挖土机是土石方工程中的主要施工机械之一,它主要由动力装置、传动系、行动系、回转机构、操纵机构、电气设备和工作装置等部分组成。其中工作装置根据作业要求的不同,课换装成十几个类型,因此它广泛应用于公路、铁路、建筑、矿山、水利、国防等各项工程中。据统计,在各项工程中约有60%以上的土石方工程是由挖土机来完成的。目前在公路工程中主要采用反铲挖土机,下面着重介绍反铲挖土机在公路施工中的应用。
1、 反铲挖土机的基本作业
反铲挖土机在公路施工中主要用于开挖土石方,其基本作业方式有沟端开挖和沟侧开挖。
1.1、 沟端开挖
开挖时,反铲挖土机沿着沟端逐渐倒退,向后开挖。自卸汽车停在沟侧,挖土机动笔只要回转40°~45°即可卸料。如果所挖沟宽为反铲挖土机大挖掘半径的二倍(即反铲挖土机每停置一处,在180°的回转范围挖掘),则自卸汽车只能停在反铲挖土机侧面,挖土机动臂需作90°回转才能卸料。若所挖沟宽超过做大挖掘半径的二倍,则需分段开挖,即反铲挖土机倒退挖到尽头后,在该端转换位置反向开挖毗邻一段。此法每段的挖掘宽度不宜过大,以自卸汽车能在沟侧行驶为原则,可减少每一工作循环的时间,提高机械的作业效率。
1.2沟侧开挖
反铲挖土机在沟侧开挖,汽车在沟端受料,挖土机动臂做小于90°回转卸料。此法每次挖掘宽度(沟宽)只能在其挖掘半径范围以内,缺点是挖沟的边坡较大。
2、 反铲挖土机的施工作业
反铲挖土机在公路工程施工中常用来开挖沟堑和填筑路堤,一般均需与自卸汽车配合。在路基土石方施工时,首先应根据现场的施工条件(如地形、取送土位置、土壤等级、石料的块度)、土石方量、施工进度等要求,选择适宜的反铲挖土机的类型(斗型、斗容量),然后根据所选定的反铲挖土机性能(动臂和斗柄长度、挖掘半径、挖掘深度)设计施工方案。
2.1开挖路堑
在开挖路堑时,应严格按照路堑纵、横断面图去土,不超过或欠挖。为了正确地做出路堑开挖的施工方案,首先应根据所选定反铲挖土机的性能按比例设计好挖土机的工作断面图,然后用它在同一比例的路堑断面图上套绘出各种布置方案的工作断面图,从中确定佳施工方案。该佳施工方案应使掘进道数、运输道路的转移次数和所留土角少;每一掘进道工作断面(掌子面)的大深度不应超出该类土壤和该型挖土机所容许的深度;掘进道应具有较大的缓坡以利于自卸车的运输和雨季的排水。反铲挖土机的工作断面图上应标明各掘进道(开挖层次)、桩号、自卸车的位置以及工作断面的曲线轮廓等。并且在路堑纵断面图的若干个里程桩号处也应有工作断面图,以精确定出挖掘的位置、工作道路和计算挖掘土方量。
2.2填筑路堤
为了加快施工进度,节约施工成本,反铲挖土机开挖路堑一般结合填筑路堤一起进行,即利用反铲挖土机开挖出的土石方来填筑路堤(简称移挖作填)。若路堑开挖出的土石方不适用于填筑路堤(例如:腐质土和含水量较大的粘性土等)或不足路堤填筑所需的土石方量时,则利用反铲挖土机由取土填筑路堤。即在选定的取土场开辟有利的地形,以经济合理的施工方法,由反铲挖土机挖出所需的土壤量,自卸汽车运土,结合其它土石方工程机械(推土机、平地机、压实机械等)一起填筑路堤。但是,反铲挖土机与自卸汽车及其它土石方工程机械配合施工,必须预先设计好施工方案。
为了提高施工质量,加快施工进度,反铲挖土机与自卸汽车及其它土石方工程机械配合施工中,常组织流水作业。设计流水作业程序时,应根据工程总量、路段长度、流水方向和速度以及施工期限等合理组织。流水作业是以反铲挖土机为主导机械,首先要根据工程总量和施工期限确定反铲挖土机的生产率和数量,然后根据反铲挖土机的生产率来估计其它配合机械(自卸汽车、推土机、平地机、压路机)的生产率和数量。配合作业机械的生产率要稍有储备,以充分发挥出反铲挖土机的生产能力。
