土石方施工机械

土石方施工机械

施工机械的种类较多，按机械的自重可分为特大型、大型、小型等。按作业对象可分为土、石方机械；路面工程机械；混凝土及灰浆机械；水平运输机械；起重及垂直运输机械等。按行走装置不同可分为履带式或轮胎式。按驱动力可分为机动或电动等。

另还有起重机、卷扬机、打拔桩机、钻孔机械、水泵、金属加工机械、土木石加工机械、动力机械以及工程船舶等。

一、土石方机械

土石方机械有推土机、铲运机、单斗挖掘机、装载机、平地机、拖拉机、压路机、凿岩穿孔机械等。

1.推土机

推土机是一种自行式短距离铲土运输机械，一般分为固定式和回转式、机械操纵和液压操纵等类型。土石方施工的季节性很强，对工程量较为集中的土石方工程一般采用履带式推土机。推土机一般用于经济运距50m～100m的短距离推运土方、石方、渣土等，也用于开挖河渠、填筑堤坝、平整场地、砍树挖根、堆集砂砾石等作业。此外，还用于进行局部碾压、给铲运机助铲和预松土，以及牵因引各种拖式土方机械作业。推土机的机械操作员一般配备2名。

2.铲运机

铲运机是一种循环作业式的铲土运输机械，有拖式和自行式的机械传动、液压传动、电动传动和静压传动等形式。在施工作业时，铲运机作业卸土有强制式、半强制式、自行式卸土三种。铲运机施工作业操作员一般按2名驾驶员配备。

铲运机的经济运距和行驶道路坡度是铲运机选型的重要依据。一般来说，运距短、坡度大、路面松软、选择拖式铲运机为宜；如果运距长、坡度大，宜采用双发动机驱动的自行式铲运机；路面平坦则选用单发动机驱动的自行式铲运机。铲运机适用于中等运距（100m～200m）和道路坡度不大条件下的大量土方转运工程。如果运距太短（100m以内）采用铲运机是不经济的，此时采用推土机或轮胎式自装自运较为适宜，运距特长（200m及以上）则采用自卸汽车较为经济。

3.单斗挖掘机

单斗挖掘机是一个刚性或挠性连续铲斗，以间隔重复式循环进行工作，是一种周期作业自行式土方机械。单斗挖掘机有内燃驱动、电力驱动、复合驱动的装置，挖斗有正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机、抓斗挖掘机等形式。单斗挖掘机一般配备2名机械操作手。

在公路建设中，单斗挖掘机主要用来进行挖掘土料，剥除采石的覆盖层及在料场进行装载作业等。

4.装载机

装载机具有轮胎式及履带式的全回转式、半回转式和非回转式三种形式。履带市装载机配备2名操作员，2m3及以内的轮胎式装载机配备1名操作员，3m3及以上的装载机配备2名操作员。

装载机常用于公路建设中的土石方铲运以及推土、起重等多种作业。在运距不大或运距和道路坡度经常变化的情况下，如采用装载机与自卸汽车配合装运作业，会使功效下降，费用增高。在这种情况下可单独采用装载机作为自铲运设备使用。根据经验总结，如果整个采装作业循环时间少于3min时，则把装载机作为自铲运设备使用是经济合理的。如果运距较远，采用轮胎式装载机配合自卸车采运土石方，也可以提高作业效率。

5.平地机

平地机是一种一铲土刮刀为主，配以其它多种可换作业装置，进行土地平整和整形连续作业的筑路机械。平地机具有拖式、自行式的前轮转向和全轮转向的形式，落地轮胎分四轮和六轮，有机械操纵和液压操纵两种形式。目前自行式平地机具有机动灵活、生产率高的特点，被广泛采用。

平地机主要用于修筑路基路面横断面，路基边坡整理工程的刷坡作业，开挖边沟及路槽，平整场地等；还可用来在路基上拌和路面材料、摊铺材料、修整和养护路基路面；推土、疏松土壤、清除杂草、石块和积雪等。自行式平地机一般配备2名机械操作员。

6.压路机

压路机有静作用碾压机械、振动碾压机械和夯实机械三类。在机械选择时还有钢制光轮压路机和钢制羊角碾压路机两种形式。

光轮压路机一般配备1名机械操作员，拖式羊角碾、拖式振动碾及振动压路机配备2名机械操作员。

（1）光轮压路机

光轮压路机的线压力较小，压实深度也浅，而且压实不均匀，不适合土坝、河堤、围堰的碾压。一般用于整理性压实工作，对于容重要求较低的粘性土、砂砾料、风化料、冲击砾质土较适合。

（2）羊角碾压路机

羊角碾压路机具有很大的单位面积压力及挤压力，压实深度大而均匀，并能挤碎土块，因而具有很好的压实效果和较高的生产率，广泛应用于粘性土料的分层碾压。羊角碾沿路机对非粘性土料和高含水量粘土的压实效果不好，不宜采用。

（3）轮胎式压路机

轮胎式压路机具有弹性，在碾压时与土体同时变形，其碾压作用力主要取决于轮胎的内压力。接触面积与压实深度有密切关系，为了得到较大的的接触面积，又增加压实深度，在轮胎允许范围内尽可能增加轮胎碾的负荷。轮胎碾适合于压实粘性土及非粘性土，如壤土、砂壤土、砂土、砂砾料等土质，同时于路面施工也常常采用。

（4）振动式压路机

振动式压路机即俗称的振动碾，其光轮碾和羊角碾都适用于不同土质条件。主要优点一是单位面积压力大，可适当增加压实厚度，碾压遍数可适当减少；二是结构重量轻，外形尺寸小。最大缺点是振动噪音大，使机械手过度疲劳。

目前压路机多采用大直径的碾轮，并配以液压机械式传动系统（即全液压传动系统），而且全轮驱动，前后碾轮直径相同，承担的重量也大致相同，行驶一遍相当于碾压两遍，同时也使爬坡能力、转向、通过性能和稳定性得到改善。振动式压路机采用轮胎减振、铰接式机架、液压传动等多种新型结构，减振问题已基本得到解决，固在土石方及路面施工中较多采用5～15t振动式压路机来压实。

压路机的组合所受约束较多，沈大高速公路某施工队碾压机械在沥青混凝土路面施工中考虑了压实温度的要求和摊铺机生产率后以气温想适应的碾压长度为：常温（25℃），40～50m；偏低（小于10℃），20～40m；偏高（大于20℃），50～80m；高温（大于30℃），100m左右。组合如下表：

土石方机械设备组合条件表

路基型式修筑方法路堤或

路堑高

（m）

土壤类

别

运土距

离（m）

工作段

最小长

度（m）

选择施工机械设备

主要机械辅助机械

从路基两侧取土坑

取土填方

（在平地

上）

〈1

Ⅰ～Ⅳ〈15 500 自动平地机

松土器（Ⅳ类必要时使用）、推土机、轮胎压路机或羊角

碾

从路基一

侧或两侧取土填方1～2

〈30 不限制推土机

松土器（Ⅳ类必要时使用）、自动平地碾、轮胎压路机、

羊角碾

〈50 50

推土机、铲

运机（6m3）

松土器、自动平地机、轮胎压路机、羊角碾

自路堑取土填筑路堤（移挖作填）〈3

〈100

不限制

推土机松土器、自动平地机、轮胎压路机、羊角碾100～

500 铲运机（斗

容〈10m3〉

推土机、松土器、轮胎压路机、羊角碾500～

1000

100 推土机、重型压路机、轮胎压路机、羊角碾〉3 Ⅴ～Ⅵ

〉1000 在一个

工作段

内

（5000m

3）

装载机或挖

掘机配自卸

汽车

松土器、自动平地机、轮胎压路机、羊角碾〉500 空气压缩机、凿岩机、推土机

自专用借土坑取土

填筑路堤（取土填方）不限制Ⅰ～Ⅳ

〈500 50

铲运机

（10m3）

推土机、轮胎压路机、羊角碾

〉500 100

铲运机

（10m3）、

装载机配自

卸汽车

推土机、自动平地机、轮胎压路机、羊角碾