洪水河水庫壩基清基挖運機械設(shè)備的配套比選

李曉強

(甘肅省水利水電勘測設(shè)計研究院，蘭州 730000)

洪水河水庫壩基清基挖運機械設(shè)備的配套比選

李曉強

(甘肅省水利水電勘測設(shè)計研究院，蘭州 730000)

文章通過在土方工程施工過程中對已知斗容的單斗反鏟挖掘機分別與不同噸位自卸汽車的配套進行分析比較，以確定較為經(jīng)濟合理的挖運機群的配套方案，使得機群在土方施工過程中挖運單價更省，工程投資更低。在工程具體實施過程中應(yīng)通過對施工單位管理水平、施工機械的工作情況、現(xiàn)場的工作條件以及施工單位制定的施工方案等進行綜合分析比較，使挖運機械的配套更加合理，費用更省，從而節(jié)省投資，避免對工程建設(shè)資金的浪費。

挖掘機；自卸汽車；挖運機群；機群挖運單價

1 工程基本概況

洪水河水庫工程位于甘肅省酒泉市肅州區(qū)以南35km的洪水河上，為(3)等中型工程，水庫大壩為2級建筑物，壩基清基部分巖性為砂卵礫石，清基量約為46.97萬m3，采用2m3挖掘機挖裝15-25t自卸汽車運至下游左岸棄渣場堆存，運距約為2km。

2 挖運機械生產(chǎn)率分析

文章共選取了天津TJ 360型、小松HD 180型、北京BJ-370型、瑪斯525型四種型號的自卸汽車分別與2m3挖掘機進行機組配套的分析比較，由《工程機械使用手冊》查得，各型號自卸汽車對應(yīng)的載重量、車廂廂體容積如下：

2.1 車產(chǎn)容積比

挖掘機和汽車的利用率均達到最高值時的理論車產(chǎn)容積比是隨著運距的增加而提高的，隨著汽車平均行駛速度增加而降低，當(dāng)運距為1-2.5km時，理論的車鏟比為4-7；運距在3-5km時，理論車產(chǎn)比為7-10。

2.2 各型自卸汽車載重量的利用程度

自卸汽車載重量的利用程度是考核挖運機械配套是否合理的另一個指標(biāo)，它與車鏟容積比，汽車載重量或車廂容積以及土壤的容重等因素有關(guān)。

2.2.1 鏟斗內(nèi)物料重量

鏟斗內(nèi)物料重量計算公式為：

W=q×Kch×Ke×γ

(1)

式中：W為鏟斗內(nèi)物料的重量，t；q為挖掘機鏟斗容量，m3；Kch為挖掘機鏟斗的充盈系數(shù)；Ke為物料的可松性系數(shù)；γ為物料的自然方容重，t/ m3。

2.2.2 鏟裝次數(shù)的確定

裝滿自卸汽車車廂所需鏟裝次數(shù)(取整)應(yīng)滿足下列條件：

(2)

式中：Q為自卸汽車的載重量，t；n為鏟裝次數(shù)，次；V為自卸汽車車廂的堆裝容積，m3；V1為鏟斗內(nèi)物料的松散體積，m3。

依據(jù)地質(zhì)資料，壩基清基部分巖性為砂卵礫石，屬Ⅳ類土，容重為2.21t/ m3(自然方)，查得Kch值為0.7，Ke值為0.91。帶入以上公式計算得挖掘機鏟單斗松料體積約為1.4m3，物料有效重量約為2.8t，各型自卸汽車每裝滿一車所需的鏟裝次數(shù)(取整)及實際載重量如下：

天津TJ 360型自卸車鏟裝次數(shù)5次，實際載重14t；小松HD 180型自卸車鏟裝次數(shù)6次，實際載重16.8t；北京BJ-370型自卸車鏟裝次數(shù)7次，實際載重19.6t；瑪斯525型自卸車鏟裝次數(shù)9次，實際載重22.4t。

2.3 與單臺挖掘機配套的各型自卸汽車需要量

與挖掘機配套工作的自卸汽車需要量的理論計算是認為在挖掘機前面總有一輛自卸車待裝，挖掘機能充分發(fā)揮其效率。

2.3.1 挖掘機生產(chǎn)率確定

挖掘機生產(chǎn)率計算公式為：

(3)

式中：P挖為挖掘機生產(chǎn)率(自然方)，m3/h；T挖為挖掘機鏟裝一次循環(huán)時間，s；Kt為時間利用系數(shù)；Kz為章子尺度校正系數(shù)。

對于挖掘機，在其斗容及挖裝物料的巖性已知的情況下，影響其生產(chǎn)率的主要因素為鏟裝的循環(huán)時間跟時間利用系數(shù)。工程壩基清基平均深度約為2m，且施工場地開闊，作業(yè)條件良好，可采用挖掘機與自卸汽車平行的挖裝機位，挖掘機機臂旋轉(zhuǎn)角度為90°?？紤]到未來施工單位可能的施工管理條件，查表得T挖值為23s，Kt值為0.71，Kz值為0.85，得挖掘機生產(chǎn)率為P挖=120.34 m3/h。

2.3.2 自卸汽車生產(chǎn)率確定

(4)

式中：P汽為自卸汽車生產(chǎn)率(自然方)，m3/h；T汽為自卸汽車的工作循環(huán)時間，s。

T汽=t1×t2×t3×t4

(5)

式中：t1為裝車時間，t1=60V/P，min；V為自卸汽車車廂的堆裝容積，m3；P挖為挖掘機生產(chǎn)率(松方)，m3/h；t2為包括重車運輸和空車返回的行駛時間，min；t3為卸車時間和車輛倒車轉(zhuǎn)向時間，min；t4為在挖掘機旁的調(diào)車時間，min。

自卸汽車的工作循環(huán)時間與施工交通條件、運輸距離、汽車作業(yè)條件及車輛的卸載方式等有關(guān)。為便于比較，文章選取的各型自卸汽車卸載方式均采用后卸式，汽車的作業(yè)條件均認為順利良好，查表得t2值為12 min，t3值為1.0min，t4值為0.15min。

2.3.3 各型自卸汽車需要量確定

各型自卸汽車需要量計算公式為：

(6)

式中：N為自卸汽車需要量(取整)，輛。

通過計算得各型號自卸汽車工作循環(huán)時間、生產(chǎn)率及需要量見表1。

3 挖運費用分析

在工程中，費用指標(biāo)往往是一個決定行的因素，而通過計算得出的自卸汽車需要量不一定符合實際的需要量，還需擬定挖掘機與同型號不同數(shù)量自卸汽車配套的方案進行挖運費用的分析，選出費用最低的配置方案。

挖運單價=機群小時費用(元)/機群小時完成方量(m3)

分析過程及分析結(jié)果見機群挖運費用分析表表2。

表1 各型自卸汽車工作循環(huán)時間、生產(chǎn)率及需要量

備注：表1中各型自卸汽車臺時費均由概算單價分析表查得，另外，查得2m3挖掘機臺時費為215.85元/h。

表2 機群挖運費用分析表

由分析結(jié)果可知，2m3挖掘機配備4輛18t自卸汽車費用最省，挖運單價約為6.42元/m3，清基總費用約為301.73萬元

4 結(jié) 語

上述分析過程，裝車時間和行駛時間均假定為固定不變，但實際施工過程中，降低了挖掘機生產(chǎn)效率。土石方施工過程中，與挖掘機配套的自卸汽車在數(shù)量上和所占的機械費用上都很大，應(yīng)仔細選擇車型和計算需要量。使挖運機械的配套更加合理，費用更省，從而節(jié)省投資，避免對工程建設(shè)資金的浪費。

[1]唐輝明．長江三峽工程水庫塌岸研究[J]．鄂州大學(xué)學(xué)報，2003，10(04)：1-6.

[2]李廣信．我國的巖土工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)縱橫談[J]．工程勘察，2004(01)：11-15.

[3]盧永金，何友聲，劉樺．海堤設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)探討[J]．中國工程科學(xué)，2005，7(12)：17-23.

[4]潘錦江，譚泳．北江大堤崩岸機理及其工程措施探討[J]．廣東水利水電，2002(01)：47-48.

AlternativeforExcavatorEquipmentusedforHongshuiRiverReservoirDamFoundationStripping

LI Xiao-qiang

(Gansu Provincial Water Conservancy & Hydropower Investigation, Design and Research Institute, Lanzhou 730000, China)

This paper compared and analyzed the supporting facilities of single bucket back digger with unit bucket capacity known and dump trucks with different tonnages during the process of earthwork +project construction, so as to determine a more reasonable ancillary scheme of digger group, to get more low unit price of machine group digging during the process of earthwork construction and more low project cost. During the construction of the project, it should be done to make the supporting digger equipment more reasonable and low cost by analyzing and comparing the management level of construction unit,working situation of construction machinery and construction scheme comprehensively, avoiding the waste of project construction cost.

digger; dump truck; excavator group; digging price of machine group

1007-7596(2017)10-0059-03

TV53.2

B

2017-09-17

李曉強(1981-)，男，甘肅武都人，工程師，從事水利水電工程施工組織與設(shè)計工作。