探析路基工程施工机械的选择及技术研究

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　　【摘要】路堑开挖是路基工程中常见的施工作业，文章阐述了路基施工机械的选择方法和机械化施工作业技术，以便与公路建设的同行们交流。
　　【关键词】路基工程；路堑开挖；机械化施工
　　前言
　　公路建设中的路基工程、路面工程和桥梁工程等均需要采用 相应的施工机械去完成，或按施工工序连续作业，或若干种、若干 台施工机械联合作业。而公路工程施工机械的种类、型号、规格很 多，各自又有独特的技术性能和作业范围。为了保证公路建设的施工质量、 按时完成施工任务、获得最佳的技术经济效益和社会效益，根据公路建设项目要求和具 体施工条件，对公路工程施工机械进行合理选择和组合，使其发 挥最大效能是公路工程采用机械化施工时必须首先妥善处理的重要问题。
　　1路基施工机械的选择方法
　　路基工程作业内容包括土石方挖掘、铲运、填筑、压实、修整及挖沟 等基本内容，以及伐树除根、松土、爆破、表层清理和处置等辅 助作业，每种作业可根据工程类别作业内容选择的机械与设备
　　准备工作    1)清基(树丛、草皮、淤泥、黑土、岩基、废墟、冰雪等清除)和料场准备;2)松土、破冻土(<0.2m)    伐木机、履带式拖拉机和推土机、挖掘机、装载机、水泵、高压水泵、松土器、大犁、平地机
　　土方开挖    1)底宽>2.5m的河渠、基坑、池塘、港口、码头、采土场等;
　　 2)小型沟渠和基坑    推土机、铲运机、挖掘机、装载机、冲泥机、吸泥机、开沟机、清淤机
　　石方开挖    1)砾石开采2)岩石开采;3)石粒破碎    挖掘机、推土机、移动式空气压缩机、凿岩机、挖掘机推土机、爆破设备等等破碎机、筛分机冻土开挖    河渠、基坑、池塘、港口、码头    推土机、冻土犁、冻土锯、冻土拍、冻土钻、冻土铲
　　土石填筑    1)大中型堤坝、高质量路基、场地、台阶等2)大型堤坝、路基、梯田台阶    推土机、铲运机、羊足碾、压路机、夯板、碾压机、洒水车、平地机、推土机、平地机、铲运机、大犁运输    1)机械设备调运; 2)土石运输    火车、轮船、装货汽车、卡车、起重机、推土机、铲运机、装载机、载货汽车、卡车
　　整型    1)削坡;2)平整    平地机、大犁、推土机、铲运机、挖掘机、平地机、推土机、铲运机、大犁1.1根据公路建设项目工程量选择施工机械
　　在公路建设项目的施工期限内，按照施工计划中的月作业 强度和日作业量选择施工机械。
　　1.2 根据运输距离和道路情况选择施工机械
　　1.3 根据土质选择施工机械
　　在路基工程施工中，土壤是施工机械作业的主要对象，其性 质和状态直接关系到施工机械的作业质量、作业效率和成本，因 此土质是选择施工机械的重要根据之一。根据土壤性质和状态， 我公司可供选择的土方施工机械有推土机、装载机、平地机、挖 掘机等，压实机械有光面压路机、轮胎压路机、振动压路机等。
　　1.4根据气象条件选择施工机械雨水会迅速改变土壤状态，特别是粘土。因此，选择施工机械时要充分考虑公路建设项目 施工期间的气象情况。例如，久晴不下雨、土质干燥时可选择 轮式施工机械进行作业，反之，旷日持久下雨、土壤过分潮湿 和作业场地及道路泥泞时，则选用履带式施工机械进行作业 为宜。
　　由于影响公路工程机械化施工的因素很多且很复杂，除 了上述因素外，还要考虑调燃料供应、机械维修与管理、机械 的调迁与转场等，因此要针对公路建设项目的实际情况，结 合施工单位的具体条件，综合分析各种因素，着重解决重点、 困难问题，选择高效、经济、实用的施工机械。      
　　2开挖机械化施工技术
　　路堑开挖施工根据不同的施工条件，应采用不同的施工机械作业。
　　2.1推土机作业
　　推土机具有操纵灵活、运转方便，既可开挖土方，又能短距离运输土料的特点，在路堑开挖中被广为采用。其主要有两种施工作业方法。
　　2.1.1横向开挖路堑。
　　用推土机横向开挖路堑，其深度在2m以内为宜。开始时推土机以路堑中线为界，向两侧用横向“穿梭”推土作业法进行，将路堑中挖出的土送至两侧弃土堆，最后再做专门的清理和整平，当开挖深度超过2m时，则需与其他机械配合作业。
　　2.1.2纵向开挖山坡路堑
　　（1）开挖傍山半路堑。一般多采用斜铲推土机进行。开挖时首先由路堑边坡的上部开始，沿线路行驶，渐次而下，分段、分层将土推送至坡下填筑路堤处。推土机的水平回转角根据土壤的性质来调整，在I、II级轻质土壤上作业时，可调至60°；在III、IV级土壤作业时可调至45°。
　　（2）开挖深路堑。开挖深路堑运土作为填土路堤作业时，应首先做好准备工作，要在开挖路堑的原地面线顶端各点和填挖之间零点处，设置标记，同时挖半小丘，使推土机能顺利进入作业现场。如果推土机能沿斜坡驶至最高点时，则可以由路堑的所在坡面上顶点处开始，逐层开挖至路堤处，开挖时可用推土机沿线路中线的平行线进行纵向推填。当路堑开挖到设计深度的一半位置时，再用另外1~2台推土机，横向分层推削路堑斜坡。由斜坡上推削下来的土壤，仍由下面的推土机送至填土区段，直至路堑路堤全部完成为止。
　　2.2铲运机作业
　　铲运机开挖路堑有两种作业方法，一是横向弃土开挖；二是纵向移挖作填。路堑分层开挖，并从两侧开始，每层后15~20cm，这样做既能控制边坡，又能使取土场保持平整，同时还应沿路堑两侧做出排水纵坡。
　　路堑在以下情况下，宜采用横向开挖，即：堑顶地面有明显横坡，而上游一侧需设置弃土堆，阻挡地面水流入路堑；路堑中纵向运土距离太长，超过铲运机经济运距，严重影响工效；不需要利用土方或利用有剩余时；长路堑由于施工条件的限制，机械只承担其中一段，两端又无法纵向送土时。
　　铲运机纵向移挖作填，当路堑须向堑口外相接的路堤处运土填筑时，铲运机应利用纵坡自路堑端部开始作下坡铲土，并逐渐向堑内段延伸挖土长度，而填筑路堤也应相应的延伸。
　　2.3挖掘机作业
　　用挖掘机开挖路堑，一般是与运输车辆配合作业的。正铲挖掘机开挖路堑。正铲挖掘机进行路堑开挖作业，可采用全断面开挖和分层开挖两种方法。如路堑深度在5m以下时，可采用全断面开挖，挖掘机一次向前开挖路堑全宽至设计标高，运输车辆停在与挖掘机同一平面，且并列布置，或在挖掘机后侧。这种方法施工简单，但挖掘机须横向移动，才能挖到设计标高。当路堑深度为5m以上时，宜采用分层开挖，即挖掘机在纵向行程中，先把路堑开通一部分，运输车辆在挖掘机一侧布置，并与开挖路线平行，如此往返几个行程，直至将路堑全部开通。挖掘机各次开挖后在边坡上留下的土角，可由推土机修整。
　　2.4反铲挖掘机开挖路堑。
　　由于反铲挖掘机只能挖掘停机面以下的土壤，因此做开挖路堑作业时，是停在路堑顶部两侧进行，一般只适用于开挖深度在挖掘范围内的路堑。可视现场情况采用沟端、沟侧的作业方法。
　　2.5拉铲挖掘机开挖路堑。
　　用拉铲挖掘机开挖路堑作业时，如卸料半径能及至两侧弃土堆位置，则挖掘机可停在路堑中心线上，采用沟端挖掘的方法进行，否则，必须采用双开挖道作业。当弃土堆位于路堑一侧时，挖掘机沿路堑边缘移动，为了保证安全，挖掘机内侧履带应与路堑边沿保持1.0~1.5m的距离。
　　2.5推土机和铲运机联合施工
　　在组织大型土方机械开挖路堑作业时，往往投入作业的机型很多，各自又有不同的适用范围和作业效果，为多机联合作业提供了可能，其中，不同功率的推土机和不同斗容量的铲运机联合作业最为常见。在组织推土机与铲运机联合开挖作业时，应根据它们各自的特点将它们安排在最能发挥各自优势的部位作业。
　　通过比较不同功率的推土机和不同斗容量的铲运机的适用范围和作业效果，可见：推土机动作灵活，可正驶推运、倒驶空返，当推运翻松土壤时效率较高，其中大型推土机载运土量较大、爬坡性能最好；而中型推土机，进退速度较快。当推土机增设侧挡板后推运翻松土壤，可提高经济运距和载土量。而铲运机能下坡铲土入斗，上坡可以斜驶上料损失最小，具有较好的整形性能，在干土地质进行深挖高填的大运距作业时，其工效与推土机相当，工程成本可降低。
　　在多机联合作业时，可将中型推土机安排在开挖段的上层，大型推土机放在中层，铲运机放在底层。为了便于排除降雨积水，开挖工作应自下而上进行。为了提供推土机作业效率，在较硬土质区段，最好配备翻松机械或机具协同作业。
　　3结语
　　路堑开挖是路基工程一种常见施工作业。为保证路堑开挖作业的顺利进行，首先应充分做好施工准备工作，特别是安全防护工作，以免发生安全事故，继而影响施工进度和质量。其次，根据工程现场条件选择合适的施工方法，往往会达到事半功倍的效果。最后，大力使用机械化作业，并合理安排多机联合作业，不但可以降低施工作业强度，还可以加快施工进度。
　　【参考文献】
　　[1]张京，等.路桥工程施工新技术实用手册路基施工新技术分册[M].北京：长征出版社，2003．
　　[2]杨永青.浅析路基工程土石方开挖[J].山西建筑，2007，33（3）.

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