【正文】 挖工程中最常用的挖掘機(jī)械。 正向鏟通常與運(yùn)輸工具配合使用，常用的是自卸汽車。這種方式可使運(yùn)輸工具來往方便 ,能較快停在裝車位置 ,容易發(fā)揮正向鏟的生產(chǎn)能力。這種方式運(yùn)輸工具要倒車進(jìn)入指定地點(diǎn) ,且正向鏟裝車的轉(zhuǎn)角較大 ,導(dǎo)致其生產(chǎn)率下降。 挖土方式 ：端向開挖法（溝端開行）、 側(cè)向開挖法（溝側(cè)開行） 拉鏟（索鏟）挖掘機(jī) 最適于開挖水下土方及含水量大的土方 。 挖土方式 ：溝端開挖法（溝端開行）、 溝側(cè)開挖法（溝側(cè)開行） 抓鏟挖掘機(jī) 靠其合瓣式鏟斗自由下落的沖力切入土中后抓取土料提升，回轉(zhuǎn)后卸料。 多斗式挖掘機(jī)（有多個(gè)鏟土斗） 適于陸上使用，生產(chǎn)率高。其構(gòu)造較簡(jiǎn)單 ,生產(chǎn)率高 ,可以進(jìn)行水下挖取砂礫石。砂斗不斷挖砂 ,上升至接砂斗6 的頂部時(shí)卸料 ,再通過皮帶機(jī) 10向船的任何一側(cè)卸料。有 固定式和萬能式 ,前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固 ,應(yīng)用普遍 ,多用液壓操作。 若長(zhǎng)距離推土 ,土料從推土器兩側(cè)散失較多 ,有效推土量大為減少 。 為了減少土料的散失 ,可在推土器兩側(cè)加擋板 ,或先推成槽 ,然后在槽中推土 ,或多臺(tái)并列推土 。 推土機(jī)械 鏟運(yùn)機(jī) 按行駛方式 ,鏟運(yùn)機(jī)分為 牽引式和自行式 。 當(dāng)今多用自行式 ,因其結(jié)構(gòu)輕便 ,可帶較大的鏟斗 ,行駛速度高 ,多用低壓輪胎 ,有較好的越野性能 。 鏟運(yùn)機(jī)的 經(jīng)濟(jì)運(yùn)距 與鏟斗容量有關(guān) ,一般在幾百米至幾公里以內(nèi)。 （ a）裝土 （ b）運(yùn)土 （ c）卸土 鏟運(yùn)車工作示意圖 (三 ) 運(yùn)輸機(jī)械 運(yùn)輸機(jī)械有 循環(huán)式和連續(xù)式 兩種 。 自卸汽車的噸位一般在 1035t, 汽車噸位大小應(yīng)根據(jù)需要并結(jié)合路涵條件來考慮 。根據(jù)有無行駛裝置 ,分為移動(dòng)式和固定式 兩種。 固定式常采用分段布置 ,每段一般在 20Om 以內(nèi)。使用時(shí)應(yīng)防止和減輕帶的磨損、老化、斷裂。常用的斗容量 13m3, 運(yùn)行靈活方便。 挖掘機(jī)械 ① 挖掘機(jī)、裝載機(jī)和鏟運(yùn)機(jī) 的 生產(chǎn)能力 P（臺(tái)班生產(chǎn)率） 可按下式確定： p= (m3/臺(tái)班 ) V—— 鏟 斗的幾何容積 ,m3。與挖掘機(jī)械及土質(zhì)有關(guān)； TVKchKt Kkt Kk—— 土的 松散影響系數(shù) ,系指挖后松土體積與挖前 實(shí)土體積的比值 ,一般取 ～ 。 t—— 每次作業(yè)循環(huán)時(shí)間 ， min． 要提高挖掘機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)率 ,必須提高循環(huán)式挖掘機(jī)的循環(huán)次數(shù) ,即縮短每一循環(huán)的工作時(shí)間。加強(qiáng)機(jī)械的現(xiàn)場(chǎng)維修 ,合理布置掌子面 ,協(xié)調(diào)并改善回車和錯(cuò)車場(chǎng)地 ,改善挖運(yùn)設(shè)備的配合等 ,都將有利于提高挖掘機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)率。 M—— 單機(jī)月工作臺(tái)班數(shù) 。 T2—— 一晝夜或一班內(nèi)運(yùn)輸工具的非工作時(shí)間 ,min。 對(duì)于工地常用的汽 車、拖拉機(jī) ,t值為： t1—— 裝車時(shí)間 ,min。 L—— 運(yùn)距 ,km。 則設(shè)晝夜或每班運(yùn)輸循環(huán)次數(shù) m=（ T1T2） /t，生產(chǎn)能力 PT為： (2) 連續(xù)帶式運(yùn)輸機(jī) 帶式運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)率 ,取決于 帶寬、帶速及帶上物料的裝滿程度 。若以實(shí)方計(jì) ,帶式運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際小時(shí)生產(chǎn)率 PT(m3/h)可按下式計(jì)算 : K—— 帶形系數(shù) 。對(duì)于槽形帶 ,K=400； B —— 帶寬 ,m。砂土取 , 粘土取 ,巖石取 ； Kd—— 土石粒徑系數(shù)； Ka—— 傾角影響系數(shù)。 四、 挖運(yùn)強(qiáng)度和挖運(yùn)機(jī)械數(shù)量的確定 挖運(yùn)強(qiáng)度的確定 土石壩施工的挖運(yùn)強(qiáng)度取決于土石壩的上壩強(qiáng)度 , 在施工組織設(shè)計(jì)中 ,一般根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃各個(gè)階段要求 完成的壩體方量來確定上壩和挖運(yùn)強(qiáng)度 。 上壩強(qiáng)度又取決于施工中的氣象水文條件、施工導(dǎo) 流方式、施工分期、工作面的大小、勞動(dòng)力、機(jī)械設(shè) 備、燃料動(dòng)力供應(yīng)情況等因素。 （ 1） 上壩強(qiáng)度 QD( m3/d) 按下式計(jì)算 : V′ — 分期完成的壩體設(shè)計(jì)方量 ,以壓實(shí)方計(jì) 。 K— 施工 不均衡系數(shù) ,可取 。 T— 施工分期時(shí)段的 有效工作日數(shù) ，為該時(shí)段的總?cè)諗?shù) 扣除法定節(jié)假日和因雨停工日數(shù)。 K2—— 運(yùn)輸損失系數(shù) ,可取 , 因土料性質(zhì)及運(yùn) 輸方式而異。 K3 —— 土料開挖損失系數(shù) ,隨土料特性和開挖方式而異 ,一 般取幾 =~ 。挖掘機(jī)的斗容量與自卸汽車的載重量為滿足工藝要求有個(gè)合理匹配關(guān)系 ,應(yīng)通過計(jì)算 ,復(fù)核所選挖掘機(jī)的 裝車斗數(shù) m（一般 3～ 5） 。 KP′ — 土料的 松散影響系數(shù) 。 ② 若 m過小 ,說明汽車的載重量偏小 ,需要汽車的數(shù)量過多 ,由于換車頻繁 ,候車時(shí)間過長(zhǎng) ,既影響挖掘機(jī)也影響汽車運(yùn)輸能力的發(fā)揮 ,這時(shí)應(yīng)適當(dāng)增大汽車的載重量。 Pa≥ P c/n Pa—— 一輛汽車的生產(chǎn)率 ,m3/h； Pc—— 一臺(tái)挖掘機(jī)的生產(chǎn)率 ,m3/h 。 2）挖掘機(jī)及汽車數(shù)量計(jì)算 第 4節(jié) 壩面作業(yè) 第 4節(jié) 壩面作業(yè) 在進(jìn)行壩面作業(yè)以前 ,需要進(jìn)行 壩基清理、基礎(chǔ)處理、壩肩削坡等準(zhǔn)備作業(yè) 。當(dāng)基礎(chǔ)開挖和處理基本完成后，就可以進(jìn)行壩體的鋪填、壓實(shí)施工。這樣 ,對(duì)同一工段而言 ,各專業(yè)隊(duì)按工序依次連續(xù)施工 。其結(jié)果是實(shí)現(xiàn)了施工專業(yè)化 ,有利于工人熟練程度的提高。 一、 壩面作業(yè)的施工組織規(guī)劃 土石壩施工 壩面作業(yè)的施工程序 包括 鋪土、平土、灑水、壓實(shí) （對(duì)于粘性土料采 用平輾壓實(shí) ,壓實(shí)后鋪土前尚應(yīng)刨毛以保證上下土層的層間結(jié)合良好）、 質(zhì)檢 等工序。通常采用 流水作業(yè)法組織壩面施工 。在同一時(shí)間內(nèi) ,四個(gè)工段均有一個(gè)專業(yè)隊(duì)完成一道工序 ,各專業(yè)隊(duì)依次流水作業(yè)。 各施工階段的上壩強(qiáng)度，可根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，確定各施工階段要完成的 壩體工程量 和相應(yīng)施工時(shí)段的 有效工作日 求得： QD=V/nsc V— 某施工時(shí)段計(jì)劃要求完成的壩體松土方量（米 3）； n— 工作月數(shù)； s— 每月的有效工作日數(shù)； c— 每天的工作班數(shù)。 h—— 根據(jù)壓實(shí)試驗(yàn)確定的每層鋪土厚度 ,m 。 ①當(dāng) m= m′, 表示流水工段數(shù)等于流水工序數(shù) ,有條件使流水作業(yè)在人、機(jī)、地三不閑的情況下進(jìn)行 。 ③當(dāng) m m′, 表示流水工段數(shù)小于流水工序數(shù) ,表明人、機(jī)閑置 ,流水作業(yè)無法正常進(jìn)行 ,這種情況應(yīng)予避免。要增多流水工段數(shù) m,可通過縮短流水單位時(shí)間 ,或降低上壩強(qiáng)度 QD,減少單位時(shí)間的鋪土面積WB來解決。 壩面作業(yè)是保證壩體施工質(zhì)量的重要一環(huán)，要求每道工序把好質(zhì)量關(guān)。 進(jìn)入 防滲體內(nèi)鋪土 ,自卸汽車卸料宜用 進(jìn)占法 倒退鋪土 ,使汽車始終在松土上行駛 ,避免在壓實(shí)土層上開行 ,造成 超壓 ,引起剪力破壞。一般在壩面每隔 4060米設(shè)專用“路口”，每填筑二三層換一次“路口”位置，這樣既可防止超壓產(chǎn)生剪切破壞，也便于集中處理。采用帶式運(yùn)輸機(jī)或自卸汽車上壩 ,卸料集中，為保證鋪土均勻 ,需用推土機(jī)或平土機(jī)散料平土。鋪填應(yīng)平整 ,避免降雨積水。 對(duì)于汽車上壩或光面壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)的土層 ,應(yīng)刨毛處理 ,以利層間結(jié)合 。 粘性土料含水量偏低 ,主要應(yīng)在料場(chǎng)加水 ,若需在壩面加水 ,應(yīng)力求 少、勤、勻 以保證壓實(shí)效果。石碴料和砂礫料壓實(shí)前應(yīng)充分加水 ,確保壓實(shí)質(zhì)量。而 填方的自身穩(wěn)定主要靠土料內(nèi)部的阻力（內(nèi)摩擦力和凝聚力）來維持的 。例如將干容重為 ,其抗壓強(qiáng)度可提高 4倍 ,其滲透系數(shù)將降低 2023倍。 由于土料是 三相體 ,即由固相的土壤顆粒、液相的水和氣相的空氣組成。所以 土料壓實(shí)的實(shí)質(zhì) 就是 將水包袤的土壤顆粒擠壓填充到土粒 間 的空隙里 ,從而排走空氣占有的空間 ,使土料的孔隙率減小 ,密實(shí)度提高。 土料壓實(shí)的 水膜理論 揭示了 土料的含水量、土壤性質(zhì)、壓實(shí)功能的大小對(duì)土料壓實(shí)的影響的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律 。由于土粒表面的物理化學(xué)電分子力的作用 ,使這層 彈性水膜類似固體的性質(zhì) , 具有特殊的粘滯性、抗剪性和彈性極限 。隨著水膜的增厚土粒表面的電分子力的控制作用減弱 ,從而使這些性能迅速喪失。在這個(gè)厚度以外的水不受土粒表面電分子力的束縛呈自由狀態(tài)稱 自由水 。 土料壓實(shí)過程中 ,只有 自由水才產(chǎn)生潤(rùn)滑作用 。 水膜理論 從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā) ,解釋含水量對(duì)各種土料壓實(shí)特性的影響。土粒間的滑潤(rùn)作用良好 ,使土粒位移的阻力大為減小。這時(shí)由于土粒的“滑跑” , 壓實(shí)外力直接作用在自由水上 ,不能全部傳遞到土粒上 ,難以發(fā)揮有效的壓實(shí)作用 ,即產(chǎn)生了 中和壓力 。 粘性土壓實(shí)原理 ①當(dāng)粘性土料中含水量越小則彈性水膜越薄 ,土粒表面電分子力控制作用越大 ,土料的抗剪性能越強(qiáng) ,壓實(shí)所需的功能越大 ,則越不容易壓實(shí)。這時(shí)土料的含水量就稱為 最優(yōu)含水量 。開始 ,土料的干容重隨含水量的增大而增大。若含水量進(jìn)一步增加 ,超過這一臨界含水量 ,干容重反而減小。 同時(shí)說明 土料的最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能大小而變化。施工中所說 最優(yōu)含水量 是 指用確定重量的壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行土料壓實(shí)中，為獲得設(shè)計(jì)干容重 ,單位體積的填土消耗壓實(shí)功能最小的含水量。