公路工程施工机械的选择

rockston

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公路建设项目的工程量和施工进度。一般情况下，为了保证公路工程的施工质量、施工进度和提高技术经济效益，公路建设项目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，因为影响公路建设机械化施工的因素是多方面的。例如，某大型公路建设项目由于受道路、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。又如，空气稀薄的高原地区，即使工程量不是很大的公路建设项目，也必须选用配备增压柴油机为动力装置的施工机械。
　　2合理选择施工机械的一般原则
　　公路建设采用机械化施工，目的是为了优质、高效、安全、低耗的完成工程建设任务，在提高劳动生产率的同时减轻施工人员的劳动强度，这是公路建设机械化施工应遵循的基本原则。因此，在公路建设采用机械化施工时，选择施工机械应遵循以下原则:
7 n1 t, D3 n/ K0 _/ Q' p- W　　1)适应性——施工机械与公路建设项目的具体实际相适应，即施工机械要适应公路建设项目的施工条件和作业内容。例如，路基工程的施工范围广、施工条件变化大，选用的施工机械一方面应适应公路工程所在地的气候、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、生产率等要与公路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，或租赁施工机械或挖掘现有设备潜力)，尽量选择最适合公路建设项目内容的施工机械。
　　2)先进性。新型的公路工程施工机械具有高效低耗、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公路工程施工任务。此外，采用先进的施工机械，由于其性能优点、安全可靠、故障费低，最终可取得较好的技术经济效益。
; R( F3 B" Q3 c# k8 C6 Q- B1 I) [　　3)经济性。公路工程施工机械经济性选择的基础是施工单价，它主要与施工机械的固定资产消耗及运行费用等因素有关。采用先进的大型的施工机械进行公路工程施工，虽然一次性投资较大，但它可以分摊到较大的工程量当中，对公路建设项目的成本影响较小。因此在选择公路工程施工机械时，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，这是影响公路工程机械化施工经济效益的重要因素。
$ b3 s1 S$ }& ?2 K/ V* @6 U　　4)安全性。在选择合适的施工机械、保证公路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
3 R- a1 V/ q) [" u% j8 v　　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 ], K- d. o; l" r. v6 }; q　　5)通用性和专用性。根据公路建设项目的技术要求，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，应充分考虑施工机械的通用性和专用性。通用施工机械可以一机多用，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公路工程施工机械的合理组合
　　施工机械合理组合也是公路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。
) p' t- K, }  C! x) t　　3.1施工机械技术性能的合理组合
　　施工机械技术性能组合包括以下三个方面:
　　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，但不要大于7～8倍。
　　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)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。
. G8 A7 s( p. @; d　　3.2施工机械类型与其数量的合理组合
+ X3 B" I" @) G7 u　　1)施工机械类型及数量宜少不宜多。根据公路建设项目的作业内容，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。
" `  K: X) U, L0 f　　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，就会造成公路建设项目全线停工。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，沥青路面施工中人们多采用两套沥青摊铺机、压路机并列作业即为典型实例。
　　4施工机械的选择方法
3 h2 u$ b0 n' X4 [9 _: r　　在多年的公路工程施工实践中，我公司从实际出发，根据公路建设项目和我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，且所完成的公路工程建设任务的技术经济效益较好。
! `1 c% ]' m9 s" Q3 E7 `9 a　　4.1根据公路建设项目作业内选择施工机械
　　以路基工程施工为例，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，每种作业可根据表1所列的工程类别选择机械与设备。
5 P$ X( ?# p3 ?+ R  [) i; e　　表1根据路基工程作业内容选择施工机械
　　工程类别作业内容选择的机械与设备
1 R- E" y$ u4 j7 Y　　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;
# F0 k4 O$ b. `3 V+ u" n: ?; f　　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;
1 z: W8 f; r8 v/ }1 e" j  [" J3 c$ T　　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;
4 o. T1 H  T) A5 G% J  C　　2)岩石开采;
, s: B% r" z3 Y　　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
* |6 a2 C! E+ F1 v7 B, L　　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
3 g" D* d' R' N* {( o* K　　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
　　4.2根据公路建设项目工程量选择施工机械
6 X: N+ d' Q1 P. h5 B4 E　　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。
" c- x( o6 J# p8 G. s' g1 J3 f( i　　4.3根据运输距离和道路情况选择施工机械
1 [4 w% B4 J4 _　　在沥青路面施工中，为保证沥青混合料摊铺工序所需温度(≥110℃)和压实工序所需温度(≥90℃)，自卸车运输沥青混合料的距离不宜超过30km。在路基工程施工中，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。因此，可根据表2推荐选择施工机械。
　　表2根据运距和道路条件选择施工机械
　　机械履带推土机履带装载机轮胎装载机拖式铲运机自行式铲运机轮式拖车自卸汽车
. O. _0 [6 n- M9 S$ g: L　　经济运距(m)<80<100<150100～500200～1000>2000>2000
$ _7 J' y) n: v　　道路条件土路不平土路不平土路不平土路不平土路不平平坦路面一般路面
　　4.4根据土质选择施工机械
4 ]$ T( A+ B; K' b3 _0 s* n　　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。
, _- b2 l( u" Y6 L; o7 S, f　　4.5根据气象条件选择施工机械
9 T3 |6 Q- m+ ]  k　　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。