1.5
1.090°
2.0
3.0130°
4.0
0.8180°
0.8
卸料高度(m)一~四
2.25
2.25100%
2.6
2.787%
2.8
2.077%
2.0
发动机功率(hP)
40.4
40.4
59.5
73.5
99.2
17.6
2425()
行走速度(km/h)
18.5
10~28
0~30
0~32
0~35
21.9
21.920.7)(
最大牵引力(kN)
-
32
64
75
105
-
14.7
°)爬坡能力(
18
30
30
25
28~30
30
24)(30
回转半径(m)
4.9
4.48
5.03
5.5
5.9
4.8
4.8()3.7
)m离地间隙(
-
0.29
0.39
0.40
0.45
0.25
0.20)0.25(.
4.3×1.6×2.41.6×4.3×5.72.26.0×2.46.4×2.54.4×外形尺寸7.88×2.01.8
(4.5×1.6×2.4
×3.23××2.72.8××2.53.2)(长×宽×高)(m×2.5)
2.65-
11.5
7.6
6.4
总重(t)4.5
9.2
(3.2)
3,最大挖掘深度4.0m,挖掘半径5.25m,卸料高度1.WZ2A型带反铲,斗容量0.2m注:
2.99m。
2.转向方式均为铰接液压缸。
6-1-8-3土方机械基本作业方法
1.推土机
(1)作业方法
推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。
铲土时应根据土质情况,尽量采用最大切土深度在最短距离(6~10m)内完成,以便缩短低速运行时间,然后直接推运到预定地点。
回填土和填沟渠时,铲刀不得超出土坡边沿。
上下坡坡度不得超过35°,横坡不得超过10°。
几台推土机同时作业,前后距离应大于8m。
(2)提高生产率的方法
1)下坡推土法在斜坡上,推土机顺下坡方向切土与堆运(图6-15),借机械向下的重力作用切土,增大切土深度和运土数量,可提高生产率30%~40%,但坡度不宜超过15°,避免后退时爬坡困难。
图6-15下坡推土法
2)槽形挖土法推土机重复多次在一条作业线上切土和推土,使地面逐渐形成一条浅槽(图6-16),再反复在沟槽中进行推土,以减少土从铲刀两侧漏散,可增加10%~30%的推土量。
槽的深度以1m左右为宜,槽与槽之间的土坑宽约。
适于运距较远,土层较厚时使用。
50m
图6-16槽形推土法
3)并列推土法用2~3台推土机并列作业(图6-17),以减少土体漏失量。
铲刀相距15~30cm,一般采用两机并列推土,可增大推土量15%~30%。
适于大面积场地平整及运送土用。
图6-17并列推土法
4)分堆集中,一次推送法在硬质土中,切土深度不大,将土先积聚在一个或数个中间点,然后再整批推送到卸土区,使铲刀前保持满载(图6-18)。
堆积距离不宜大于30m,推土高度以2m内为宜。
本法能提高生产效率15%左右。
适于运送距离较远、而土质又比较坚硬,或长距离分段送土时采用。
图6-18分堆集中,一次推送法
5)斜角推土法将铲刀斜装在支架上或水平放置,并与前进方向成一倾斜角度(松土为60°,坚实土为45°)进行推土(图6-19)。
本法可减少机械来回行驶,提高效率,但推土阻力较大,需较大功率的推土机。
适于管沟推土回填、垂直方向无倒车余地或在坡脚及山坡下推土用。
.
图6-19斜角推土法
6)之字斜角推土法推土机与回填的管沟或洼地边缘成“之”字或一定角度推土(图6-20)。
本法可减少平均负荷距离和改善推集中土的条件,并可使推土机转角减少一半,可提高台班生产率,但需较宽的运行场地。
适于回填基坑、槽、管沟时采用。
图6-20之字斜角推土法
(a)、(b)之字形推土法;(c)斜角推土法
7)铲刀附加侧板法对于运送疏松土壤,且运距较大时,可在铲刀两边加装侧板,增加铲刀前的土方体积和减少推土漏头量。
2.铲运机
(1)作业方法
铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。
在施工中,由于挖填区的分布情况不同,为了提高生产效率,应根据不同施工条件(工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等),选择合理的开行路线和施工方法。
开行路线有如下几种:
1)椭圆形开行路线从挖方到填方按椭圆形路线回转(图6-21a)。
作业时内,填土高100m应常调换方向行驶,以避免机械行驶部分的单侧磨损。
适于长
1.5m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等工程采用。
2)“8”字形开行路线装土、运土和卸土时按“8”字形运行,一个循环完成两次挖土和卸土作业(图6-21b)。
装土和卸土沿直线开行时进行,转弯时刚好把土装完或倾卸完毕,但两条路线间的夹角α应小于60°。
本法可减少转弯次数和空车行驶距离,提高生产率,同时一个循环中两次转变方向不同,可避免机械行驶部分单侧磨损。
适于开挖管沟、沟边卸土或取土坑较长(300~500m)的侧向取土、填筑路基以及场地平整等工程采用。
图6-21椭圆形及“8”字形开行路线
(a)椭圆形开行路线;(b)-“8”字形开行路线
1-铲土;2-卸土;3-取土坑;4-路堤
3)大环形开行路线从挖方到填方均按封闭的环形路线回转。
当挖土和填土交替,而刚好填土区在挖土区的两端时,则可采用大环形路线(图6-22a),其优点是一个循环能完成多次铲土和卸土,减少铲运机的转弯次数,提高生产效率,本法亦应常调换方向行驶,以避免机械行驶部分的单侧磨损。
适于工作面很短(50~100m)和填方不高(0.1~1.5m)的路堤、路堑、基坑以及场地平整等工程采用。
4)连续式开行路线铲运机在同一直线段连续地进行铲土和卸土作业(图6-22b)。
本法可消除跑空车现象,减少转弯次数,提高生产效率,同时还可使整个填方面积得到均匀压实。
适于大面积场地整平填方和挖方轮次交替出现的地段采用。
.
图6-22大环形及连续式开行路线
(a)大环形开行路线;(b)连续式开行路线
1-铲土;2-卸土
5)锯齿形开行路线铲运机从挖土地段到卸土地段,以及从卸土地段到挖土地段都是顺转弯,铲土和卸土交替地进行,直到工作段的末端才转180°弯,然后再按相反方向作锯齿形开行(图6-23)。
本法调头转弯次数相对减少,同时运行方向经常改变,使机械磨损减轻。
适于工作地段很长(500m以上)的路堤、堤坝修筑时采用。
图6-23锯齿形开行路线
1-铲土;2-卸土
6)螺旋形开行路线铲运机成螺旋形开行,每一循环装卸土两次(图6-24)。
本法可提高工效和压实质量。
适于填筑很宽的堤坝或开挖很宽的基坑、路堑。
.
图6-24螺旋形开行路线
(2)提高生产率的方法
1)下坡铲土法铲运机顺地势(坡度一般3°~9°)下坡铲土(图6-25),借机械往下
图6-25下坡铲土
运行重量产生的附加牵引力来增加切土深度和充盈数量,可提高生产率25%左右,最大坡度不应超过20°,铲土厚度以20cm为宜,平坦地形可将取土地段的一端先铲低,保持一定坡度向后延伸,创造下坡铲土条件,一般保持铲满铲斗的工作距离为15~20cm。
在大坡度上应放低铲斗,低速前进。
适于斜坡地形大面积场地平整或推土回填沟渠用。
2)跨铲法在较坚硬的地段挖土时,采取预留土埂间隔铲土(图6-26)。
土埂两边沟槽深度以不大于0.3m、宽度在1.6m以内为宜。
本法铲土埂时增加了两个自由面,阻力减少,可缩短铲土时间和减少向外撒土,比一般方法可提高效率。
适于较坚硬的土铲土回填或场地平整。
.
图6-26跨铲法
1-沟槽;2-土埂
A-铲斗宽;B-不大于拖拉机履带净距
3)交错铲土法铲运机开始铲土的宽度取大一些,随着铲土阻力增加,适当减少铲土宽度,使铲运机能很快装满土(图6-27)。
当铲第一排时,互相之间相隔铲斗一半宽度,铲第二排土则退离第一排挖土长度的一半位置,与第一排所挖各条交错开,以下所挖各排均与第二排相同。
适于一般比较坚硬的土的场地平整。
图6-27交错铲土法
A-铲斗宽
4)助铲法在坚硬的土体中,使用自行铲运机,另配一台推土机在铲运机的后拖杆上进行顶推,协助铲土(图6-28),可缩短每次铲土时间,装满铲斗,可提高生产率30%左右,推土机在助铲的空余时间,可作松土和零星的平整工作。
3~4,采用一台推土机配合40m,长度不宜小于20m助铲法取土场宽不宜小于
台铲运机助铲时,铲运机的半周程距离不应小于250m,几台铲运机要适当安排铲土次序和开行路线,互相交叉进行流水作业,以发挥推土机效率。
适于地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型场地平整工程采用。
图6-28助铲法
1-铲运机铲土;2-推土机助铲
5)双联铲运法铲运机运土时所需牵引力较小,当下坡铲土时,可将两个铲斗前后串在一起,形成一起一落依次铲土、装土(又称双联单铲)(图6-29)。
当地面较平坦时,采取将两个铲斗串成同时起落,同时进行铲土,又同时起斗开行(称为双联双铲),前者可提高工效20%~30%,后者可提高工效约60%。
适于较松软的土,进行大面积场地平整及筑堤时采用。
图6-29双联铲运法
3.挖掘机
(1)正铲挖掘机
1)作业方法
正铲挖掘机的挖土特点是:
“前进向上,强制切土”。
根据开挖路线与运输汽车相对位置的不同,一般有以下两种:
①正向开挖,侧向装土法正铲向前进方向挖土,汽车位于正铲的侧向装车(图6-30a、b)。
本法铲臂卸土回转角度最小(<90°)。
装车方便,循环时间短,生产效率高。
用于开挖工作面较大,深度不大的边坡、基坑(槽)、沟渠和路堑等,为最常用的开挖方法。
②正向开挖,后方装土法正铲向前进方向挖土,汽车停在正铲的后面(图6-30c)。
本法开挖工作面较大,但铲臂卸土回转角度较大(在180°左右),且汽,效率约降180°车要侧向行车,增加工作循环时间,生产效率降低(回转角度.
、(槽))。
用于开挖工作面较小、且较深的基坑低23%,回转角度130°,约降低13%管沟和路堑等。
正铲挖掘机开挖方式图6-30
(c)正向开挖,后方装土b(a)、()正向开挖,侧向装土;正铲经济合理的挖土高度见表6-53。
6-53
表正铲开挖高度参考数值(m)3
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