《水利工程概论》第九章 施工机械化
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(1) 具有很大的生产能力，从而能大量节省人力，免 除或减轻繁重的体力劳动。 (2) 机械的生产率高，操作管理人员少，提高了生产 人员的劳动生产率。 (3)机械化施工最大的优点是能达到很高的施工强度， 施工速度快，能保证按期完成任务。 (4)与人力施工相比，机械化施工能提高工程质量、 降低材料悄耗量和节省工程费用。 (5)对于一些人力难以完成的工程，往往能使工程顺 利进行，从而扩大了施工的可能性。
水利工程机械的分类
水利工程施工机械通常按施工过程分类，即把完成 某一完整施工过程的机械归为一类。一般分为八类：
(1)水平运输机械，包括汽车、拖拉机运辅、机车运 输、架空索道、带式输送机等；
(2)垂直运输机械，包括一般起重机、安装起重机 和混疑土浇筑起重机等；
(3)装卸机械包括装载机、叉车等； (4)土方工程机械，包括准备及辅助工程机械、挖 土机械、挖土运土机械、压实机械等。
我国水利施工机械化现状
工程名称
坝型
新安江
宽缝重力坝
丹江口
宽缝重力坝
刘家峡
重力坝
乌江渡
重力拱坝
三峡
重力坝
我国混凝土坝采用的主要施工机械
坝高
主要施工机械
混凝土工程量 （104m3）
搅拌装置
105 188
1.6×3×2 5×4×1
97
292
2.4×2×2 1.6×3×1
140.6 76 165 193
2.4×4×2 5×4×1
我国水利施工机械化现状
(二)塔带机为主方案的主要优缺点 (1)塔带机生产能力大。塔带机理论生产率为400m3／h， 可以适应高强度浇筑混凝土需要。 (2)适应性强。塔带机能正常浇筑三级配常态混疑土或碾 压混凝土。 (3)工作效率高。塔带机输送混凝土浇筑时所需技术工人 少，平仓工作量小，能有效节省人工，降低工人的劳动强度。 (4)塔带机安装高度低，塔身能上升，安装手段要求较低， 所需时间也短。 (5)塔带机为定点布置，一旦发生事故，在其控制的作业 区内全面停工。
总成本=机械费+工程材料费+人工费+施工管理费+其他费用 (2)机械化施工单位成本是把机械化施工总成本按单位工程
量分摊的费用。它反映机械化施工的费用水平，是进行技术经 济分析不可缺少的经济指标。
Cd Cz /V
机械化施工的经济分析与核算
机械使用效益核算
机械施工企业核算其使用机械的经济效益，主要由 以下几部分指标所组成：
施工机械是施工企业进行施工生产必不可少 的技术物质基础，是构成生产力的重要因素。 采用机械化施工是提高劳动生产率、加快施 工速度的主要途径，是实现水利水电工程工 业化的重要环节。
施工机械化的定义
施工机械化的概念比较广泛，主要是在整个施工过程中， 使用机械代替手工劳动，从而节省人力和减轻劳动强度。
施工机械化的优点
(1)企业经济效益=企业全部收入-企业全部支出。 (2)自用机械的经济效益=自用机械的经济收入-自用 机械的经济支出。 (3)出租机械的经济效益=出租机械的经济收入-实际 支出费用。 (4)班组(单机)经济效益=班组(单机)经济收入-班组 (单机)经济支出。
机械化施工的经济分析与核算
机械使用效益核算
门机10×3 塔机10×1 缆机20×3
月浇注量70000m3
塔机10×4 高架门机10×10 缆机20×2 塔带机共6座
主要施工机械设 备仅列出 二期工程 大坝及电 站厂房
我国水利施工机械化现状
我国在水利水电建设中采用机械化施工是从五十 年代后期开始的。建国以来，配备的大型浇筑起重 机械和混凝土搅拌设备的数量较多。
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械的生产率
因此，生产率的表示可分为三种： (1)理论生产率。或称结构生产率，它是指机械在设计规定的速度
和条件下，连续工作一个单位时间(1h)的生产量。
K 理 60 A
(2)技术生产率。它是指机械在特定的具体生产条件下连续工作一 个单位时间(1h)的生产量。
K 技 60 A1
第九章 水利工程施工机械化
施工机械化的意义
水利资源的开发从某种程度上讲需要依赖于现代 化的施工机械，这一观点可以从我国水利水电工 程建设史中得到证实。从建国以来，已建和在建 的装机容量1000MW以上的大型水利水电工程 有刘家峡水电站、龙羊峡水电站、葛洲坝水利枢 纽工程、二滩水电站、澜沧江上的小湾 (4200MW) 电 站 、 大 朝 山 (1350MW) 电 站 、 漫 湾(1500MW)电站、三峡水利枢纽等，这些工程 都是依赖大量的、大容量的施工机械建成的。
施工机械折旧
施工机械的折旧和大修理费用是构成施工机械设备 使用成本的重要组成部分。
基本折旧费是指施工机械在规定使用期内收回原值 的台时折旧摊销费。
基本折旧费=机械预算价格x(1－残值率)÷机械规 定使用台时数
机械化施工的经济分析与核算
机械化施工总成本
(1)机械化施工总成本的计算范围是按照使用机械化施工方 法完成工程量指标计算的，内容包括机械使用费、工程材料费、 人工费、施工管理费以及其他有关费用。
水利工程机械的分类
(5)石方工程机械，包括钻孔机械、装药机械及隧洞 掘进机；
(6)基础工程机械，包括打桩机、振动沉桩设备、灌 浆机械、冲击钻等；
(7)混凝土及钢筋混凝土工程机械，包括骨料制备机 械、钢筋及模板加工机械、拌合机及拌合楼、制冷设 备、混凝土泵车、平仓振捣机械等；
(8)工程船舶，包括各种水上及水下工程船舶及机械。
(2)并列组合。如果只依靠一套组合机械作业，当 主要机械发生故障时，就很容易引起全线停工。假 若选用两套或多套并列作业，就可以避免全线停产 事故。
机械化施工的经济分析与核算
施工机械台时（班）费
施工机械台时费是指一 个台时中为保证机械正 常运转，所必须支出和 分摊的各项费用之和。
机械化施工的经济分析与核算
施工机械化水平通常用以下几个指标来衡量：
机械化程度 装备率 设备完好率 设备利用率 综合机械化程度
机械化施工的经济分析与核算
机械使用效益核算
水利水电工程施工机械化水平是指机械化施工中 发挥机械设备效能的水平。一项工程施工或一个施 工企业单位，虽然施工机械化程度高、技术装备的 能力强，但并不能说明它的施工机械化水平高。对 水利水电工程建设而言，不论工程的规模大小，它 的施工机械化水平的高低，应综合体现在施工速度、 效率、安全和经济等几个方面。
水利工程机械的分类
当前，水利水电工程施工机械的发展趋向主要有： ➢专用大型化 ➢多能小型化 ➢液压化 ➢电子化
水利工程机械的分类
水利水电工程施工机械按工程概预算的口径也分为八类: ➢ 土石方机械 ➢ 基础处理设备 ➢ 混凝土机械 ➢ 运输机械 ➢ 起重机械 ➢ 工程船舶 ➢ 辅助设备 ➢ 加工机械
(一)大型塔机为主方案的主要优缺点 (1)门塔机布置在栈桥上，具有可移动性，机动灵活，可相互 支援。即使出现主机故障也不致于影响该范围内的混凝土浇筑。 (2)塔机起吊高度大，工作幅度R=80m可起吊20t．轨上最大 起吊高度达90m，轨下起吊高度可达80m。 (3)塔机可自升，安装高度较低，安装工期较短，费用较低。 (4)能适应同一仓面多种标号、不同级配的混凝土浇筑要求。 (5)仓面平仓振捣设备与门塔机节罐入仓速度容易匹配，有 利于防止漏振造成架空等质量事故。 (6)大型塔机难以满足碾压混凝土施工强度要求。所以，在 碾压棍凝土部位一般还要辅以其他机械设备。
施工机械的生产能力和需要量的计算
施工机械需要量计算 施工机械的需要量的确定，即要解决一定时段内要求机械 完成的工程量与机械实际能够完成的工程量之间的矛盾。
N Q / P1P2 P3
N为机械的需要台数; Q为计划时段内应完成的工程量; P1为机械在计划时段内的制度台班数; P2机械的台班生产率 (m3／台班); P3机械的利用率.
要点
1.了解施工机械化的意义 2.掌握水利水电工程施工机械化的优点 3. 我国水利施工机械化现状(大型塔机为主方案和塔
带机为主方案的主要优缺点) 4.掌握水利工程机械的分类及水利水电工程施工机械
的主要发展趋向 5.掌握机械的生产率,机械生产管理指标和施工机械的
需要量计算 6.了解施工机械的选型 7.掌握施工机械的折旧和机械化施工总成本 8.衡量施工机械化水平的指标(机械化程度、装备率、
1.6×3×3
181 2794
240m3/h×4(座) 320m3/h×2(座) 360m3/h×1(座)
起重浇筑设备 （t×台）
附注
门机10×9 缆机20×2
工期3年，日最高 浇注量 7900m3
门机10×10 塔机10×4
工期10年(中途停 工)，日浇 注量
4200m3
缆机20×4
工期3年，日最高 浇Biblioteka Baidu量 6200m3
目前，在混凝土坝、石板堆石坝施工中，我国 已基本上实现了全盘机械化和综合机械化施工。同 时，在施工机械的配套和优选机械化施工方案、充 分利用和发挥机械的效率等方面，已达到了相当高 的水平。
我国水利施工机械化现状
三峡水利枢纽工程在混凝土施工方面主要是以大型塔机和塔带机为主的方案。
我国水利施工机械化现状
施工机械化的意义
葛洲坝水利枢纽工程在施工中为了解决混凝土浇 筑强度不足的难题，采用30T高架门机
施工机械化的意义
三峡最大的施工设备 摆塔式缆机, 塔身高 150米，摆幅为正负 25米，主索长1412 米，施工范围覆盖整 个二期大坝坝顶。
施工机械化的意义
工作幅度达100m的ROCTEC塔带机
施工机械化的意义
设备完好率、设备利用率、综合机械化程度)
施工机械的选型
施工机械选型原则
(1)工程规模； (2)工程特点；(坝型、坝高、施工阶段、地形条件) (3) 机械化组合原则；(主要机械和配套机械、辅助 机械，牵引机及其机具的组合，组合机械的生产能力)
施工机械的选型
机械类型和台数组合
(1)尽可能减少组合机械的机种数。因为在同一流 水作业过程中，参与组合的机械种类越多，整个作 业过程的总效率就越低；反之，组合的机种数越少， 总效率就越高。
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械配套及原则
要使机群在协作作业过程中产生最大的生产效率， 在进行机械配套时要遵循的重要原则是，使次要机械 和所有的工作过程满足于主要机械生产效率的发挥。
机械化施工的协调配合就是要以充分发挥主要机械 的生产能力为原则。
施工机械的选型
机械选型应考虑的因素
在进行施工的选型时，除了要对机械设备技术水 平及生产能力进行调查外，还应考虑下列因素：
(3)实际生产率。这是指机械在各种因素共同作用和影响下，在一 个单位时间内(1h)的生产量。
K实 60 A12
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械生产管理指标
➢ (1)机械完好率 =[机械技术状况完好的台(班)数]/机械的制度台时(班)数] 机械完好率是反映机械技术经济状况的指标。 ➢ (2)时间利用率 =[机械实际工作台时(班)数]／[机械的制度台时(班)数] 反映了机械台时(班)时间的利用程度。 ➢ (3)机械的生产效率 =[实际完成总产量]／[报告期内总能力] 反映了机械生产能力的发挥程度，体现机械管理与使用水平。
(1)能适应施工规模和施工期限的要求； (2)能满足施工特点和施工条件的需要； (3)采用机械的场合与机械的性参数相结合，能发 挥机械效率，节约能源和施工费； (4)能保证工程质量、施工安全、不污染环境； (5)容易安装、拆迁，机械本身的制造质量好，使 用可靠，技术先进，易于使用维修和实现自动化； (6)在机械配套大、中、小比例适当的基础上，符 合机型简化的要求。
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械的生产率
机械的生产能力用生产率来表示。 机械的生产率是指机械在一定时间内和一定条件下所完成的 生产量。它取决于四个因素：
(1)机械本身的工作容量，即机械的技术性能； (2)工作对象的性质和状态，即作业项目和施工条件等； (3)机械工作能力发挥的程度，即合理的使用； (4)施工组织完善的程度，即合理的组织。
水利工程机械的分类
水利工程施工机械通常按施工过程分类，即把完成 某一完整施工过程的机械归为一类。一般分为八类：
(1)水平运输机械，包括汽车、拖拉机运辅、机车运 输、架空索道、带式输送机等；
(2)垂直运输机械，包括一般起重机、安装起重机 和混疑土浇筑起重机等；
(3)装卸机械包括装载机、叉车等； (4)土方工程机械，包括准备及辅助工程机械、挖 土机械、挖土运土机械、压实机械等。
我国水利施工机械化现状
工程名称
坝型
新安江
宽缝重力坝
丹江口
宽缝重力坝
刘家峡
重力坝
乌江渡
重力拱坝
三峡
重力坝
我国混凝土坝采用的主要施工机械
坝高
主要施工机械
混凝土工程量 （104m3）
搅拌装置
105 188
1.6×3×2 5×4×1
97
292
2.4×2×2 1.6×3×1
140.6 76 165 193
2.4×4×2 5×4×1
我国水利施工机械化现状
(二)塔带机为主方案的主要优缺点 (1)塔带机生产能力大。塔带机理论生产率为400m3／h， 可以适应高强度浇筑混凝土需要。 (2)适应性强。塔带机能正常浇筑三级配常态混疑土或碾 压混凝土。 (3)工作效率高。塔带机输送混凝土浇筑时所需技术工人 少，平仓工作量小，能有效节省人工，降低工人的劳动强度。 (4)塔带机安装高度低，塔身能上升，安装手段要求较低， 所需时间也短。 (5)塔带机为定点布置，一旦发生事故，在其控制的作业 区内全面停工。
总成本=机械费+工程材料费+人工费+施工管理费+其他费用 (2)机械化施工单位成本是把机械化施工总成本按单位工程
量分摊的费用。它反映机械化施工的费用水平，是进行技术经 济分析不可缺少的经济指标。
Cd Cz /V
机械化施工的经济分析与核算
机械使用效益核算
机械施工企业核算其使用机械的经济效益，主要由 以下几部分指标所组成：
施工机械是施工企业进行施工生产必不可少 的技术物质基础，是构成生产力的重要因素。 采用机械化施工是提高劳动生产率、加快施 工速度的主要途径，是实现水利水电工程工 业化的重要环节。
施工机械化的定义
施工机械化的概念比较广泛，主要是在整个施工过程中， 使用机械代替手工劳动，从而节省人力和减轻劳动强度。
施工机械化的优点
(1)企业经济效益=企业全部收入-企业全部支出。 (2)自用机械的经济效益=自用机械的经济收入-自用 机械的经济支出。 (3)出租机械的经济效益=出租机械的经济收入-实际 支出费用。 (4)班组(单机)经济效益=班组(单机)经济收入-班组 (单机)经济支出。
机械化施工的经济分析与核算
机械使用效益核算
门机10×3 塔机10×1 缆机20×3
月浇注量70000m3
塔机10×4 高架门机10×10 缆机20×2 塔带机共6座
主要施工机械设 备仅列出 二期工程 大坝及电 站厂房
我国水利施工机械化现状
我国在水利水电建设中采用机械化施工是从五十 年代后期开始的。建国以来，配备的大型浇筑起重 机械和混凝土搅拌设备的数量较多。
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械的生产率
因此，生产率的表示可分为三种： (1)理论生产率。或称结构生产率，它是指机械在设计规定的速度
和条件下，连续工作一个单位时间(1h)的生产量。
K 理 60 A
(2)技术生产率。它是指机械在特定的具体生产条件下连续工作一 个单位时间(1h)的生产量。
K 技 60 A1
第九章 水利工程施工机械化
施工机械化的意义
水利资源的开发从某种程度上讲需要依赖于现代 化的施工机械，这一观点可以从我国水利水电工 程建设史中得到证实。从建国以来，已建和在建 的装机容量1000MW以上的大型水利水电工程 有刘家峡水电站、龙羊峡水电站、葛洲坝水利枢 纽工程、二滩水电站、澜沧江上的小湾 (4200MW) 电 站 、 大 朝 山 (1350MW) 电 站 、 漫 湾(1500MW)电站、三峡水利枢纽等，这些工程 都是依赖大量的、大容量的施工机械建成的。
施工机械折旧
施工机械的折旧和大修理费用是构成施工机械设备 使用成本的重要组成部分。
基本折旧费是指施工机械在规定使用期内收回原值 的台时折旧摊销费。
基本折旧费=机械预算价格x(1－残值率)÷机械规 定使用台时数
机械化施工的经济分析与核算
机械化施工总成本
(1)机械化施工总成本的计算范围是按照使用机械化施工方 法完成工程量指标计算的，内容包括机械使用费、工程材料费、 人工费、施工管理费以及其他有关费用。
水利工程机械的分类
(5)石方工程机械，包括钻孔机械、装药机械及隧洞 掘进机；
(6)基础工程机械，包括打桩机、振动沉桩设备、灌 浆机械、冲击钻等；
(7)混凝土及钢筋混凝土工程机械，包括骨料制备机 械、钢筋及模板加工机械、拌合机及拌合楼、制冷设 备、混凝土泵车、平仓振捣机械等；
(8)工程船舶，包括各种水上及水下工程船舶及机械。
(2)并列组合。如果只依靠一套组合机械作业，当 主要机械发生故障时，就很容易引起全线停工。假 若选用两套或多套并列作业，就可以避免全线停产 事故。
机械化施工的经济分析与核算
施工机械台时（班）费
施工机械台时费是指一 个台时中为保证机械正 常运转，所必须支出和 分摊的各项费用之和。
机械化施工的经济分析与核算
施工机械化水平通常用以下几个指标来衡量：
机械化程度 装备率 设备完好率 设备利用率 综合机械化程度
机械化施工的经济分析与核算
机械使用效益核算
水利水电工程施工机械化水平是指机械化施工中 发挥机械设备效能的水平。一项工程施工或一个施 工企业单位，虽然施工机械化程度高、技术装备的 能力强，但并不能说明它的施工机械化水平高。对 水利水电工程建设而言，不论工程的规模大小，它 的施工机械化水平的高低，应综合体现在施工速度、 效率、安全和经济等几个方面。
水利工程机械的分类
当前，水利水电工程施工机械的发展趋向主要有： ➢专用大型化 ➢多能小型化 ➢液压化 ➢电子化
水利工程机械的分类
水利水电工程施工机械按工程概预算的口径也分为八类: ➢ 土石方机械 ➢ 基础处理设备 ➢ 混凝土机械 ➢ 运输机械 ➢ 起重机械 ➢ 工程船舶 ➢ 辅助设备 ➢ 加工机械
(一)大型塔机为主方案的主要优缺点 (1)门塔机布置在栈桥上，具有可移动性，机动灵活，可相互 支援。即使出现主机故障也不致于影响该范围内的混凝土浇筑。 (2)塔机起吊高度大，工作幅度R=80m可起吊20t．轨上最大 起吊高度达90m，轨下起吊高度可达80m。 (3)塔机可自升，安装高度较低，安装工期较短，费用较低。 (4)能适应同一仓面多种标号、不同级配的混凝土浇筑要求。 (5)仓面平仓振捣设备与门塔机节罐入仓速度容易匹配，有 利于防止漏振造成架空等质量事故。 (6)大型塔机难以满足碾压混凝土施工强度要求。所以，在 碾压棍凝土部位一般还要辅以其他机械设备。
施工机械的生产能力和需要量的计算
施工机械需要量计算 施工机械的需要量的确定，即要解决一定时段内要求机械 完成的工程量与机械实际能够完成的工程量之间的矛盾。
N Q / P1P2 P3
N为机械的需要台数; Q为计划时段内应完成的工程量; P1为机械在计划时段内的制度台班数; P2机械的台班生产率 (m3／台班); P3机械的利用率.
要点
1.了解施工机械化的意义 2.掌握水利水电工程施工机械化的优点 3. 我国水利施工机械化现状(大型塔机为主方案和塔
带机为主方案的主要优缺点) 4.掌握水利工程机械的分类及水利水电工程施工机械
的主要发展趋向 5.掌握机械的生产率,机械生产管理指标和施工机械的
需要量计算 6.了解施工机械的选型 7.掌握施工机械的折旧和机械化施工总成本 8.衡量施工机械化水平的指标(机械化程度、装备率、
1.6×3×3
181 2794
240m3/h×4(座) 320m3/h×2(座) 360m3/h×1(座)
起重浇筑设备 （t×台）
附注
门机10×9 缆机20×2
工期3年，日最高 浇注量 7900m3
门机10×10 塔机10×4
工期10年(中途停 工)，日浇 注量
4200m3
缆机20×4
工期3年，日最高 浇Biblioteka Baidu量 6200m3
目前，在混凝土坝、石板堆石坝施工中，我国 已基本上实现了全盘机械化和综合机械化施工。同 时，在施工机械的配套和优选机械化施工方案、充 分利用和发挥机械的效率等方面，已达到了相当高 的水平。
我国水利施工机械化现状
三峡水利枢纽工程在混凝土施工方面主要是以大型塔机和塔带机为主的方案。
我国水利施工机械化现状
施工机械化的意义
葛洲坝水利枢纽工程在施工中为了解决混凝土浇 筑强度不足的难题，采用30T高架门机
施工机械化的意义
三峡最大的施工设备 摆塔式缆机, 塔身高 150米，摆幅为正负 25米，主索长1412 米，施工范围覆盖整 个二期大坝坝顶。
施工机械化的意义
工作幅度达100m的ROCTEC塔带机
施工机械化的意义
设备完好率、设备利用率、综合机械化程度)
施工机械的选型
施工机械选型原则
(1)工程规模； (2)工程特点；(坝型、坝高、施工阶段、地形条件) (3) 机械化组合原则；(主要机械和配套机械、辅助 机械，牵引机及其机具的组合，组合机械的生产能力)
施工机械的选型
机械类型和台数组合
(1)尽可能减少组合机械的机种数。因为在同一流 水作业过程中，参与组合的机械种类越多，整个作 业过程的总效率就越低；反之，组合的机种数越少， 总效率就越高。
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械配套及原则
要使机群在协作作业过程中产生最大的生产效率， 在进行机械配套时要遵循的重要原则是，使次要机械 和所有的工作过程满足于主要机械生产效率的发挥。
机械化施工的协调配合就是要以充分发挥主要机械 的生产能力为原则。
施工机械的选型
机械选型应考虑的因素
在进行施工的选型时，除了要对机械设备技术水 平及生产能力进行调查外，还应考虑下列因素：
(3)实际生产率。这是指机械在各种因素共同作用和影响下，在一 个单位时间内(1h)的生产量。
K实 60 A12
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械生产管理指标
➢ (1)机械完好率 =[机械技术状况完好的台(班)数]/机械的制度台时(班)数] 机械完好率是反映机械技术经济状况的指标。 ➢ (2)时间利用率 =[机械实际工作台时(班)数]／[机械的制度台时(班)数] 反映了机械台时(班)时间的利用程度。 ➢ (3)机械的生产效率 =[实际完成总产量]／[报告期内总能力] 反映了机械生产能力的发挥程度，体现机械管理与使用水平。
(1)能适应施工规模和施工期限的要求； (2)能满足施工特点和施工条件的需要； (3)采用机械的场合与机械的性参数相结合，能发 挥机械效率，节约能源和施工费； (4)能保证工程质量、施工安全、不污染环境； (5)容易安装、拆迁，机械本身的制造质量好，使 用可靠，技术先进，易于使用维修和实现自动化； (6)在机械配套大、中、小比例适当的基础上，符 合机型简化的要求。
施工机械的生产能力和需要量的计算
机械的生产率
机械的生产能力用生产率来表示。 机械的生产率是指机械在一定时间内和一定条件下所完成的 生产量。它取决于四个因素：
(1)机械本身的工作容量，即机械的技术性能； (2)工作对象的性质和状态，即作业项目和施工条件等； (3)机械工作能力发挥的程度，即合理的使用； (4)施工组织完善的程度，即合理的组织。