土方路基施工机械配置合理性分析

1、土方路基施工机械配置合理性分析为了减轻劳动强度和提高劳动生产率、保证工程质量，土 方路基施工的挖、装、运、拌和、摊铺、碾压等作业均采用机 械化施工。路基按横断面全宽采用水平分层摊铺、分层碾压， 逐层向上填筑。本文着重介绍土方路基施工机械的选型、数 量、酉已置。土方路基；机械；配置；合理公路施工机械是现代公路建设中极其重要的关键设备。公 路修筑等级的高低、质量的好坏，公路施工机械是重要的因素 之一。随着公路建设事业的发展，施工机械在公路工程中的地 位和作用显得更加重要了。尤其在高等级公路工程的施工中， 机械化施工不但能保证路基的质量，更为路面的高质量做好铺 垫。然而如何做到物尽其用，使机械在施工

2、过程中提高生产率 是本文的关键。1 .作业区段规划路堤填筑施工按六区段、十流程组织施工。公路延伸方向图1.1路堤填筑区段A段：检验区段，施工人员利用检验仪器设备，检测路堤 的质量标准。检测的内容：路堤几何尺寸、压实程度和灰剂 量。B段：碾压区段，压实机械在对铺层进行反复碾压。C段：拌和区段，稳定土拌和机拌和两遍，再用平地机调路拱横 坡24% D段：布灰区段，在地面上打方格计算每车石灰的 摊铺面积，在方格内均匀摊灰。E段：平整区段，整平机械（摊铺机粗平，平地机精平）在按设计要求的断面形状和宽度 进行平整。F段：布土区段，选定的自卸车往这段堆送路堤填 筑材料。从以上描述可知，在同一时间内，担负不同

3、作业工序内容 的机械设备分别在各自的段落之内，有条不紊地进行着规定的 作业内容。当自卸车在 F段填够了规定的土方量后，它们又到 近邻的G段进行着同样的工作。止匕时 G段成了布土区段，而 F 段、D段、C段和B段则分别成了平整区段、布灰区段、拌和 区段、碾压区段和检验区段，如此延伸下去。这种施工法优点 在于：保证了各类施工机械作业时互不干扰，避免等待，不会 窝工。这样的规划法便于施工组织者及时尽快找生作业的“不 平衡点”，从而调整机械配置。作业区段的长度根据公路施工 实践经验定200m为一个标准区段，因为区段规划太长，机械 调整不过来，特别是压实区段要求每层土的碾压时间不能超过一天。然而，规划的

4、区段太小，也有一些不利影响。首先，规 划长度小，会使执行填筑任务的机械在此区段工作时容易发生 互相干扰；再则是对压路机的作业效率会产生不利影响。因为 压路机在道路施工中的碾压过程是一个往复过程，每到行程的 终点都要进行“挪道操作”，行程太短，挪道操作所占时间的 比例明显增多，因而降低了压路机的生产率。2 .施工机械选择在进行施工机械选型时，必须遵循：a.机械的可行性；b.有较高的生产率；c.作业质量能得到保证；d.使单位工程造价 最低。然而机械的选型和配备方案，通常是与施工工艺方案密 切相关的。2.1 挖掘机挖掘机是土石方工程施工的主要机械，本项目用于取土场 开挖，配合自卸汽车运输。据统计，工

5、程施工中约60%Z上的土石方工程是挖掘机完成的。挖掘机的作业特点是效率高、产 量大、但机动性能较差。因此选用大型挖掘机施工时要考虑地 形条件、工程量的大小以及运输条件等。挖掘机的作业装置类 型有正铲、拉铲、反铲、抓铲四种。根据现场实际情况，本项 目选择液压式反铲挖掘机。2.2 推土机用于初平、修筑便道和翻晒土。推土机有履带式和轮胎 式。按其铲刀安装形式的不同可分为固定式和回转式两种；按 其操纵形式的不同，可分为钢索操纵式和液压操纵式两种类 型。联系实际，本项目采用液压操纵履带式推土机。2.3 平地机用于精平，一般用在布灰前和碾压前。平地机有拖式和自 行式两种。自行式平地机按操纵的不同，可分为机

6、械操纵式和 液压操纵式两种。按轮子数的不同，又可分为四轮式和六轮式 两种。考虑到六轮平地机稳定性强、功能好、旋转半径小、不 容易损坏；机械操纵式价格相对比较便宜，又能符合施工需 要。本项目采用六轮机械操纵式平地机。2.4 稳定土拌和机用于灰土的最后粉碎。可分为履带式和轮胎式两种。按工 作装置在拌和机上的位置可分为前置式、后置式和中置式三 种。按转子的旋转方向可分为正转和反转两种。根据实际情 况，本项目采用后置、反转、轮胎式稳定土拌和机。2.5 压路机在进行压实作业之前，必须选择适当的压实机械。压实机 械选择的主要依据是：被压材料的种类、性质、颗粒组成、含 水量和施工试验所确定的铺层厚度，还有施

7、工条件、工程进度 以及所要求的压实度和各种压实机械的技术性能。本项目根据具体土质情况采用 18t振动压路机，1821t、2125t光轮压路机。3 .施工机械的数量3.1 土方机械机群规模机群规模大小不当，对施工企业都是不利的。规模大于实 际需要，则会加大施工单位的机械设备投资，同时给机械的保 管和管理额外增加负担；规模小于实际需要，则不能如期完成 担负的施工任务，或者为了赶工期，不得不让机械每日超时运 转，甚至安排突击加班，这又会给机械的正常维修保养和机械 设备的操作人员的正常劳动秩序和精力带来诸多不良影响。合 理确定土方机械机群规模，能使施工企业如期完成合同任务、 保持生产活动的有序性，而又

8、不会额外加大设备投资费用。机 群的合理规模由两方面的因素决定：工程量和工期要求、机群 的台班产量。3.2 土方机械作业能力计算土方机械小时作业方量可按公式（3-1 ）计算Q=qNE=qE60/t （3-1 ）式中：Q土方机械小时作业方量（ m3/h）q一土方机械一个工程循环作业作业方量（m3/次）N一每小时的工作循环次数（次 /h ）t 一完成一个工作循环所需的时间（min）E作业效率3.3 土方机械所需台数所需土方的台数n,由任务平衡方程式得由。所谓任务平 衡方程式是指机械在规定的施工期限内所能完成的作业量应与 工程总量平衡，用简单的数学方程式（3-2）表达。W=8QDn （3-2 ）式中：

9、W-工程项目总方量（m3）,应折算成松方量Q-机械的小时彳业方量（m3/h）D一合同期限内实际可施工天数（d）n一所需土方机械台数（台），由平衡方程式导由：n=W/8QD（台）（3-3）3.4 自卸车需要量按保证挖掘机不停歇地连续装车，来计算自卸汽车的需要 量。用公式（3-4）计算。N=T/t1 （3-4）式中：T一自卸汽车送一次土的平均循环时间t1 一装车时间4 .施工机械的配置使用配套施工机械，可极大地减轻劳动强度和提高劳动生 产率，保证工程质量。合理运用施工机械是提高机械化水平的 主要手段。完成莫一项目或工序，往往一种机械难以胜任，必须两种 或两种以上的机械配合作业才行，施工机械化中，配

10、套的合理 性，像机械的选型那样重要，是施工有序进行的条件，也是提 高机械化水平的关键因素。公路施工机械化有关机械配套问题 在道路施工的各个阶段都是至关重要的。机械配套的方法也随 各阶段施工要求侧重点的不同而不同：a.流水作业中，机械配套时应保持各机械作业能力平衡。作业能力，犹如一只水桶的 容水能力，总是服从最弱者。因此，在进行机械配套组合时， 力求做到套中各类机械作业能力的平衡，是完全必要的。b.在组织机械化施工时，要注意分成几个系列的机械组合，同时并 列施工，这样可以减少当组合中奥一台机械发生故障时造成全 面停工现象；另外，在组合机械时，力求选用统一的机型，以 便维修和管理。5 .施工机械配

11、置合理性的分析现以项目莫一区段作为分析对象，其平均运距为2.2km o机械配置如下：a.一台CATE330B空掘机在六号取土场为 8t、 10t自卸车车队装土； b.自卸车卸完十车土后，由一台 T220 推土机将土堆推平；c.用一台锋犁翻松；d.用一台旋耕机打两 三遍；e.用一台PY180平地机按松铺厚度为 30cm将路基整 平，并调由 安心4%勺路供横坡；f.用一台18t YZ18振动压路 机（不开振动）稳压一边；g.小型拖拉机运灰，由人工布灰；h.用一台 WB23急定土拌和机拌和一遍；i,用一台PY180平地 机将路基整平，并调由 23 4%勺路供横坡；j,用一台18t振 动压路机静压一边

12、（速度为 3km/h将路基整平，重叠1/3轮 宽），轻振一遍；k,用一台2125t3Y21/25光轮压路机碾压 三遍（速度为2km/h,重叠1/2轮宽）；I.取样检验。按此方 案进行现场施工。当汽车台数为12台时，系统的单位施工费用较低；此时该工序的压实机械达到满负荷，成为控制施工进 度的关键工序。挖掘机与汽车配合没有达到最佳，汽车太忙， 挖掘机过于空闲。当汽车数为16台时，挖掘机与汽车的配合数达到最合理。但此时系统的单位施工费用却高了很多。这是 由于主要压实工序的机械作业能力已落后于汽车运输能力，造 成汽车数量增加而总工时却几乎未减小。所以，系统方案还需 要进一步的改进。在主要压实工序作业中，压实规范要求以24km/h的速度，大振幅碾压。为提高工序作业能力，可将 碾压速度从原来的 2km/h提高到3km/h。同时，稳压作业，由 原来静压一遍、轻压一遍改为静压一遍、轻振一遍然后再强振 一遍。这样调整后，可进一步提高路基压实度。旋耕机多打几 遍有效减小土块的粒径，然后相应提高拌和速度。止匕外，对推 土机和平地机也可作适当的调整，以增强作业后的平整度。按 调整后的作业参数再进行施工。经过对比分析，发现第二次方案