对水利工程施工机械合理选择的探讨

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　　 【摘要】为了保证施工质量、按时完成施工任务、获得最佳的技术经济效益和社会效益，根据项目要求和具体施工条件，对施工机械进行合理选择和组合，使其发挥最大效能是采用机械化施工时必须首先妥善处理的重要问题。
　　 【关键词】水利工程；施工机械；配置；组合；选型
　　
　　 随着科技水平的不断发展，在水利水电建设施工过程中，机械化施工非常广泛。要想合理、经济、高效发挥工程机械的效能，首先需要解决的问题是施工机械的配备、选型、组合和购置(或租赁)。根据近年对土石坝、堤防填筑施工实践，现将有关填筑工程施工机械合理选择的主要依据、一般原则、选择方法以及科学的配套组合等技术问题进行简要的总结、分析，以便与水利水电工程机械施工的同行们交流。
　　 1 合理选择施工机械的主要依据
　　 合理选择施工机械的主要依据是施工项目的工程量和施工进度。一般情况下，为了保证工程的施工质量、施工进度和提高技术经济效益，工程量大时应采用大型机械和先进设备，而工程量小时则应采用中小型机械和现有设备。但这不是绝对的，因为影响机械化施工的因素是多方面的。例如，受道路、桥梁等条件的限制，大型施工机械不能通过，若为了解决运输问题而另修道路，显然因耗资很大而不经济，因此使用中小型施工机械则较为合理。
　　 2 合理选择施工机械的一般原则
　　 2.1 适应性：工程机械与施工项目的具体实际相适应，即施工机械要适应项目的施工条件和作业内容。例如，土石坝填筑工程的施工要根据施工条件变化，选用的施工机械一方面应适应工程所在地的气候、地形、土质、场地大小、运输距离、施工断面形状与尺寸、工程质量要求等，另一方面施工机械的工作容量、生产率等要与工程进度及工程量相符合，尽量避免因施工机械的作业能力不足而延误工期，或因作业能力过大而使施工机械利用率降低。在条件许可的情况下(购买新的施工机械，或租赁施工机械挖掘现有设备力)，尽量选择最适合施工项目内容的施工机械；
　　 2.2 先进性：新型的工程机械具有高效低耗、性能优越稳定、工作安全可靠、施工质量优良等优点，产品单价虽然不同于一般，但其性价比仍较高，更能保质保量地完成施工任务。此外，采用先进的施工机械，由于其性能优良、安全可靠、故障费低，最终可取得较好的技术经济效益；
　　 2.3 经济性：工程机械经济性选择的基础是施工单价，它主要与工程机械的固定资产消耗及运行费用等因素有关。采用先进的大型施工机械进行工程施工，虽然一次性投资较大，但它可以分摊到较大的工程量当中，对建设项目的成本影响较小。因此，在选择工程式机械时，必须权衡工程量与机械费用的关系，同时要考虑施工机械的先进性和可靠性，这是影响工程机械化施工经济效益的重要因素；
　　 2.4 安全性：在选择合适的施工机械、保证建设项目工程质量和施工进度的同时，应充分考虑施工机械的安全可靠性，如行驶稳定、有翻车或落体保护装置、防尘隔音、危险施工项目可遥控操作等。此外，在保证施工人员、设备安全的同时，应注意保护自然环境及已有的建筑设施，不致因所采用的施工机械及其作业而受到破坏；
　　 2.5 通用性和专用性：根据施工项目的技术要求，选择合适的施工机械是保证工程质量和施工进度的重要条件之一。在此过程中，应充分考虑工程机械的通用性和专用性。通用工程机械可以一机多用，用一种机械代替一系列机械，简化工序，减少作业场地，扩大机械使用范围，提高机械利用率，方便管理和修理。专用施工机械生产率高、作业质量好，因此某些作业量较大或有特殊施工要求的公路建设项目，选择专用性强的施工机械较为合理。
　　 3 工程机械的合理组合
　　 施工机械合理组合也是建设中选择施工机械时应遵循的原则之一。施工机械的合理组合分为技术性能组合和类型、数量组合。
　　 3.1 施工机械技术性能的合理组合
　　 3.1.1 主要机械与配套机械的组合。配套机械的工作容量、生产率和数量应稍大一点，以便充分发挥主要机械的作业效率。例如，自卸运输车的车厢容积应是挖掘机铲斗工作容量的3～5倍，但不要在于7～8倍；
　　 3.1.2 主要机械与辅助机械的组合。辅助机械的生产率应略大一些，以便充分发挥主要机械的生产率；
　　 3.1.3 牵引车与其他机具的组合。两者要互相适应，不能出现“大马拉小车或小马拉大车”现象，以便获得最佳的“联合作业”效益。
　　 3.2 施工机械类型与其数量的合理组合
　　 3.2.1 施工机械类型及数量宜少不宜多。根据施工项目的作业内容，尽可能地选用大工作容量、高作业效率的相同类型的施工机械。一般来说，组合的施工机械台数适当减少，有利于提高协同作业的效率。施工机械品种、规格单一时，便于施工过程中的调度、管理和维护；
　　 3.2.2 并列组合。只依靠一套施工机械组合作业，当主要施工机械发生故障时，就会造成施工项目全线停工。若选用两套或多套施工机械并列作业，则可避免或减少全线停工现象的发生，大型土坝填筑施工中多采用两套推土机、压路机并列作战即为典型实例。
　　 4 施工机械的选择方法
　　 在多年的工程施工实践中，从实际出发，应根据施工项目和公司施工机械保有量(机型、规格、数量)曾采用如下不同的方法选配施工机械。实践证明，这些选择方法是科学的、合情合理的、切实可行的，且所完成的工程建设任务的技术经济效益较好。
　　 4.1 根据建设项目工程量选择施工机械在施工中，应根据建设项目工程量选择相应的施工机械。
　　 4.2 根据运输距离和道路情况选择施工机械在工程施工中，选择施工机械时应考虑运输机械的经济运距和道路条件。所谓经济运距，是指机械施工中时较为经济的范围。道路条件是指道路的类别、路况、坡度和路面阻力等。
　　 4.3 根据土质选择施工机械在工程施工中，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，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。
　　 4.4 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，要针对施工项目的实际情况，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。
　　 4.5 根据施工项目作业内选择施工机械
　　 以土石坝填筑工程为例，坝基工程作业内容包括土石方挖掘、铲运、填筑、压实、修整等基本内容，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选择机械与设备。
　　 例如某水库付坝(土坝)土方填筑施工，该坝土方填筑量24000m3取土场距坝址4km外，路陡弯多，施工条件差。虽然工作量不大，但要靠人工并在4km外取土，一个月是不可能完成的。根据施工现场条件，从经济性、适用性和公司现有设备的实际考虑，我们选用自有挖掘一台，生产率800～l000m3/台班。推土机、压路机各一台，生产平均大于1000m3/台班。根据运距和路况选项用东风自卸车，并测试每辆车20min装运量3.5～4m3车。考虑到会车等影响运输的因素多，所以挖机生产率取大值，汽车生产率取小值。汽车配置数量为：
　　 1000/8×3×3.5=12(辆)
　　 由于合理选择机械设备的搭配，最后实际26天完成了预定填筑量。当然在实际工作中受多种因素影响，但必须要根据实际变化的情况进行及时调整。

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