高速公路預(yù)算中施工機(jī)械選型問題探討

韋迎

摘要：當(dāng)前，我國(guó)正加大對(duì)高速公路建設(shè)的投入。高速公路建設(shè)的特點(diǎn)是工程量大、工程質(zhì)量要求高、施工難度大、技術(shù)含量高、建設(shè)工期緊迫。這些特點(diǎn)迫使當(dāng)今高速公路建設(shè)的發(fā)展方向趨向以現(xiàn)代化生產(chǎn)方式修建，而機(jī)械化施工則是實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)向現(xiàn)代化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變的重要措施。本文介紹高速公路施工中各種機(jī)械的特點(diǎn)及適用條件，為預(yù)算套用定額提供參考。

0. 前言

在公路設(shè)計(jì)和施工中，施工方法的選擇是影響工程造價(jià)的主要因素之一。在公路工程定額中每種施工方法又可以對(duì)應(yīng)多種型號(hào)的施工機(jī)械，而采用不同型號(hào)的機(jī)械其費(fèi)用是不同的。比如斗容量1m3的挖掘機(jī)挖1000m3普通土的基價(jià)比2m3挖掘機(jī)挖1000m3普通土的基價(jià)高出288元。又如樁徑100cm的鉆孔灌注樁，采用沖擊鉆鉆10m的砂土基價(jià)是1703元，而采用回旋鉆則是2535元，二者差別較大。這就要求預(yù)算編制人員要根據(jù)工程的現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇經(jīng)濟(jì)又適用的施工機(jī)械。

1.高速公路建設(shè)的特點(diǎn)

高速公路建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。每一階段都滲透著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。設(shè)計(jì)階段應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)及設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)；地基處理階段的軟土和過濕土加固技術(shù)；瀝青路面結(jié)構(gòu)和表層抗滑技術(shù)；水泥混凝土路面修筑技術(shù)；公路與橋梁工程土工織物鋪筑技術(shù)；路面質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)、改性瀝青技術(shù)；預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋、各式拱橋、斜拉橋和懸索橋的下部基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)；大型筑養(yǎng)路機(jī)械、檢測(cè)設(shè)備以及高速公路監(jiān)控、通信、收費(fèi)技術(shù)。廣大科技人員抓住交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵問題，采取重點(diǎn)攻關(guān)、重大技術(shù)裝備開發(fā)、行業(yè)聯(lián)合科技攻關(guān)、引進(jìn)消化吸收等多種形式，在許多領(lǐng)域取得重大突破，提高了我國(guó)交通建設(shè)和運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)水平，縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

2.路基施工的機(jī)械

2.1推土機(jī)

推土機(jī)是一種多用途的自行式土方工程施二_機(jī)械，它能鏟挖并移運(yùn)土壤。例如，在高速公路施工中，推土機(jī)可完成路基基底的處理，路側(cè)取土橫向填筑高度不大于lm的路堤，沿道跳中心線向鏟挖移運(yùn)土壤的路基挖填工程，傍山取土修筑半堤半塹的路基。此外，推土機(jī)還可用于平整場(chǎng)地，堆集松散材料，清除作業(yè)地段內(nèi)的障礙物等。推土機(jī)的基本作業(yè)包括鏟土、運(yùn)送、卸土和空回四個(gè)作業(yè)過程。通過現(xiàn)場(chǎng)觀察，欲提高推土機(jī)的作業(yè)效率，應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：鏟土?xí)r最好選擇下坡作業(yè)，利于最短時(shí)間和最短距離鏟滿土：運(yùn)送時(shí)，盡量減少土壤的漏損，以便讓更多的土運(yùn)送到卸土點(diǎn)；卸土?xí)r也應(yīng)根據(jù)不同的施工條件采用不同的卸土方法，以達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求和施工安全；空回時(shí)，應(yīng)盡可能快速駛回。在高速公路路基土方施工中，推土機(jī)一般用來粗平自卸汽車卸下的土方，選用中型推土機(jī)，其接地比壓q=0.06-0.085MPa。在濕地或沼澤地區(qū)施工時(shí)，采用濕地推土機(jī)，其接地比壓q=0.03MPa。挖掘機(jī)挖掘機(jī)是路基工程施工的主要機(jī)械之一，其效率高、產(chǎn)量大，因此，在考慮采用其進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合地形條件、工程量大小以及運(yùn)輸條件來決定，從我們的具體實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)正鏟挖掘機(jī)在土石方開挖中采用側(cè)向和正向兩種不同開挖方法，前者卸土?xí)r，回轉(zhuǎn)角小于90。，而且運(yùn)輸車輛可以直線進(jìn)出，無需調(diào)頭和倒駛，因而縮短了循環(huán)時(shí)間；后者其轉(zhuǎn)角增加了循環(huán)時(shí)間，但其開挖量較大，運(yùn)輸車輛需調(diào)頭和倒駛，因而，使施工現(xiàn)場(chǎng)變得傭擠。對(duì)于反鏟挖掘機(jī)一般有溝端和溝側(cè)兩種開挖方法，前者開挖時(shí)從溝的一端開始，然后沿溝中線倒退開挖，當(dāng)開挖到盡頭時(shí)；后者與前者不同之處在十返輸車輛應(yīng)停在溝端，動(dòng)臂回轉(zhuǎn)小于90。循環(huán)時(shí)間短，效率較高。

3.高速公路隧道施工中設(shè)備選型

3.1設(shè)備選型配套

為了節(jié)約設(shè)備的采購(gòu)成本以及運(yùn)作成本，不能使用專用配套設(shè)施，要使用能夠同時(shí)在巖山的隧道和其他相似的工種都能運(yùn)用的設(shè)備。盡量均采用相同的規(guī)格、廠家的設(shè)備這樣對(duì)設(shè)備的維修保養(yǎng)、存儲(chǔ)配件設(shè)備以及使用管理提供了很大的方便。同時(shí)，要從自身角度出發(fā)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和企業(yè)的效益來考慮。在新購(gòu)置設(shè)備時(shí)候要與現(xiàn)在擁有的設(shè)備同時(shí)考慮使用，這樣就要求在內(nèi)部進(jìn)行自行調(diào)節(jié)。

3.2軟巖大斷面開挖及運(yùn)輸機(jī)械化配套

軟巖大斷面的施工若運(yùn)用臺(tái)階法施工時(shí)，上半截運(yùn)用鑿巖臺(tái)車或者比較簡(jiǎn)單的工作臺(tái)架、YT28 風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，依照圍巖的狀況來考慮挖掘的深度，下半部門施工分左右兩部分進(jìn)行，為了降低對(duì)圍巖的震動(dòng)，以便形狀不出現(xiàn)缺陷。施工

時(shí)，運(yùn)用光面爆破法對(duì)拱部及邊墻作業(yè)，運(yùn)用預(yù)裂爆破作業(yè)邊墻。采用一臺(tái) WA470 裝載機(jī)和一臺(tái) WA380 裝載機(jī)專門負(fù)責(zé)上半截的出渣裝置運(yùn)輸，對(duì)隧道的洞頂進(jìn)行撿底時(shí)則用一臺(tái) PC200 挖掘機(jī)配合，運(yùn)輸渣土則用18t出磁大車。因?yàn)槠溟_挖和出渣時(shí)候運(yùn)用的施工工藝和配套和常規(guī)隧道大相徑庭。

4.橋梁鉆孔機(jī)械

公路定額中灌注樁的鉆孔機(jī)械包括施工沖抓錐、沖擊錐、沖擊鉆、回旋鉆和潛水鉆。在基礎(chǔ)施工時(shí)，設(shè)備的選型非常重要，以對(duì)應(yīng)不同的地層所采用的不同施工工藝和方法。回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁，又稱正反循環(huán)成孔灌注樁，是用一般地質(zhì)鉆機(jī)在泥漿護(hù)壁條件下慢速鉆進(jìn)，通過泥漿排渣成孔，灌注混凝土成樁，是國(guó)內(nèi)最為常用和應(yīng)用范圍較廣的成樁方法。其特點(diǎn)是可用于各種地質(zhì)條件及各種大小孔徑（80cm-200cm）和深度（40 m-100 m），護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠；施工無噪音，無震動(dòng)，無擠壓；機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，費(fèi)用較低；但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴(kuò)孔率較難控制。適用于高層建筑及地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、黏性土、砂土、軟質(zhì)巖等土層。沖擊反循環(huán)在施工復(fù)雜地層即卵石層時(shí)，嵌巖鉆孔樁在成孔速度上優(yōu)勢(shì)明顯，尤其在一些丘陵山區(qū)地帶較為適用，優(yōu)越性更加顯著。沖抓錐的適用地層為一般砂土、黏土、礫石、卵石及其他松散地層。若配上沖擊鉆頭，可在基巖地層中施工，造孔深度可達(dá)50m，造孔直徑（D）達(dá)到<600-<3 000 mm。在成本消耗方面，在黏土、亞黏土、淤泥質(zhì)土層和粉砂層施工中，沖擊反循環(huán)的成本消耗要比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)消耗大，主要由于沖擊鉆機(jī)動(dòng)力功率大、耗電量高；再則鋼絲繩消耗大，因沖擊耗繩、自身重量大，搬遷運(yùn)輸成本大等。但在卵、礫石層、漂石、塊石、基巖施工中，沖擊鉆進(jìn)效率高，而回轉(zhuǎn)鉆機(jī)研磨材料消耗大，鉆進(jìn)速度慢，成孔周期長(zhǎng)，成本比沖擊鉆進(jìn)大5倍以上。如遇大漂石、大塊石、硬度較高的花崗巖回轉(zhuǎn)鉆機(jī)則無法鉆進(jìn)，只可用沖擊反循環(huán)鉆機(jī)來完成。在環(huán)境影響方面，沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)的振動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境影響比回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要大，特別是沖擊下部堅(jiān)硬基礎(chǔ)巖面時(shí)，沖擊振動(dòng)對(duì)周圍產(chǎn)生的噪聲較大。

總結(jié)

通過探討高速公路機(jī)械化機(jī)群作業(yè)系統(tǒng)，我們認(rèn)為先進(jìn)的機(jī)械化施工對(duì)于保證工程質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約勞動(dòng)力、加快施工進(jìn)度、提高經(jīng)濟(jì)效益有十分明顯的作用，但機(jī)械配套、施工方法和管理不當(dāng)，會(huì)大大降低機(jī)械化施工效率，勢(shì)必導(dǎo)致各種消耗增加。因此，施工中必須對(duì)機(jī)械配套、施工組織、機(jī)械化施工管理、機(jī)械化作業(yè)方法做出周密系統(tǒng)的計(jì)劃安排。

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