1、第六章土方挖運工程施工 第一節人工挖運工程施工 在我國的水利工程施工中，一些土方量小及不便于機械化施工的 地 方，用人工挖運還是比較普遍的。挖土用鐵鍬、鎬等工具；運土用筐、手推 車、架子車等工具。 人工開挖渠道時，應自中心向外，分層下挖，先深后寬，邊坡處可按邊 坡比挖成臺階狀，待挖至設計要求時，再進行削坡。如有條件應盡可能做到 挖填平衡。必須棄土時，應先行規劃堆土區，做到先挖 遠倒，后挖近倒，先 平后高。 受地下水影響的渠道，應設排水溝，排水應本著上游照顧下游，下游服 從上游的原則，即向下游放水的時間和流量，應照顧下游的排 水條件；同 時下游服從上游的需要。一般下游應先開工，并不得阻礙 上游水

2、量的排泄, 以保證水流暢通。開挖主要有以下兩種方式。 1. 一次到底法 一次到底法（圖6-1 ）適用于土質較好，挖深2-3m的渠道。開挖 時應先將排水溝挖到低于渠底設計高程0.5m處，然后再按階梯狀逐層向下 開挖，直到渠底為止。 2.分層下挖法 此法適用于土質不好，且挖深較大的渠道。將排水溝布置在渠道中 部，先逐層挖排水溝，再挖渠道，直至挖到渠底為止圖6- 2(a)如渠 道較寬，可采用翻滾排水溝圖6-2 ( b ) 這種方法的優 點是排水溝 分層開挖9溝的斷面小，土方量少，施工較安全。 第二節機械挖運工程施工 開挖和運輸是土方工程施工兩項主要過程，承擔這兩個過程施工的機 械是各類挖掘機械、挖運

3、組合機械和運輸機械 一、挖掘機械 挖掘機械的作用主要是完成挖掘工作，并將所挖土料卸在機身附近或 裝入運輸工具。挖掘機械按工作機構可分為單斗式或多斗式兩類。 1單斗式挖掘機 單斗式挖掘機由工作裝置、行駛裝置和動力裝置等組成。工作裝置 有正向鏟、反向鏟、索鏟和抓鏟等（圖6- 3 ） 工作裝置可用鋼索或 液壓操作。行駛裝置一般為履帶式或輪胎式。動力裝置可分為內燃機拖 動、電力拖動和復合式拖動等幾種類型。 （1 ）正向鏟挖掘機。鋼索操縱的正向鏟挖掘機構造如圖6- 4所示, 由支桿、斗柄、鏟斗、拉桿、提升索等構件組成。 圖6- 5為正向鏟挖掘機工作過程示意圖。每一工作循環包括挖 掘、 回轉、卸料、返回四

4、個過程。挖掘時先將鏟斗放到工作面底部（I）的位 置；然后在將鏟斗自下而上提升的同時，使斗柄向前推壓，在工作面上挖出 一條弧形挖掘帶（II、III）,當鏟斗裝滿土料，再將鏟斗后退，離開工作 面（IV）；然后回轉挖掘機上部機構至車箱處，打幵斗門，將土卸出（V、 VI）；此后再回轉挖掘機上部機構，同時 放下鏟斗，進行第二次循環。當挖掘機在一個停機位置上時，將能挖 掘的土 壤全部挖完后，再前進至另一停機位置 正向鏟挖掘機工作時，其支桿一般保持某一角度不變，可挖掘停 機 面以上的I-VI級土，停機面以下則挖得很淺。挖掘機的工作尺寸示意如 圖6 6所不 所有水平方向尺寸都從挖掘機的回轉中心線量起，所有垂直

5、方向的 尺寸都從停機面量起。 鏟土半徑量到斗齒尖，卸土半徑量到土斗中心。 鏟土量度量到斗齒尖，卸土高度量至開啟斗底的最低點。 我國生產的部分正鏟挖掘機的工作性能見表6-1，可供機械選型和布 置施工現場時參考。 在組織正向鏟挖掘施工時，應注意下列幾點。 為了操作安全，使用時應將性能表中的最大挖掘高度、最大挖掘 半徑值減少5 % 10% 在挖掘粘性土時，工作面高度宜小于最大挖土半徑時的挖掘高度， 以防止出現土體倒懸的情況 為了發揮挖掘機的生產效率，工作面高度應不低于挖掘一次 即可裝滿鏟斗的高度。 表6- 1正鏟挖掘機工作性能 項目 WD-50 WD-100 WD-200 WD-300 WD-400

6、 WD-1000 鏟斗容量 （m3 ） 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 10.0 動臂長度 （m） 5.5 6.8 9.0 10.5 10.5 13.0 動臂傾角 （。） 60 60 50 45 45 45 最大挖掘 半徑（m ） 7.2 9.0 11.6 14.0 14.4 18.9 最大挖掘 高度（m ） 7.9 9.0 9.9 7.4 10.10 13 .6 3 最大卸料 半徑（m ） 6.5 8.0 10.1 12.76 12.63 16.35 最大卸料 高度m ） 5.6 6.8 6.0 6.6 6.3 8.45 最大卸料 半徑時卸 3.0 3.7 3.5 4.9 5.8 料

7、高度 (m ) 最大卸料 半徑時卸 料半徑 (m ) 5.1 7.0 8.7 12.4 15.7 作業循環 時間(S) 289回 轉 100） 25 （回 轉 120） 24 （回轉 90） 22 （回轉 100） 23 25 （回轉 100） 對地面平 均半壓力 (kPa ) 62 92.7 125 180 240 224 挖掘的工作面，即挖掘機挖土時的工作空間稱為撐子。根據撐子的布置不 同，正向鏟挖掘機有三種作業方式：正向挖土后方卸土圖6 7 (b )；正向挖土、側向卸土圖6 * 7 (a)；側向挖土、 側向卸土圖67(c)。至于采用哪一種作業方式，應根據施工條 ()(b （2 ）單斗挖掘

8、機生產率計算。 能夠完成的工 、實用生產率是 班、中間休息 施工機械的生產率是指它在一定時間內和一定條件下， 程量。生產率可分為理論生產率、技術生產率和實用生產率 考慮了在生產中各種不可避免的停歇時間（如加燃料、換 等）之后，所能達到的實際生產率。 單斗挖掘機生產率計算公式 8 3600 p q t 心 Ke Kt Kz （61 ） 式中P挖掘機生產率（自燃方），計/臺班； q鏟斗容量（松方），m3 ； Kch 鏟斗充盈系數，參見表6-2 ； Ke土壤可松性系數，參見表6-3 ； Kt施工機械時間利用系數，參見表6-4 ； T挖掘機鏟裝一次工作循環時間，s，參見表6- 5 ； Kz撐子高度和挖

9、裝旋轉角度校正系數，參見表6- 6、6-7 表6_5 一次挖掘循環延續時間*單位.） 挖掘機斗容（單位:m3） 正鏟 0.4 15 26 0.5 15-26 0.6 16 26 1.0 16-28 1.5 16 28 2.0 18-28 2.5 18 28 3.0 18 28 3.5 20 30 4.0 20 30 注：旋轉角為90T 2撐子高為最佳值： 易挖時取小值難挖時取大值 表6f最佳撐子高（深）度（單位F） 挖掘機斗容 （單位謚） Ih孑 輕質和松散土，砂礫 一般壤土 碩的和濕的粘土，塊石 0.4 1.5 1.8 2.2 0.5 1.6 2.0 2.4 0.6 1.7 2.2 2.5

10、1.0 2.0 2.7 3.1 1.5 2.4 3.1 3.7 2.0 2.6 3.5 4.2 2.5 2.8 3.9 4.7 3.0 2.9 4.2 4.9 3.5 3.0 4.5 5.2 4.0 3.1 4.7 5.5 2.多斗式挖掘機 多斗式挖掘機是一種連續作業式挖掘機械，按構造不同，可分為鏈斗 式和斗輪式兩類。鏈斗式是由傳動機械帶動固定在傳動鏈條上的土斗進行 挖掘的，多用于挖掘河灘及水下沙礫料；斗輪式以固定在轉動輪上的土斗 進行挖掘的，多用于挖掘陸地上土料。 （1）鏈斗式采砂船。 水利水電工程中常用的國產采砂船有120m3/h和250m3/h兩種，采 砂船是無自航能力的砂礫石采掘機械。

11、當做遠距離移動時須靠拖輪拖帶； 近距離移動時（如開采時移動），可借助船上的絞車和鋼絲繩移動。其配合 的運輸工具一般采用軌距為1435和762的機車牽引礦斗車（河灘開采） 或與砂駁船配合（河床水下開采）使用。 圖6- 8為鏈斗式采砂船示意圖，圖中斗架（又稱工作大梁）上端較 接在船體上，下端由提升索固定，并由提升索控制開挖深度。斗架上附有鏈 條，鏈條上裝有若干鏈斗，主動輪通過鏈條帶動鏈斗工作。 挖掘的砂礫料卸入漏斗后，由皮帶機向船體一側卸料。船身沒有平衡水 箱，借助水重保持船體平衡。表6 8是砂船的技術性能供選用參考 (2 )斗輪式挖掘機。 斗輪式挖掘機的構造如圖6- 9所示，斗輪裝在可仰俯的斗輪

12、臂上， 斗輪上裝有7- 8個鏟斗，當斗輪轉動時，即可挖土，鏟斗轉到最高位置 時，斗內土料借助自重卸到受料皮帶機上卸入運輸工具或直 接卸到料堆上。 斗輪式挖掘機的主要特點是斗輪轉速較快，連續作業，因而生產率高。此 外，斗輪臂傾角可以改變，且可回轉360，因而開挖范圍大，可適應不同 形狀工作面的要求。 二、挖運組合機械 挖運組合機械是指由一種機械同時完成開挖、運輸、卸土任務，有推土 機，鏟運機及裝載機。 1推土機 推土機在水利工程施工中應用很廣，可用于平整場地、開挖基坑、推 平填方、堆積土料、回填溝槽等。推土機的運距不宜超過60-100m 挖深 不宜大于1.5 -2.0m，填高不宜大于2-3m。

13、推土機按安裝方式可分為固定式圖6-10 (a)( c )和萬能式 圖610 ( b )兩種；按操縱機構可分為索式圖6 10(a)、(b) 及液壓式圖6 10 ( c )、( d )兩種；按 行駛機構可分為輪胎式和履帶 式兩種。 固定式推土機的推土器僅能升降，而萬能式則不僅能升降，還可在三 個方向調整角度；固定式結構簡單，應用廣泛。索式推土機的推土器升降是 利用卷揚機和鋼索滑輪組進行的，升降速度較快，操作較 方便，缺點是推土器不能強制切土，鏟硬土有困難。液壓式的推土機 升降是 利用液壓裝置來進行的，因而可以強制切土，但提升高度和速 度不如索 式。由于液壓式推土機具有重量輕、構造簡單操作容易、震動

14、小、噪音低等 特點，是今后的發展方向。國產各種推土機性表6- 9。 推土機的開行方式基本上是穿梭式的。為了提高推土機的生產 率，應 力求減少推土器兩側散失土料，一般可采用槽行幵挖、下坡推土、分段鏟 土、集中推運及多機并列推土等方法。 2 鏟運機 鏟運機是一種能鏟土、運土和填土的綜合性土方工程機械。它一次 能鏟運幾立方米到幾+立方米的土方，經濟運距達幾百米。鏟運機 能開挖 粘性土和砂卵石，多用于平整場地、開采土料、修筑渠道和路基以及軟基開 挖等。 鏟運機按操縱系統分為索式和液壓式兩種；按牽引方式分為施行式和 自行式兩種；按卸土方式分為自由卸土、強制卸土和半強制卸土三種。 鏟運機的工作情況見圖6-

15、11 (c) 3.裝載機 裝載機是一種工作效率高、用途廣泛的工程機械，它不僅可對堆積 的松散物料進行裝、運卸作業，還可以對巖石、硬土進行輕度的鏟掘工 作，并能用于清理、刮平場地及牽引作業。如更換工作裝置，還可完成堆 土、挖土、松土、起重以及裝載棒狀物料等工作，因此被廣泛應用，如圖 6-120 裝載機按行走裝置可分為輪胎式和履帶式兩種；按卸載方式可分為前 卸式、后卸式和回轉式三種；按鏟斗的額定重量可分為小型（lt）、輕型 （13t ）、中型 （4-8t ）、重型（ IOt ）四種。 三、運土機械水利工程施工中，運土機械有：無軌運輸、有軌運輸和皮 帶機運輸等。 1 無軌運輸 在我國水利水電工程施工

16、中，汽車運輸因其操縱靈活，機動性大，能 適應各種復雜的地形，已成為最廣泛采用的運輸工具。 土方運輸一般采用自卸汽車。目前常用的車型有：上海、黃河、交通和 小松、佩爾利尼、韋勃克等。隨著施工機械化水平的不斷提高，工程規模愈 來愈大，國內外都傾向于采用大噸位重型和超重型自卸汽車。其載重量可 達60- 100t以上。 對于車型的選擇，自卸汽車車廂容量，應與裝車機械斗容相匹配。 一般自卸汽車容量應為挖裝機械斗容的3- 5倍較適合。汽車容量太大， 其生產率降低，反之挖裝機械生產率減少。 對于施工道路，要求質量優良。加強經常性養護，可提高汽車 運輸能力和延長汽車使用年限；汽車道路的路面應按工程需要而定，一

17、般多 為泥結碎石路面，運輸量及強度大的可采用混凝土路面。 對于運輸線路的布置，一般是雙線式和環形式,應依據施工條 件，地 形條件等具體情況確定，但必須滿足運輸量的要求。 常用自卸汽車工作性能見表6-10 ；生產率計算式見公式6- 2 自卸汽車生產率計算式 8 60 p V 8 T60Kt (6-2 ) 式中P 運輸車輛生產率(松方)，3/臺班; V每一工作循環的載運量，一般以車箱堆裝容積（ rrP）計，但實際 載重不得超過車輛的重量； Kt時間利用系數； T運輸車輛工作循環時間，min ; 運輸車輛工作循環時間可用下式計算: T = t l+t2+t3+t 4 式中11 一裝車時間，min ;

18、 12 包括重車運輸和空車返回的行駛時間，min ; 13 卸車和倒車轉向時間，min，參見表6 11 ; 14 在裝載機旁的調車時間，但不包括因等候裝車耽誤的時間， 單位為min，參見表612 裝車時間的計算: ti v60 P 式中P裝載機械的生產率，（松方），m3/h ; 行駛時間t 2由行駛距離和平均行駛速度而定，應根據具體情況計算。 2.有軌運輸 水利水電工程施工中所用的有軌運輸，除巨型工程以外，其他工程均 為窄軌鐵路。窄軌鐵路的軌距有lOOOmm、762mm、6IOmm幾種。軌 距lOOOmm和762mm，窄軌鐵路的鋼軌重量為11-18kg /m，其上可行 駛3m3、6m3 15

19、m3，可傾翻的車箱，用機車牽引。軌距610mm的鋼 軌重量為8kg/m，其上可行駛1.6 - 1.5m3可傾翻的鐵斗車，可用人力 推運或電瓶車牽引。 鐵路運輸的線路布置方式，有單線式、單線帶岔道式、雙線式和 環形式 四種。線路布置及車型應根據工程量的大小、運輸強度、運距遠近以及當地 地形條件來選定。需要指出的是，隨著大噸位汽車的發展和機械化水平的 提高，目前國內水電工程一般多采用無軌運輸方式，僅在一些有特殊條件限 制的情況才考慮采用有軌運輸（如小斷面隧洞開挖運輸）。若選用有軌運 輸，為確保施工安全，工人只許推車不許拉車，兩車前后應保持一定的距 離：當坡度小于0.5 %的下坡 道時，不得小于10

20、m ；當坡度大于0.5 %的 下坡或車速大于3m/s時，不得小于30m。每一個工人在平直的軌道上只能 推運重車一輛。 3.皮帶機運輸 皮帶機是一種連續式運輸設備，適用于地形復雜，坡度較大，通 過地形較狹窄和跨越深溝等情況；特別適用于運輸大量的粒狀材料。 按皮帶機能否移動，可分為固定式（圖6-13 ）和移動式（圖6 -14 ）兩種。固定式皮帶機，沒有行走裝置，多用于運距長而路線固定的 情況。移動式皮帶機則有行走裝置，一般長5-15m，移動方便，適用于 需要經常移動的短距離運輸。按承托帶條的托腿分，有水平和槽形兩種形 式，一般常用槽形。皮帶寬度有300、400、500、650、800、1000、

21、1200、1400、1600mm等 幾種。其運行速度一般為I 2.5m/s。皮帶機 的允許坡度和運行速度可參考表613。 皮帶機的實用生產率可用下式計算，即 水平托銀 P 200B2 K 時 K 充 K 徑 K 傾/K 松(m3/h) (62) 槽形托銀 式中B皮帶寬 度， v皮帶運行速度， P 400B2 K 時 K 充 K 徑 K 傾/K 松(m3/h) (63) m ； m/s ； K時一時間充盈系數，取0.75 -0.80 ； K充一充盈系數，取0.51.0 ； K徑一粒徑系數，當粒徑為(0.1 - 0.3 ) B時，取0.75 ；粒徑為(0.05 -0.09舊時，取0.9 ；粒徑小于

22、0.05B時，取1.0 ； K傾一傾角影響系 數，當傾角為1廣一15。時，取0.95 ；傾角為1618。時，取0.9 ；傾 角為19 22時，取0.85 ； K松一可松性系數。 童年時，家足一聲呼喚&對耐的栽似乎比今日的孩子擁有更多的自由。放學后，不會先在父母舸還面，而足與左右相鄰的小朋友聚在一起，天馬行空，玩的天昏地暗，直至街上的人散去， 聽見焦急的父母在四込：“回家了吃飯了。這樣的聲咅伴著我的童年 月復一月迄今仍在我的耳畔回響。 我常常在思號“篆究竟足什么？有人說：家足醞釀愛與幸福的灑坊足盛滿溫警和感動等待品味的酒懺是在被憊時回到家后愛人真悄的擁抱，足彼此相守默默注視的目光還有 両面。無論你的人生是如何的輝煌或苕足落魄。家。永遠足你嚴牽掛的地方。太平時，家足一座博物館又足T、加油站。家里的一本書一封信一幀幣片都可以引岀一段屬于你們篆的故爭，滾傳天 南與地北：一把茶壺一頂幣子一把椅子，都儲存看家的文化傳統和信息 綿延一代又一代。 家，一個多么溫警的港淹，孜載了多少人的夢。煩他的時懊，想到它，需然開朗；優郁的時候，想到它，微微一笑；沉悶的時候，想到它，如烽垂負。 人說：家足風雨中的一間小屋，家足大雪天里的一杯熱灑 家足一次次失敗后的鼓砂 家是忙璟奔波彼憊時 展想回去好好休息的溫床。炭足在外面受委皿回來后， 可以彌痛快快哭一場而沒人