反鏟挖掘機(jī)在公路施工中的應(yīng)用

孫 銀 旺

(山西交通控股集團(tuán)有限公司長(zhǎng)治高速公路分公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

公路施工中路基的開(kāi)挖與填筑施工工程量大，需要使用大量的施工機(jī)械。挖掘機(jī)是我國(guó)公路施工最常用的施工機(jī)械，其中以反鏟挖掘機(jī)最為常用。反鏟挖掘機(jī)施工速度快，操作靈活，可以挖掘工作面以下的土壤和松散的碎石。路基開(kāi)挖和填筑施工難度大，需要大量施工機(jī)械，還要在施工過(guò)程中做好施工組織，確定施工順序，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定配套施工機(jī)械的數(shù)量。在路基開(kāi)挖和填筑施工中，應(yīng)根據(jù)挖掘機(jī)的施工效率確定自卸汽車(chē)的數(shù)量，并在施工中做好組合，充分挖掘機(jī)械的施工效率?？傊谑┕み^(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，確定施工機(jī)械的數(shù)量，并做好施工組織，最大限度的發(fā)揮反鏟挖掘機(jī)的工作效率，提高施工速度。

1 反鏟挖掘機(jī)基本作業(yè)方法

在進(jìn)行公路路基開(kāi)挖施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖場(chǎng)地基本情況確定開(kāi)挖方法，反鏟挖掘機(jī)的基本作業(yè)方法主要有溝端開(kāi)挖、溝側(cè)開(kāi)挖、溝角開(kāi)挖法和多層接力開(kāi)挖，下面分別對(duì)這四種方法進(jìn)行介紹。

1.1 溝端開(kāi)挖

在對(duì)路基進(jìn)行開(kāi)挖施工時(shí)，可采用反鏟挖掘機(jī)溝端開(kāi)挖法進(jìn)行施工。溝端開(kāi)挖法施工作業(yè)時(shí)，反鏟挖掘機(jī)位于溝端，逐步向后倒退開(kāi)挖，自卸汽車(chē)在溝側(cè)停放，挖掘機(jī)挖料后動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)40°～45°后將料卸到自卸汽車(chē)車(chē)斗內(nèi)。如果反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖斷面的寬度接近其最大開(kāi)挖半徑的2倍，即挖掘機(jī)需要回轉(zhuǎn)180°方可完成挖掘作業(yè)，自卸汽車(chē)必須停放在挖掘機(jī)側(cè)面，開(kāi)挖物料后回轉(zhuǎn)90°完成卸料。如果反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖斷面的寬度超過(guò)其最大開(kāi)挖半徑的2倍，應(yīng)采用分段開(kāi)挖的方式，即先開(kāi)挖一段后挖掘機(jī)倒退進(jìn)行下一段的開(kāi)挖。采用溝端開(kāi)挖法每段的開(kāi)挖寬度不宜過(guò)大，應(yīng)保證自卸汽車(chē)在溝端的停放和行駛，施工中可通過(guò)增加每一段的挖掘速度來(lái)提高施工效率。

1.2 溝側(cè)開(kāi)挖法

采用溝端開(kāi)挖法進(jìn)行路基挖方施工，挖掘機(jī)位于溝側(cè)，自卸汽車(chē)停在溝端受料。挖掘機(jī)開(kāi)挖后，動(dòng)臂回轉(zhuǎn)一定角度(一般小于90°)卸料。溝端開(kāi)挖法的缺點(diǎn)是所開(kāi)挖邊坡的坡度較大，且所開(kāi)挖的溝寬必須在其挖掘半徑以?xún)?nèi)。

1.3 溝角開(kāi)挖法

在路塹開(kāi)挖過(guò)程中，會(huì)殘留一定的溝角，開(kāi)挖后應(yīng)采用挖掘機(jī)按照設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行修整。開(kāi)挖過(guò)程中挖掘機(jī)位于溝端，隨掘進(jìn)道一邊前進(jìn)一邊開(kāi)挖，自卸汽車(chē)位于一側(cè)，開(kāi)挖后挖掘機(jī)動(dòng)臂回轉(zhuǎn)45°左右卸料，挖掘機(jī)呈“之”字形移動(dòng)。采用這種方式開(kāi)挖挖掘機(jī)機(jī)身穩(wěn)定，可以挖除比較堅(jiān)硬的土角，且能按要求做出坡度，對(duì)于開(kāi)挖寬度較小，土質(zhì)較硬的溝槽開(kāi)挖效果好。

1.4 多層接力開(kāi)挖法

當(dāng)進(jìn)行高路塹開(kāi)挖時(shí)，為了提高施工效率，可采用多層接力開(kāi)挖法。這種方法是采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上挖掘機(jī)在不同作業(yè)高度進(jìn)行同時(shí)作業(yè)，底層挖掘機(jī)將土壤傳遞到上層，由上層挖掘機(jī)將土壤裝入自卸汽車(chē)，以提高作業(yè)效率。其中上部采用大型挖掘機(jī)進(jìn)行作業(yè)，可以提高裝料速度。采用這種方法進(jìn)行施工，多層挖掘機(jī)配合作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)較大深度的基坑開(kāi)挖，一般兩層開(kāi)挖可以達(dá)到10 m，三層開(kāi)挖可達(dá)到15 m，可一次開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高，避免自卸汽車(chē)在坑底進(jìn)行作業(yè)，可有效減少車(chē)輛運(yùn)輸時(shí)間，提高施工效率。不需要在坑內(nèi)專(zhuān)門(mén)為運(yùn)輸車(chē)輛修建運(yùn)輸?shù)缆?，可由于土質(zhì)較好，開(kāi)挖深度在10 m以上的大型基坑開(kāi)挖。

2 反鏟挖掘機(jī)的施工作業(yè)

在公路路基施工過(guò)程中，很多施工項(xiàng)目需要反鏟挖掘機(jī)配合施工，主要施工項(xiàng)目是路塹開(kāi)挖和路堤填筑。施工現(xiàn)場(chǎng)一般采用自卸汽車(chē)配合施工，具體數(shù)量根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸距離，挖掘機(jī)施工能力等確定。施工前根據(jù)施工場(chǎng)地大小、土石方量、地形和施工進(jìn)度要求確定反鏟挖掘機(jī)的型號(hào)和自卸汽車(chē)的數(shù)量。并在開(kāi)工前制定施工方案，按照施工技術(shù)要求進(jìn)行施工。

2.1 開(kāi)挖路塹

路塹開(kāi)挖前首先閱讀相關(guān)圖紙，查看路塹縱、橫斷面圖，確定超欠挖情況，并根據(jù)實(shí)際進(jìn)行施工方案設(shè)計(jì)。根據(jù)施工方案確定反鏟挖掘機(jī)的類(lèi)型和數(shù)量，同時(shí)確定自卸汽車(chē)數(shù)量。按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放樣，確定路基各個(gè)工作斷面的開(kāi)挖方案。根據(jù)工作方案確定開(kāi)挖斷面圖，并確定最佳施工方案。根據(jù)最佳方案確定路塹開(kāi)挖的掘進(jìn)道數(shù)、運(yùn)輸?shù)缆?，選擇開(kāi)挖土角最少的方案。開(kāi)挖過(guò)程中每一掘進(jìn)道開(kāi)挖的最大深度不能超過(guò)挖掘機(jī)的最大開(kāi)挖深度，并保證自卸汽車(chē)正常運(yùn)輸。同時(shí)，在施工中應(yīng)做好臨時(shí)排水設(shè)施，防止在雨季施工雨水積存，影響正常施工，甚至引發(fā)安全事故。在開(kāi)挖前先繪制開(kāi)挖工作斷面圖，并標(biāo)出樁號(hào)、開(kāi)挖順序、掘進(jìn)順序、自卸汽車(chē)的位置等。

2.2 填筑路堤

路堤填筑前按照施工現(xiàn)場(chǎng)基本情況確定施工方案，并確定施工機(jī)械的數(shù)量和類(lèi)型。路堤填筑應(yīng)采用反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖，自卸汽車(chē)卸料，推土機(jī)整平，并采用壓路機(jī)壓實(shí)，如需灑水還需要配備灑水車(chē)。公路路堤填筑施工一般與路塹開(kāi)挖相結(jié)合，即采用移挖作填的方式進(jìn)行施工，這種施工方式可以節(jié)約施工成本，加快施工速度。如果路塹開(kāi)挖出來(lái)的材料是腐質(zhì)土等不適合路基填筑的填土，不能作為路基填料用于路堤填筑，應(yīng)采用挖掘機(jī)開(kāi)挖后，由自卸汽車(chē)棄于棄土堆。路基填料應(yīng)從路堤附近的取土場(chǎng)挖取，并使用自卸汽車(chē)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，采用推土機(jī)整平，壓路機(jī)壓實(shí)。路堤填土應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)，碾壓完成后即進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。在路堤填筑過(guò)程中應(yīng)做好標(biāo)高控制，以準(zhǔn)確確定路堤各結(jié)構(gòu)層位置，逐層檢測(cè)分層填筑的厚度與壓實(shí)度等指標(biāo)，以保證路堤填筑滿(mǎn)足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。

3 反鏟挖掘機(jī)施工過(guò)程中的機(jī)械組合分析

3.1 確定反鏟挖掘機(jī)的數(shù)量和型號(hào)

公路路基施工過(guò)程中，首先根據(jù)工期要求、土石方施工總量、施工地段土質(zhì)、氣候條件等，根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行劃分，并確定施工單項(xiàng)工程，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定反鏟挖掘機(jī)型號(hào)和數(shù)量。反鏟挖掘機(jī)的數(shù)量應(yīng)根據(jù)臺(tái)班總土方量和臺(tái)班產(chǎn)量確定，其中臺(tái)班總土方量是根據(jù)單項(xiàng)工程總土方量、施工天數(shù)和每天臺(tái)班數(shù)之間的關(guān)系確定。施工天數(shù)與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件有直接關(guān)系，施工前首先對(duì)氣象條件進(jìn)行調(diào)查，如下雨天數(shù)、冰凍時(shí)間等，大體確定每年的工作天數(shù)。在施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工需要，做好施工機(jī)械的調(diào)配，并做好施工機(jī)械的管理，按要求進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

3.2 確定自卸汽車(chē)數(shù)量

反鏟挖掘機(jī)的數(shù)量和型號(hào)確定之后，即可進(jìn)行自卸汽車(chē)數(shù)量的確定。自卸汽車(chē)數(shù)量的確定應(yīng)根據(jù)反鏟挖掘機(jī)的功能能力、運(yùn)輸距離，自卸汽車(chē)一個(gè)工作循環(huán)所用的時(shí)間等因素進(jìn)行確定。由于考慮到自卸汽車(chē)在施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)故障，因此其數(shù)量應(yīng)略有盈余。

4 結(jié)語(yǔ)

在公路施工過(guò)程中，反鏟挖掘機(jī)可以參與多種施工作業(yè)，應(yīng)用廣泛。文章對(duì)反鏟挖掘機(jī)溝端開(kāi)挖、溝側(cè)開(kāi)挖、溝角開(kāi)挖法和多層接力開(kāi)挖法四種基本作業(yè)方法進(jìn)行闡述，說(shuō)明了其施工特點(diǎn)。在路基施工過(guò)程中，反鏟挖掘機(jī)不僅可以進(jìn)行路塹開(kāi)挖，還可用于路堤填筑作業(yè)，通過(guò)在施工過(guò)程中做好施工機(jī)械調(diào)配，合理確定反鏟挖掘機(jī)的型號(hào)和數(shù)量，進(jìn)而確定自卸汽車(chē)的數(shù)量，以提高其施工效率，保證路基施工項(xiàng)目的順利完成。