铲运机在路基土方工程中的应用.docx

铲运机在路基土方工程中的应用.docx

《铲运机在路基土方工程中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铲运机在路基土方工程中的应用.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

铲运机在路基土方工程中的应用

铲运机在路基土方工程中的应用

徐永杰,等:

铲运机在路基土方工程中的应用?

23-

铲运机在路基土方工程中的应用

徐永杰张长千2孙树贤

（1,鲁东大学交通学院山东烟台264025;2,济聊馆高速公路管理处）

摘要铲运机是路基土方工程的主要施工机械之一,特别适用于I类和Ⅱ类土壤,中长距

离运输,填筑高度>2m的路堤或开挖深度>2m的路堑.在施工过程中,要根据铲运机的适用

范围,工程量和施工进度,选择最适宜的施工技术和作业方法,以达到提高作业效率,加快施工

进度,节约施工成本的目的.

关键词适用范围施工技术施工组织施工作业

铲运机是一种自铲自运循环作业的土方工程机

械,广泛应用于公路,铁路,矿山和农田建设等土

方工程.据统计,在美国和俄罗斯铲运机完成的土

方量占土方工程总量的4O%和l4%,可见铲运机

在土方工程中占有非常重要地位.但是我国铲运机

应用尚不普遍.为了提高土方机械化施工的整体水

平,还应加大铲运机的研制和应用.目前在路基土

方工程中,铲运机主要用于填筑高度>2m的路

堤,开挖深度>2m的路堑.本文介绍铲运机在路

基土方工程中的应用.

1铲运机的适用范围

1.1铲运机经济运距的选择

铲运机因其铲斗在运输过程中呈半封闭状态,

因此,其运距较长,尤其适用于中长距离运输的土

方铲运作业,但不同类型的铲运机经济运距有差

异,表1列举了各种铲运机的技术参数,供参考

选用.

1.2铲运机对土壤的适应性

铲运机适宜于I,Ⅱ类土壤的铲装作业,如遇

Ⅲ,Ⅳ类土壤应预松或用推土机助铲.铲运机最适

宜于含水量小于25%的砂性土和粘土,不适宜于

徐永杰.男.副教授.

在干燥的粉性土和潮湿的粘性土中作业,更不宜于

在地下水位较高的湿地,沼泽地带及岩石地带

作业.

表1各种铲运机的技术参数表

堆装容量/m经济运距/nl道路坡

类别

一

般最大一般最佳度/%

拖式铲运机2.5一l8.024.0lO0—500lO0—300l5—25

单发一般铲装l0.0—30.050.0200—200000一l5005—8

自行动机链板铲装l0

.0—30.035.0200一lo00200—6005—8

式铲

运机觳发一般铲装l0.0—30.050.0200—2000200一l500l0一l5

动机链板铲装l0.0一l6.034.0200一lo0o20o一600l0一l5

1.3铲运机对地形的适应性

铲运机最适宜在坡度为7.一8.的坡地作业,

坡度过大,不利于土壤进斗,坡度最大不超

过15..

2铲运机的施工技术

铲运机属循环作业的土方工程机械,其作业过

程包括铲装,运输,卸铺和返回.其中对铲运机作

业效率影响最大的是铲装过程.因此,铲运机应根

据地形,土质的不同.选择最适宜的施工技术.

2.1根据土壤的充填情况决定斗门的开启程度

铲运机铲装时土壤的充填大致可分为三个阶段

（1）测点位置.整个隧道洞内每隔40m设

置一组收敛点,每组包括左右导洞各两对测点,左

导洞布设于开挖底面线上2.14m和6.14m处,右

导洞布设于开挖底面线上6.O0m和9.80m处.收

敛测点断面里程为K0+520,+480,+440,

+4ll（Ⅲ类,Ⅱ类围岩分界里程）,K0+360,

+320,+280,+240.各组测点布置在靠近工作

面0.5—2.0m的端面上.

（2）布设时间.位置较高的一对收敛点在爆

破排烟完毕后立即布设并测其初值,位置较低的一

对收敛点在出碴完毕后立即布设并测其初值.

4结语

现场监控量测是一项技术含量较高的工作,它

对工程设计的正确实施有着十分重要的作用,对大

跨扁平隧道更是如此.因此,现场监控量测应有详

尽的设计,对其整个程序作出明确的规定和标准,

保证现场监控量测达到指导施工,反馈信息的

目的.

收稿日期:

2005一o6—27

全国中文核心期刊路基工程2006年第1期（总第124期）

（图1）,正确掌握铲斗斗门开度的大小,对铲装作

业影响很大.在开始铲土时,土层是沿着斗底向后

移动,充填铲斗后部（图la）,此时斗门开启60

—

70cm为宜;继续铲土,充填铲斗中部阶段（图

lb）,各土层堆置在前一层的上面,土层堆高,曲

向前方,朝斗门的方向挤去,此时斗门开度应小

些,约25—40em;为使土层继续挤入,使铲斗装

得更满,在充填结束阶段（图lc）,则必须加大装

入压力,此时斗门应重新开大一些,约为35—

55cm.

//[1/,.-'-//f

（a）充填开始阶段（b）充填中间阶段（c）充填结束阶段

圈1土壤充填过程图

2.2根据土壤等级和地形选取最佳铲装方法

（1）一般铲土法.铲运机在I,Ⅱ级土壤施

工,铲土开始时,应使铲刀以最大深度切人士中不

超过30cm,随着铲运机行驶阻力不断增加,当感

觉发动机转速变慢时,再逐渐减小铲土深度,直至

铲斗装满为止.此时铲运机形成的铲土道纵断面如

图2（a）所示.

（2）波浪式铲土法.铲运机在Ⅱ,Ⅲ级土壤

施工,铲土开始时,应使铲刀以最大深度切入土

中,可利用铲运机快速返回时的惯性加快,加大切

土的深度,随着负荷逐渐增加,发动机转速降低,

相应地减小切土深度,如此反复若干次,直至铲斗

装满为止.其铲土道断面如图2（b）所示.

.一1.虹..=]Ⅱj.I

（a】一"般-铲fl装法（b）波浪式铲土法

一一

\:

一?

返回或移位

（3）跨铲铲土法.若取土场较宽,较长,铲

运机可采用交替错开铲土的方法,如图2（c）所

示.铲土时先在取土场的第一排铲土道取土,在两

铲土道之间留出铲运机一半宽度的一条土埂;第二

排铲土道的起点与第一排铲土道的起点相距约半个

铲土长度,其铲土方向对准第一排取土后留下的土

埂.以后每排取土的方法,比照第一,二排的关系

进行.这种铲装法,从第二排起,每次铲土的前半

段铲土阻力将随着进斗土量的增加而减小,发动机

的负荷比较均衡.所以在发动机功率不变的情况

下,既缩短了铲装时间,又提高了铲装效率,在硬

土中采用此法,可提高功率l0%左右.

（4）下坡铲土法.下坡铲土法是利用铲运机

的重力分力所产生的下坡推力使牵引力增加,从而

提高铲土效率,如图2（d）所示.铲土下坡角一

般为7.一8.,最大不超过l5.,若坡度过大会增加

土壤进斗的阻力,工效下降.此法不仅适用于有坡

度的地形,在平坦地段也可铲成下坡地形,如在平

地取土坑铲土,应先将一端铲低,然后保持一定的

坡度向后延伸,人为地创造下坡铲土的有利地形.

（5）硬土预松法.对于Ⅲ级以上的冻土,硬

土,可用松土机预先进行疏松.松土机必须配合铲

运机的铲装作业逐层疏松,并使松土层深度与铲运

机切土深度相一致,以免因疏松过深而影响铲运机

的牵引力.

（6）推土机助铲法.对于Ⅲ级以上的冻土,

硬土,除了用松土机预先进行疏松外,还可在铲装

现场用推土机助铲.一般一台推土机可兼做3台铲

运机的顶推作业.用推土机为铲运机助铲,常见的

方法有折回助推法,穿梭助推法和并列助推法三

种,如图2（e）所示.

3铲运机的施工组织

3.1施工前的准备

（1）清理现场.将路堤表面和路堑顶面清皮,

清除表面草皮,庄稼,树丛和垃圾,伐树除根,并

将可利用的腐殖土堆积成堆,以便以后边坡绿化

之用.

（2）施工放样.利用测绘仪器在施工现场标

定出路基填筑的边桩和路堑开挖的坡顶桩,并设立

施工参考基准.如图3所示.

（a）填筑路堤施T程序（b）开挖路堑施]程序

图3施工作业程序图

（3）安排施工作业程序.铲运机在路基土方

徐永杰,等:

铲运机在路基土方工程中的应用?

25?

工程中主要用于填筑路堤和开挖路堑,施工前应根

据现场土质,地形,外业测量原始资料及设计资

料,在每个桩号处设计填筑,开挖横断面图,合理

安排好施工作业程序.如图3所示.

（4）合理选择铲运机的类型和数量.根据工

程量和施工进度选择铲运机的类型和型号,目前国

内常用斗容量为6～8m的铲运机;然后根据工程

总量,工期,土质,气象等条件,按不同土质,运

距的单项工程总量,算出所需铲运机的台数如

（1）式.

rJ

Ⅳc

（1）

式中:

q——单项工程总土方量,m;

q——铲运机台班产量,.m;

d——工作天数,d=工期中的日历天数一

（停工天数+下雨停工天数+雨后停工天数

+其它停工天数）;

——

每天台班数.

其中铲运机台班产量按

（2）式计算.

q:

（m,/a）

（2）

8

式中:

铲斗的几何容量,m;

Ji}——时间利用系数.一般为0.75—0.80;

Ji}——土壤充满系数,见表2;

Ji}——土壤松散系数,一般为1.10一1.30;

t——铲运机每一循环所用的时间,包括铲

装,运输,卸铺,回驶,换挡和换向所用总

时问,rain.

表2铲运机铲斗的充满系数表

3.2合理安排铲运机的运行线路

铲运机施工作业应根据施工对象不同,合理选

择适宜的运行路线.在布置运行路线时,应考虑

"挖近填远,挖远填近"的施工方法.这样施工可

创造下坡取土的条件,并可保持较平坦顺畅的运输

道路,以利铲运机的等速行驶.常用的运行路线有

有环形,"8"字形,"之"字形,穿梭式和螺旋

形等.

4铲运机施工作业

4.1填筑路堤

铲运机填筑路堤一般采用纵向填筑,在施工中

应注意以下事项.

（1）按预先设计好的施工程序从路堤两侧开

始,铺卸成层,逐渐向路堤中线靠近,并经常保持

两侧高于中部（填筑路堤两侧边缘时,应使铲斗

尽量放低,使卸下的土向边线推挤,从而保证两侧

高,中间低的状况）,以保证作业质量和安全,见

图3（a）.

（2）填筑路堤高度在2m以下时,应采用环

形运行路线;如运行地段较长时也可采用"之"

字形路线.当填筑高度>2m时,应采用"8"字

形作业路线,这样可使进出口的坡道平缓些.

（3）卸土时应将土均匀地分布于路堤上,并

使轮胎将所卸土方均能压到,以保证路基的压实

质量.

（4）当路基填筑到>1m时,应修筑进出口

上,下坡通道,进出口间距一般为50—60m,上

坡道坡度为l5%一20%,下坡道极限坡度为

50%,宽度不小于工地最宽工程机械行驶宽度,

转弯半径不小于6m.

4.2开挖路堑

（1）开挖路堑一般采用综合施工,图4为综

合作业方式的运行路线.

（2）开挖路堑应按预先设计好的施工程序如

图3（b）,从路堑两边开始,分层分次开挖,以保

证边坡的质量,并利用开挖的土方填筑路堤.

图4综合作业方式的运行路线图（单位:

m）

（3）在开挖过程中,工程技术人员要利用测

绘仪器不时地复核边坡和路堑标高,防止超挖和欠

挖.否则,将增加边坡修整作业量.

5结语

铲运机适用于高度（或深度）大于2m,运距

在1O0—1500m的土方工程.在施工过程中,应

根据地形,土质和运距进行施工组织设计,合理选

择铲运机的类型与数量.采用最适宜的施工技术和

作业方法,以达到提高作业效率,加快施工进度,

节约施工成本的目的.

收稿日期:

2005—10—26

文本仅供参考，感谢下载！

文本仅供参考，感谢下载！