大型工程机械行业化施工(PPT 51页).ppt

主讲人胡开选2013 09 09 第一章概述主要内容 1 土方工程种类与特点2 土方工程量的计算与平衡3 施工准备与辅助工程 排降水 4 土方 大型 工程的机械化施工5 土方填筑与压实6 深基坑施工 边坡及其稳定 7 深基坑施工 支护结构 8 土方工程质量标准与安全技术学习重点 土石方工程的特点 机械化施工 土方填筑与压实 深基坑施工 第一章土方工程 主讲人胡开选2013 09 09 课时安排 本章8课时 第一节土方工程种类与特点第二节土方工程量计算第三节土方工程施工准备与辅助工程 排降水 第四节土方工程的机械化施工1课时第五节土方填筑与压实第六节深基坑施工 边坡及其稳定 第七节深基坑施工 支护结构 第八节土方工程质量标准与安全技术 第一章土方工程 主讲人胡开选2013 09 09 第四节前言主要内容 1 常见土方机械的种类及施工方法2 土方机械的选择3 深基坑土方开挖机械作业5 土石方爆破作业学习重点 常见土方机械的种类及施工方法 深基坑土方开挖及注意事项 熟悉常用土方施工机械的特点 性能 适用范围及提高生产率的方法 第一章土方工程 主讲人胡开选2013 09 09 第一章土方工程 主讲人胡开选2013 09 09 第一章土方工程 主讲人胡开选2013 09 09 一 常见土方机械的种类及施工方法 教材P34 1 推土机液压操纵推土机外形图 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 按行走的方式 可分为履带式推土机和轮胎式推土机 履带式推土机附着力强 爬坡性能好 适应性强 轮胎式推土机行驶速度快 灵活性好 目前 我国生产的履带式推土机有东方32100 T 120 黄河220等 轮胎式推土机有TL160等 多用于场地清和理和平整 开挖深度1 5m以内的基坑 填平沟坑 以及配合铲运机 挖土机工作等 推土机可以推挖一 三类土 运距在100m以内的平土或移挖作填 宜采用推土机 尤其是当运距在30 60m之间 最有效 即效率最高 推土机可以完成铲土 运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 推土机是土方工程施工的主要机械之一 是在履带式拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械 常用推土机的发动机功率有45 75 90 120 kW 等数种 推土板有索式和液压操纵两种 图示是液压操纵的推土机外形图 液压操纵推土板的推土机除了可以升降推土板外 还可调整推土板的角度 因此具有更大的灵活性 推土机作业以切土和推运土为主 切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 以便缩短低低速行进的时间 然后直接推运到预定地点上下坡度不得超过35 横坡不得超过10 几台推土机同时作业时 前后距离应大于8m推土机经济运距在100m以内 效率最高的运距为60m 为提高生产率 可采用下述方法 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 1 槽形推土 推土机多次在一条作业线上工作 使地面形成一条浅槽 以减少从铲刀两侧散漏 这样作业可增加推土量10 30 槽深以1m左右为宜 槽间土埂宽约0 5m 在推出多条槽后 再将土埂推入槽内 然后运出 2 下坡推土 在斜坡上方顺下坡方向工作 坡度不宜大于15 以免后退时爬坡困难 3 并列推土 在大面积场地平整时 可采用多台推土机并列作业 通常两机并列推土可增大推土量15 30 三机并列推土可增加30 40 并列推土的运距宜为20 60m 第四节土方工程的机械化施工 槽形推土 下坡推土法 并列推土 主讲人胡开选2013 09 09 槽形推土法方法 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 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50cm 适用 推土层较厚 运距较远的情况 下坡推土方法 在斜坡上 推土机顺下坡方向切土与堆运 借助于机械本身向下的重力作用切土 增大切土深度和运间 可提高生产率30 40 但坡度不宜超过15度 适用 半挖半填地区推土丘 回填沟 渠时使用 并列推土 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 方法 平整较大面积场地时 可采用2 3台推土机并列作业 15 30cm 以减少土体漏失量 提高效率20 适用 大面积场地平整及运送土用 1 槽形推土 推土机多次在一条作业线上工作 使地面形成一条浅槽 以减少从铲刀两侧散漏 这样作业可增加推土量10 30 槽深以1m左右为宜 槽间土埂宽约0 5m 在推出多条槽后 再将土埂推入槽内 然后运出 2 下坡推土 在斜坡上方顺下坡方向工作 坡度不宜大于15 以免后退时爬坡困难 3 并列推土 在大面积场地平整时 可采用多台推土机并列作业 通常两机并列推土可增大推土量15 30 三机并列推土可增加30 40 并列推土的运距宜为20 60m 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 2 铲运机 教材P36 自行式铲运机外形图 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 自行式铲运机外形图 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序 挖土 装土 运土 卸土和平土 的机械 按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运机两种 常用的铲运机斗容量为2m3 5m3 6m3 7m3等数种 按铲斗的操纵系统又可分为钢丝绳操纵和液压操纵两种 铲运机操纵简单 不受地形限制 能独立工作 行驶速度快 生产效率高 铲运机适于开挖一类至三类土 常用于坡度20 以内的大面积土方挖 填 平整 压实 大型基坑开挖和堤坝填筑等 铲运机运行路线和施工方法视工程大小 运距长短 土的性质和地形条件等而定 其运行路线可采用环形路线或8字路线 自行式铲运机的适用运距为800 1500m 采用下坡铲土 跨铲法 推土机助铲法等 可缩短装土时间提高土斗装土量 以充分发挥其效率 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 a 环形路线 b 大环形路线 c 8字形路线1 铲土 2 卸土3 挖掘机 教材P38 挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种 按传动方式分为机械传动和液压传动两种 斗容量有0 2m3 0 4m3 1 0m3 1 5m3 2 5m3等多种 工作装置有正铲 反铲 抓铲 机械传动挖掘机还有拉铲 使用较多的是正铲与反铲 挖掘机利用土斗直接挖土 因此也称为单斗挖土机 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 单斗挖土机工作装置类型 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 1 正铲挖掘机正铲挖掘机外形如图示 挖土特点是 前进向上 强制切土 它适用于开挖停机面以上的土方 且需与汽车配合完成整个挖运工作 正铲挖掘机挖掘力大 适于开挖含水量小于27 的一类土至四类土和经爆破的岩石及冻土 正铲的开挖方式根据开挖路线与汽车相对位置的不同分为 正向开挖 侧向装土以及正向开挖 后方装土两种 前者生产率较高 正铲的生产率主要决定于每斗的装土量和每斗作业的循环延续时间 为了提高其生产率 除了工作面高度必须满足装满土斗的要求之外 还要考虑开挖方式和与运土机械配合的问题 尽量减少回转角度 缩短每个循环的延续时间 单斗液压挖掘机正铲技术性能详见表1 9 教材P39 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 反铲挖掘机作业示例 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 2 反铲挖掘机反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土 挖土特点是 后退向下 强制切土 主要用于开挖停机面以下的土方 最大挖土深度4 6m 经济合理的挖土深度为2 4m 反铲也需配备运土汽车进行运输 其外形如图示 反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法 即反铲停于沟端 后退挖土 向沟一侧弃土或装汽车运走 也可采用沟侧开挖法 即反铲停于沟侧 沿沟边开挖 它可将土弃于距沟较远的地方 如装车则回转角度也小 但边坡不易控制 3 拉铲挖掘机适用于一类至三类的土 可开挖较大基坑 槽 和沟渠 挖取水下泥土 也可用于填筑路基 堤坝等 挖土特点是 后退向下 自重切土 其挖土深度和挖土半径都很大 拉铲能开挖停机面以下的土方 其工作状况如图示 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 拉铲挖土时 依靠土斗自重及拉索拉力切土 卸土时斗齿朝下 利用惯性 较湿的粘土也能卸净 它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种 4 抓铲挖掘机抓铲适用于开挖较松软的土 挖土特点是 直上直下 自重切土 挖土力较小 对施工面狭窄而深的基坑 深槽 深井采用抓铲可取得理想效果 抓铲还可用于挖取水中淤泥 装卸碎石 矿碴等松散材料 抓铲的传动方式主要有机械传动和液压传动两种 抓铲挖土时 通常立于基坑一侧进行 对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土 挖淤泥时抓斗易被淤泥 吸住 应避免起吊用力过猛 以防翻车 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 单斗液压挖掘机反铲技术性能详见表1 10 教材P42 拉铲工作状况抓铲工作状况 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 4 其它常见土方施工机械压路机羊足碾汽油机夯拖拉机夯市政管网施工机械 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 5 其它常见土方夯实施工小型机械LDC60 80柴油打夯机Haw608090打夯机蛙式打夯机 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 二 土方机械的选择及配置计算 教材P46 1 土方机械选择的基本原则 通常应根据工程特点和技术条件提出几种可行方案 然后进行技术经济分析比较 选择效率高 综合费用低的机械进行施工 一般选用土方施工单价最小的机械 在大型建设项目中 土方工程量很大 而当时现有的施工机械的类型及数量常常有一定的限制 此时必须将现有机械进行统筹分配 以使施工费用最小 2 大型土方工程土方机械与运土车辆的匹配 平整场地常由土方的开挖 运输 填筑和压实等工序完成 计算教材P37 当挖掘机挖出的土方需用运土车辆运走时 挖掘机的生产率不仅取决于本身的技术性能 而且还决定于所选的运输机具是否与之协调 由于施工现场工作面限制 机械台班费用等原因 一般应以挖土机械为主导机械 运输车辆应根据挖土机械性能配套选用 为了使主导机械挖掘机充分发挥生产能力 应使运 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 土车辆的载重量与挖掘机的斗容量保持一定的倍数关系 需有足够数量的车辆以保证挖掘机连续工作 从挖掘机方面考虑 汽车的载重量越大越好 可以减少等车待装时间 运土量大 从汽车方面考虑 载重量小 台班费便宜 然而数量增加 载重量大 台班费贵 但车辆数量小 地势较平坦 含水量适中的大面积平整场地 选用铲运机较适宜 地形起伏较大 挖方 填方量大且集中的平整场地 运距在1000m以上时 可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土 运土 在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工 挖填方高度均不大 运距在100m以内时 采用推土机施工 灵活 经济 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 3 基槽 坑 土方开挖选择土方机械 基槽 坑 开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两种形式 开挖基槽 坑 应按规定的尺寸 合理安排开挖顺序和分层进行 且连续施工 土方开挖的顺序 方法必须与设计工况一致 并遵循 开槽支撑 先撑后挖 分层开挖 严禁超挖 的原则 地面上的坑式开挖 单个基坑和中小型基础基坑开挖 在地面上作业时 多采用抓铲挖土机和反铲挖土机 抓铲挖土机适用于一 二类土质和较深的基坑 反铲挖土机适于四类以下土质 深度在4m以内的基坑 长槽式开挖 指在地面上开挖具有一定截面 长度的基槽或沟槽 适于挖大型厂房的柱列基础和管沟 宜采用反铲挖土机 若为水中取土或土质为淤泥 且坑底较深 则可选择抓铲挖土机挖土 若土质干燥 槽底开挖不深 基槽长30m以上 可采用推土机或铲运机施工 整片开挖 对于大型浅基坑且基坑土干燥 可采用正铲挖土机开挖 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 若基坑内土潮湿 则采用拉铲或反铲挖土机 可在坑上作业 对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽的开挖 则采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑 槽 的挖掘和运土 4 基槽 坑 特殊土石方开挖选择机械 根据作业环境和土石方特性适当匹配选择 水下清淤 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 直壁基槽开挖留工作面示意图d a 2c式中d 基槽宽度 b mh a 基础宽度 c 工作面宽度 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 放坡基槽开挖留工作面示意图d a 2c 2b式中b 放坡宽度 b mh m 坡度系数 c 工作面宽度 h 基槽开挖深度 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 5 依据土方机械的性能与施工对象选择 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 三 深基坑土方开挖机械作业1 必须高度重视已经完成的成品 半成品工程结构保护 天津火车站深基坑土方机械作业现场工程桩保护 天津火车站深基坑土方机械作业现场 2010年6月 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 2 深基坑支护土方开挖机械作业必须与基坑支护紧密配合协调 各个专项方案相互对应严谨 确保土方开挖运输正常进行的同时 保证支护结构和建筑结构以及施工人员的安全 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 3 深基坑支护土方开挖机械作业实例 P291 4 4 1 安徽省建设工工程勘查设计院置地广场柏阅中心 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 2 中建七局二公司弋江区12中西侧安置区 标段1 人防土方开挖 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 3 中建七局二公司弋江区12中西侧安置区 标段深基坑土方开挖 第四节土方工程的机械化施工 保护好工程桩啊 主讲人胡开选2013 09 09 3 中建七局二公司弋江区12中西侧安置区 标段深基坑土方开挖 第四节土方工程的机械化施工 保护好工程桩啊 必要时人工清理 主讲人胡开选2013 09 09 四 土石方爆破作业 教材P54 1 爆破原理炸药引爆后 由原来体积很小的炸药 经过化学变化 在极短的时间内 由固体状态转变为气体状态 体积增加数百倍甚至数千倍 同时产生很高的温度和巨大的冲击力 使周围的介质受到程度不同的破坏 这就叫做爆破 1 爆破作用圈 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 爆破时距离爆破中心近的 受到的破坏就大 远的 受到的破坏就小 通常将爆破影响的范围分为以下几个爆破作用圈 见图所示 压缩圈 抛掷圈 破坏圈 振动圈 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 2 爆破漏斗当埋设在地下的药包爆炸后 地面就会出现一个爆破坑 一部分炸碎了的介质被抛至坑外 一部分仍坠落在坑内 形成爆破漏斗 见图下图所示 爆破漏斗有以下几个参数 图1 29爆破漏斗 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 最小抵抗线W 即从药包中心到临空面的最短距离 爆破漏斗半径r 即漏斗上口的圆周半径 最大可见深度h 即从坠落在坑内的介质表面到临空面最大距离 爆破作用半径R 即从药包中心到爆破漏斗上口边沿的距离 爆破漏斗的大小一般以爆破作用指数 n 来表示 即n r W当n 1时 称为标准抛掷爆破漏斗 n1时 称为加强抛掷爆破漏斗 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 2 炸药和起爆方法 1 炸药种类 硝铵炸药 它是硝酸铵 梯恩梯和少量木粉的混合物 工程中常用的2号岩石硝铵炸药 其配合比例为85 11 4 其受潮和结块后 爆破性能会降低 梯恩梯 三硝基甲苯 它呈结晶粉末状 淡黄色 压制后呈黄色 熔铸块呈褐色 不吸湿 爆炸威力大 但本身含氧不足 爆炸时产生有毒的一氧化碳气体 不宜用于地下作业及通风不良的环境下 当掺有砂石粉类固体杂质时 对撞击和摩擦有较高的敏感度 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 胶质炸药它是由硝化甘油和硝酸铵 有时用硝酸钾或硝酸钠 的混合物 另加入一些木屑和稳定剂制成的 它的爆炸威力大 不吸湿 有较高密度和可塑性 适用于水下和坚硬岩石爆破 铵油炸药它是硝酸铵和柴油 或加木粉 的混合物 通常两者的比例为94 5 5 5 当加木粉时 其比例为92 4 4 称为1号铵油炸药 铵油炸药取材方便 成本低廉 使用安全 但具有吸湿结块性 不能久存 最好现拌现用 黑火药用硝酸钾 硫磺和木炭按一定比例 最佳为75 10 15 混合而成 好的黑火药为深灰色的颗粒 不沾手 对火星和撞击极敏 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 感 吸湿性强 威力低 适用于开采石料 2 爆破药包量计算药包的重量叫做药包量 药包量的大小 与岩石的软硬 缝隙情况 临空面的多少 预计爆破的石方体积有关 标准抛掷药包量计算 标准爆破漏斗的体积 V 1 3 w3 w3药包量 Q qW3e式中 Q 药包量 kg q 标准抛掷药包的炸药单位消耗量 按所爆除的岩石的体积计 kg m3 e 炸药换算系数 加强抛掷药包量计算加强抛掷药包量 Q 0 4 0 6n3 qW3e 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 式中 n 爆破作用指数 松动药包量计算松动药包量 Q 0 33qW3e爆破技术参数 W n q e 应根据工程实际情况合理选择 以便取得更好的的爆破效果 必要时应由实验来确定 2 起爆方法和器材 火花起爆 电力起爆 导爆索起爆3 爆破方法 1 裸露炸药包起爆 2 炮孔起爆 3 改建工程起爆4 爆破安全措施 第四节土方工程的机械化施工 主讲人胡开选2013 09 09 1 爆破器材储存和运送的安全措施 2 安全措施 装药必须用木棒把炸药轻轻压入炮眼 严禁使用金属棒 眼深度超过4m时 须用两个雷管起爆