常用土方机械的选择与作业方法.docx
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常用土方机械的选择与作业方法
6-1-8土方机械化施工
6-1-8-1土方机械的选择
土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。
土方机械化施工常用机械有：
推土机、铲运机、挖掘机（包括正铲、反铲、拉铲、抓铲等）装载机等，一般常用土方机械的选择可参考表6-47。
常用土方机械的选择表6-47
机械名称、特性
作业特点及辅助机械
适用范围
推土机操作灵活，运转方便，需工作面小，可挖土、运土，易于转移，行驶速度快，应用广泛
1．作业特点
（1）推平；
（2）运距`00m内的堆土（效率最高为60m）；（3）开挖浅基坑；（4）推送松散的硬土、岩石；（5）回填、压实；（6）配合铲运机助铲；（7）牵引；（8）下坡坡度最大35°，横坡最大为10°，几台同时作业，前后距离应大于8m2．辅助机械土方挖后运出需配备装土，运土设备推挖三~四类土，应用松土机预先翻松
1．推一~四类土2．找平表面，场地平整3．短距离移挖作填，回填基坑（槽）、管沟并压实4．开挖深不大于1.5m的基坑（槽）5．堆筑高1.5m内的路基、堤坝6．拖羊足碾7．配合挖土机从事集中土方、清理场地、修路开道等
铲运机
．作业特点1
以下的27%．开挖含水率1
操作简单灵活，不受地形限制，不需特设道路，准备工作简单，能独立工作，不需其他机械配合能完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工序，行驶速度快，易于转移；需用劳力少，动力少，生产效率高
（1）大面积整平；
（2）开挖大型基坑、沟渠；（3）运距800~1500m内的挖运土（效率最高为200~350m）；（4）填筑路基、堤坝；（5）回填压实土方；（6）坡度控制在20°以内2．辅助机械开挖坚土时需用推土机助铲，开挖三、四类土宜先用松土机预先翻松20~40cm；自行式铲运机用轮胎行驶，适合于长距离，但开挖亦须用助铲
一~四类土2．大面积场地平整、压实3．运距800m内的挖运土方4．开挖大型基坑（槽）、管沟，填筑路基等。
但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用
正铲挖掘机装车轻便灵活，回转速度快，移位方便；能挖掘坚硬土层，易控制开挖尺寸，工作效率高
1．作业特点）工
（1）开挖停机面以上土方；（2作面应在1.5m以上，开挖合理高度见）开挖高度超过挖土机挖；表11-79（3掘高度时，可采取分层开挖；（4）装车外运2．辅助机械土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合平土、集中土方进行联合作业
1．开挖含水量不大于27%的一~四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块2．大型场地整平土方3．工作面狭小且较深的大型管沟和基槽路堑
4．独立基坑
5．边坡开挖
反铲挖掘机操作灵活，挖土、卸土均在地面作业，不用开运输道
1．作业特点
（1）开挖地面以下深度不大的土方；
（2）最大挖土深度4~6m，经济合）可装车和两边1.5~3m；（3理深度为）较大较深基坑可用4甩土、堆放；（多层接力挖土2．辅助机械土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合推到附近堆放
1．开挖含水量大的一~三类的砂土或粘土
2．管沟和基槽3．独立基坑4．边坡开挖
拉铲挖掘机可挖深坑，挖掘半径及卸载半径大，操纵灵活性较差
1．作业特点
（1）开挖停机面以下土方；
（2）可装车和甩土；（3）开挖截面误差较大；（4）可将土甩在基坑（槽）两边较远处堆放2．辅助机械土方外运需配备自卸汽车、推土机，创造施工条件
1．挖掘一~三类土，开挖较深较大的基坑（槽）、管沟2．大量外借土方3．填筑路基、堤坝4．挖掘河床5．不排水挖取水中泥土
抓铲挖掘机灵钢绳牵拉活性较差，工效不高，不能挖掘坚硬土；可以装在简易机械上工作，使用方便
1．作业特点
（1）开挖直井或沉井土方；
（2）可装车或甩土；（3）排水不良也能开挖；（4）吊杆倾斜角度应在45°以上，距边坡应不小于2m2．辅助机械
土方外运时，按运距配备自卸汽车．
1．土质比较松软，施工面较狭窄的深基坑、基槽2．水中挖取土，清理河床3．桥基、桩孔挖土4．装卸散装材料
装载机操作灵活，回转移位方便、快速；可装卸土方和散料，行驶速度快
1．作业特点
（2）轮）开挖停机面以上土方；（1胎式只能装松散土方，履带式可装较（3）松散材料装车；（4）吊实土方；运重物，用于铺设管道2．辅助机械土方外运需配备自卸汽车，作业面需经常用推土机平整并推松土方
1．外运多余土方
2．履带式改换挖斗时，可用于开挖3．装卸土方和散料4．松散土的表面剥离
5．地面平整和场地清理等工作
6．回填土
7．拔除树根
一般讲，深度不大的大面积基坑开挖，宜采用推土机或装载机推土、装土，用自卸汽车运土；对长度和宽度均较大的大面积土方一次开挖，可用铲运机铲土、33斗容量的液压或运土、卸土、填筑作业；对面积较深的基础多采用0.5m1.0m正铲挖掘机，上层土方也可用铲运机或推土机进行；如操作面狭窄，且有地下水，土体湿度大，可采用液压反铲挖掘机挖土，自卸汽车运土；在地下水中挖土，可用拉铲，效率较高；对地下水位较深，采取不排水时，亦可分层用不同机械开挖，先用正铲挖土机挖地下水位以上土方，再用拉铲或反铲挖地下水位以下土方，用自卸汽车将土方运出。
6-1-8-2常用土方机械
1．推土机
常用推土机型号及技术性能见表6-48。
常用推土机型号及技术性能表6-48
型号工程
T-1003
T-120
上海-120A
T-180
TL180
T-220
铲刀（宽×高）（mm）mm）最大提升高度（最大切土深度（mm）
3030×1100900180
11003760×1000300
3760~10001000330
4200~11001260530
×9903190900400
3725~13151210540
移动速度：
前进（km/h）后退（km/h）
2.36~10.132.79~7.63
2.27~10.442.73~8.99
2.23~10.232.68~8.82
2.43~10.123.16~9.78
7~49
2.5~9.93.0~9.4
）kN额定牵引力（发动机额定功率（hp）MPa对地面单位压力（）
901000.065
1201350.059
1301200.064
188180-
85180-
2402200.091
外形尺寸（长×宽×高））m（
3.035.0×2.992×
6.506×3.76×2.875
5.366×3.76×3.01
4.2×7.1763.091
×
6.13×3.19×2.84
6.79×3.725×3.575
总重量（）t
13.43
14.7
16.2
12.8
27.89
生产厂
山东推土机总厂
四川建筑机械厂
上海彭浦机械厂
黄河工程机械厂
郑州工程机械厂
黄河工程机械厂
．铲运机2．
常用铲运机型号及技术性能见表6-49。
铲运机的技术性能和规格表6-49
工程
拖式铲运机
自行式铲运机
C6-2.5
C5-6
C3-6
C3-6
C4-7
CL7
3铲斗：
几何容量（m）3m）堆尖容量（铲刀宽度（mm）mm）切土深度（铺土厚度（mm）°）铲土角度（
2.52.75190015023035~68
68260030038030
6~8-2600300-30
68260030038030
792700300400
792700300--
最小转弯半径（m）操纵形式功率（hP）卸土方式
2.7液压60自由
3.75钢绳100强制式
----
-液压及钢绳120强制式
6.7液压及钢绳160强制式
-液压180-
外形尺寸（长×宽×高）（m）
5.6×2.442.4×
8.77×3.12×2.54
8.77×3.122.54
×
10.39×3.07×3.06
×3.19.7×2.8
9.8×3.2×2.98
重量（t）
2.0
7.3
7.3
14
14
15
3．挖掘机
（1）正铲挖掘机
常用液压正铲挖掘机的型号及技术性能见表6-50。
液压挖掘机主要技术性能与规格表6-50
工程
机型
WY10
WLY40
WY60
WY60A
WY80
WY100
WY160
WY250
正铲3铲斗容量（m）最大挖掘半径（m）最大挖掘高度（m））最大卸载高度（m
0.47.956.123.66
0.67.786.344.05
0.66.716.603.79
0.86.716.603.79
1.08.07.02.5
1.68.058.15.7
2.59.09.56.55
反铲3铲斗容量（m）m最大挖掘半径（））最大挖掘高度（m最大卸载高度（m）m最大挖掘深度（）
0.14.32.51.842.4
0.47.765.393.814.09
0.68.177.936.364.2
0.68.467.495.605.14
0.88.867.845.575.52
0.7~1.29.07.65.45.8
1.610.68.15.836.1
-----
kW发动机：
功率（））（液压系统工作压力MPa）行走接地比压（MPa）行走速度（km/h）爬坡能力（%）回转速度（r/min
--0.031.544510
58.830-3.6407.0
58.8250.061.8456.5
69.1-0.033.4478.65
--0.043.8478.65
95.5320.051.6~3.2457.9
132.3280.091.77806.9
220.5280.12.0355.35
）t总重量（．
-
9.89
14.2
17.5
19.0
25.0
38.0
60.0
制造厂
北京工程挖掘机厂
江苏建筑机械厂
贵阳矿山机械厂
合肥矿山机械厂
合肥矿山机械厂
上海建筑机械厂
长江挖掘机厂
杭州重型机械厂
（2）反铲挖掘机
常用液压反铲挖掘机的型号及技术性能见表6-50。
（3）抓铲挖掘机
常用抓铲挖掘机型号及技术性能见表6-51。
抓铲挖掘机型号及技术性能表6-51
工程
型号
W-501
W-1001
3抓斗容量（m）
0.5
1.0
伸臂长度（m）
10
13
16
回转半径（m）
4.0
6.0
8.0
9.0
12.5
4.5
14.5
5.0
最大卸载高度（m）
7.6
7.5
5.8
4.6
1.6
10.8
4.8
13.2
抓斗开度（m）对地面的压力（MPa）重量（t）
-0.06220.5
2.40.09342.2
4．装载机
常用铰接式轮胎装载机型号及技术性能见表6-52。
铰接式轮胎装载机主要技术性能与规格表6-52
工程四
型号4.0
2.5
3.03.5
WZA2
ZL10
ZL20
ZL30
ZL40
ZL0813
ZL08A（ZL08E）
3）铲斗容量（m土的类别
0.7
0.5
1.0
1.5回转角度
2.0
0.4
0.4）（0.4
装载量（t）
1.5
1.090°
2.0
3.0130°
4.0
0.8180°
0.8
卸料高度（m）一~四
2.25
2.25100%
2.6
2.787%
2.8
2.077%
2.0
发动机功率（hP）
40.4
40.4
59.5
73.5
99.2
17.6
2425（）
行走速度（km/h）
18.5
10~28
0~30
0~32
0~35
21.9
21.920.7）（
最大牵引力（kN）
-
32
64
75
105
-
14.7
°）爬坡能力（
18
30
30
25
28~30
30
24）（30
回转半径（m）
4.9
4.48
5.03
5.5
5.9
4.8
4.8（）3.7
）m离地间隙（
-
0.29
0.39
0.40
0.45
0.25
0.20）0.25（．
4.3×1.6×2.41.6×4.3×5.72.26.0×2.46.4×2.54.4×外形尺寸7.88×2.01.8
（4.5×1.6×2.4
×3.23××2.72.8××2.53.2）（长×宽×高）（m×2.5）
2.65-
11.5
7.6
6.4
总重（t）4.5
9.2
（3.2）
3，最大挖掘深度4.0m，挖掘半径5.25m，卸料高度1．WZ2A型带反铲，斗容量0.2m注：
2.99m。
2．转向方式均为铰接液压缸。
6-1-8-3土方机械基本作业方法
1．推土机
（1）作业方法
推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。
铲土时应根据土质情况，尽量采用最大切土深度在最短距离（6~10m）内完成，以便缩短低速运行时间，然后直接推运到预定地点。
回填土和填沟渠时，铲刀不得超出土坡边沿。
上下坡坡度不得超过35°，横坡不得超过10°。
几台推土机同时作业，前后距离应大于8m。
（2）提高生产率的方法
1）下坡推土法在斜坡上，推土机顺下坡方向切土与堆运（图6-15），借机械向下的重力作用切土，增大切土深度和运土数量，可提高生产率30%~40%，但坡度不宜超过15°，避免后退时爬坡困难。
图6-15下坡推土法
2）槽形挖土法推土机重复多次在一条作业线上切土和推土，使地面逐渐形成一条浅槽（图6-16）,再反复在沟槽中进行推土，以减少土从铲刀两侧漏散，可增加10%~30%的推土量。
槽的深度以1m左右为宜，槽与槽之间的土坑宽约。
适于运距较远，土层较厚时使用。
50m
图6-16槽形推土法
3）并列推土法用2~3台推土机并列作业（图6-17）,以减少土体漏失量。
铲刀相距15~30cm，一般采用两机并列推土，可增大推土量15%~30%。
适于大面积场地平整及运送土用。
图6-17并列推土法
4）分堆集中，一次推送法在硬质土中，切土深度不大，将土先积聚在一个或数个中间点，然后再整批推送到卸土区，使铲刀前保持满载（图6-18）。
堆积距离不宜大于30m，推土高度以2m内为宜。
本法能提高生产效率15%左右。
适于运送距离较远、而土质又比较坚硬，或长距离分段送土时采用。
图6-18分堆集中，一次推送法
5）斜角推土法将铲刀斜装在支架上或水平放置，并与前进方向成一倾斜角度（松土为60°，坚实土为45°）进行推土（图6-19）。
本法可减少机械来回行驶，提高效率，但推土阻力较大，需较大功率的推土机。
适于管沟推土回填、垂直方向无倒车余地或在坡脚及山坡下推土用。
．
图6-19斜角推土法
6）之字斜角推土法推土机与回填的管沟或洼地边缘成“之”字或一定角度推土（图6-20）。
本法可减少平均负荷距离和改善推集中土的条件，并可使推土机转角减少一半，可提高台班生产率，但需较宽的运行场地。
适于回填基坑、槽、管沟时采用。
图6-20之字斜角推土法
（a）、（b）之字形推土法；（c）斜角推土法
7）铲刀附加侧板法对于运送疏松土壤，且运距较大时，可在铲刀两边加装侧板，增加铲刀前的土方体积和减少推土漏头量。
2．铲运机
（1）作业方法
铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。
在施工中，由于挖填区的分布情况不同，为了提高生产效率，应根据不同施工条件（工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等），选择合理的开行路线和施工方法。
开行路线有如下几种：
1）椭圆形开行路线从挖方到填方按椭圆形路线回转（图6-21a）。
作业时内，填土高100m应常调换方向行驶，以避免机械行驶部分的单侧磨损。
适于长
1.5m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等工程采用。
2）“8”字形开行路线装土、运土和卸土时按“8”字形运行，一个循环完成两次挖土和卸土作业（图6-21b）。
装土和卸土沿直线开行时进行，转弯时刚好把土装完或倾卸完毕，但两条路线间的夹角α应小于60°。
本法可减少转弯次数和空车行驶距离，提高生产率，同时一个循环中两次转变方向不同，可避免机械行驶部分单侧磨损。
适于开挖管沟、沟边卸土或取土坑较长（300~500m）的侧向取土、填筑路基以及场地平整等工程采用。
图6-21椭圆形及“8”字形开行路线
（a）椭圆形开行路线；（b）-“8”字形开行路线
1-铲土；2-卸土；3-取土坑；4-路堤
3）大环形开行路线从挖方到填方均按封闭的环形路线回转。
当挖土和填土交替，而刚好填土区在挖土区的两端时，则可采用大环形路线（图6-22a），其优点是一个循环能完成多次铲土和卸土，减少铲运机的转弯次数，提高生产效率，本法亦应常调换方向行驶，以避免机械行驶部分的单侧磨损。
适于工作面很短（50~100m）和填方不高（0.1~1.5m）的路堤、路堑、基坑以及场地平整等工程采用。
4）连续式开行路线铲运机在同一直线段连续地进行铲土和卸土作业（图6-22b）。
本法可消除跑空车现象，减少转弯次数，提高生产效率，同时还可使整个填方面积得到均匀压实。
适于大面积场地整平填方和挖方轮次交替出现的地段采用。
．
图6-22大环形及连续式开行路线
（a）大环形开行路线；（b）连续式开行路线
1-铲土；2-卸土
5）锯齿形开行路线铲运机从挖土地段到卸土地段，以及从卸土地段到挖土地段都是顺转弯，铲土和卸土交替地进行，直到工作段的末端才转180°弯，然后再按相反方向作锯齿形开行（图6-23）。
本法调头转弯次数相对减少，同时运行方向经常改变，使机械磨损减轻。
适于工作地段很长（500m以上）的路堤、堤坝修筑时采用。
图6-23锯齿形开行路线
1-铲土；2-卸土
6）螺旋形开行路线铲运机成螺旋形开行，每一循环装卸土两次（图6-24）。
本法可提高工效和压实质量。
适于填筑很宽的堤坝或开挖很宽的基坑、路堑。
．
图6-24螺旋形开行路线
（2）提高生产率的方法
1）下坡铲土法铲运机顺地势（坡度一般3°~9°）下坡铲土（图6-25），借机械往下
图6-25下坡铲土
运行重量产生的附加牵引力来增加切土深度和充盈数量，可提高生产率25%左右，最大坡度不应超过20°，铲土厚度以20cm为宜，平坦地形可将取土地段的一端先铲低，保持一定坡度向后延伸，创造下坡铲土条件，一般保持铲满铲斗的工作距离为15~20cm。
在大坡度上应放低铲斗，低速前进。
适于斜坡地形大面积场地平整或推土回填沟渠用。
2）跨铲法在较坚硬的地段挖土时，采取预留土埂间隔铲土（图6-26）。
土埂两边沟槽深度以不大于0.3m、宽度在1.6m以内为宜。
本法铲土埂时增加了两个自由面，阻力减少，可缩短铲土时间和减少向外撒土，比一般方法可提高效率。
适于较坚硬的土铲土回填或场地平整。
．
图6-26跨铲法
1-沟槽；2-土埂
A-铲斗宽；B-不大于拖拉机履带净距
3）交错铲土法铲运机开始铲土的宽度取大一些，随着铲土阻力增加，适当减少铲土宽度，使铲运机能很快装满土（图6-27）。
当铲第一排时，互相之间相隔铲斗一半宽度，铲第二排土则退离第一排挖土长度的一半位置，与第一排所挖各条交错开，以下所挖各排均与第二排相同。
适于一般比较坚硬的土的场地平整。
图6-27交错铲土法
A-铲斗宽
4）助铲法在坚硬的土体中，使用自行铲运机，另配一台推土机在铲运机的后拖杆上进行顶推，协助铲土（图6-28），可缩短每次铲土时间，装满铲斗，可提高生产率30%左右，推土机在助铲的空余时间，可作松土和零星的平整工作。
3~4，采用一台推土机配合40m，长度不宜小于20m助铲法取土场宽不宜小于
台铲运机助铲时，铲运机的半周程距离不应小于250m，几台铲运机要适当安排铲土次序和开行路线，互相交叉进行流水作业，以发挥推土机效率。
适于地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型场地平整工程采用。
图6-28助铲法
1-铲运机铲土；2-推土机助铲
5）双联铲运法铲运机运土时所需牵引力较小，当下坡铲土时，可将两个铲斗前后串在一起，形成一起一落依次铲土、装土（又称双联单铲）（图6-29）。
当地面较平坦时，采取将两个铲斗串成同时起落，同时进行铲土，又同时起斗开行（称为双联双铲），前者可提高工效20%~30%，后者可提高工效约60%。
适于较松软的土，进行大面积场地平整及筑堤时采用。
图6-29双联铲运法
3．挖掘机
（1）正铲挖掘机
1）作业方法
正铲挖掘机的挖土特点是：
“前进向上，强制切土”。
根据开挖路线与运输汽车相对位置的不同，一般有以下两种：
①正向开挖，侧向装土法正铲向前进方向挖土，汽车位于正铲的侧向装车（图6-30a、b）。
本法铲臂卸土回转角度最小（＜90°）。
装车方便，循环时间短，生产效率高。
用于开挖工作面较大，深度不大的边坡、基坑（槽）、沟渠和路堑等，为最常用的开挖方法。
②正向开挖，后方装土法正铲向前进方向挖土，汽车停在正铲的后面（图6-30c）。
本法开挖工作面较大，但铲臂卸土回转角度较大（在180°左右），且汽，效率约降180°车要侧向行车，增加工作循环时间，生产效率降低（回转角度．
、（槽））。
用于开挖工作面较小、且较深的基坑低23%，回转角度130°，约降低13%管沟和路堑等。
正铲挖掘机开挖方式图6-30
（c）正向开挖，后方装土b（a）、（）正向开挖，侧向装土；正铲经济合理的挖土高度见表6-53。
6-53
表正铲开挖高度参考数值（m）3
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