第十章施工机械选择与机械化施工方案

重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY授课章节第十章施工机械选择与机械化施工方案主要内容§10－1施工机械的实用性能§10－2施工机械的生产率§10－3施工机械的选择与机械化施工方案的形成§10－4施工机械的购置、租赁与更新、改造授课方式多媒体授课目的1.了解施工机械的实用性能2.掌握施工机械选择和施工方案的制定原则与方法3.掌握施工机械购置、租赁与更新、改造的依据与步骤课程内容要点第十章施工机械选择与机械化施工方案§10－1施工机械的使用性能一、牵引特性反映施工机械牵引性能和燃料经济性最基本的指标。牵引特性以牵引特性图解曲线形式表示，它反映在一定的地面条件下，在水平地段以全油门作等速运动时，机械各挡速度下的牵引功率、实际速度、牵引效率、发动机油耗量、发动机功率等。直接影响着机械的作业性能与作业效率。二、动力特性反映铲土运输机械在运输工况下动力性的基本特性曲线，它用来评价铲土运输机械的速度性能、加速性能和爬坡能力。三、机动性反映施工机械在直线行驶时的稳定性和狭窄地点转向和通过的能力。机动性与操纵性有很大关系。操纵性是以最小转弯半径来评价的。机动性影响施工机械的适用程度。四、稳定性表明施工机械作业时，在坡道上行驶时抵抗纵向和横向倾翻和滑移的能力。五、经济性重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY表示施工机械在作业过程中燃料消耗是否经济合理。评价指标：1.发动机油耗率，即每千瓦小时所消耗燃料的克数，以用来比较相同机种不同型号机械经济性的好坏。2.发动机油耗量，即发动机每小时所消耗燃料的千克数，可用来核算作业成本。§10－2施工机械的生产率一台施工机械一小时或一个台班（以八小时计〕完成的工作量称为生产率。它是编制施工计划、估算施工费用以及进行机械组合配套的依据。1．理论生产率QL指机械在设计的标准条件下，连续不断地进行工作的生产率。2．技术生产率QJ指在具体施工条件下，机械连续工作的生产率。它考虑了工作对象的性质、状态以及机械能力发挥的程度等因素。3．实际生产率QS指在具体的施工条件下，考虑施工组织及施工现场的具体生产条件时，机械所能达到的生产率。§10－3施工机械的选择与机械化施工方案的形成1．目的挑选技术先进，经济合理，安全可靠的最好装备——提高机械化程度。2．依据工程量、施工进度计划、施工质量要求、施工条件、现有设备的技术状况。一、选择施工机械的原则与机械化施工方案的形成1.施工机械与工程项目的具体实际相适应2.使用机型应有较好的经济性3.应能保证工程质量要求和施工安全4.机械的合理组合―机械化施工方案的形成○1主要机械与配套机械的组合○2牵引车与配套机具的组合○3配合作业机械组合数尽量少重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY二、施工机械的选择方法1．根据作业内容选择对于中小型工程，选择通用性较好的机械较为经济合理，而大型工程，应当更注重根据作业内容进行选择，才能获得最佳的技术经济指标。具体选择时，首先选定作业的主要机械，根据其生产能力、机械性能及施工条件选择辅助机械，以保证工程连续均衡地开展。2．根据土质条件选择○1根据机械通行性决定所谓通行性是用以表示车辆，特别是工程车辆在土质等条件限制下，在工地行驶的可能程度。○2根据土质的工程特性选择根据作业内容选择施工机表10－1工程类别作业内容选择的机械设备准备工作（1）清基（树丛、草皮、淤泥、黑土、岩基、冰雪等清除）和料场准备（2）松土、破冻土（＜0.2m）伐木机、履带式拖拉机和推土机、挖掘机、装载机、水泵、高压水泵、松土器、平地机。土方开挖（1）底宽＞2.5m的河渠、基坑、池塘、港口、码头、采土场等。（2）小型沟渠和基坑。推土机、铲土机、挖掘机、装载机、冲泥机、吸泥机、开挖机、清淤机。石方开挖（1）砾石开采。（2）岩石开采。（3）石料破碎。挖掘机、推土机。移动式空气压缩机、凿岩机、挖掘机、推土机、爆破设备等。破碎机、筛分机。冻土开挖河渠、基坑、池塘、港口、码头。推土机、冻土犁、冻土锯、冻土拍、冻土钻、冻土铲。土石填筑（1）型堤坝、高质量路基、场地、台阶等。（2）小型堤坝、路基、梯田、台阶。推土机、铲运机、羊足碾、压路机。夯板碾压机、洒水车、平地机、推土机、平地机、铲运机。运输（1）机械设备调运。（2）土石运输。火车、轮船、自卸汽车、汽车、起重机。推土机、铲运机、装载机、汽车。整形（1）削坡。（2）平整。平地机、大犁、推土机、铲运机、挖掘机。平地机、推土机、铲运机、大犁。重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY3．根据运距选择硬土开挖和运输机械的选择表10－2施工机械土质推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机装载机松土器开沟机平地机自卸汽车底卸汽车钻孔机凿岩机粘土和壤土√△√√√√√√√√砂土√√√√√√√√√√砂砾石√×√√√×△△√△软岩和块岩△×√△△×××√×√√岩石××××△×××√√√注：√－适用；△－尚可用；×－不适用软土开挖机械选择表10－3机械水分状况通用推土机低比压推土机接地比压（KPa）水陆两用挖掘机挖泥船19.6~29.411.8~19.6＜11.8湿地△√√√√×轻沼泽地×√√√√×重沼泽地××△√√△水下泥地×××√√√注：√－适用；△－尚可用；×－不适用适合于相应土质的压实机械表10－4土质名称机械名称块石、圆石、砾石砾石土砂砂质土粘土、粘性土混杂砂石的粘土、粘性土非常软的粘土、粘性土非常硬的粘性土备注静力式压路机BAAABBCC用于路基、路面。自行式轮胎压路机BAAAAACB最经常使用。牵引式轮胎压路机BAAAAACB用于坡面、坡长5~6m时最有效率。振动式压路机AAAACBCC用于路基、基层。夯实机AAAACBCC用于狭窄地点的碾压作业。夯锤BAAABBCC用于狭窄地点的碾压作业。推土机AAAABBCA用于推平作业。沼泽地区推土机CCCCBBAC用于含水量高的土壤。重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY注：A－适合使用；B－无适合的机械时使用；C－不适合使用。施工机械经济远距表10－5机械履带推土机履带装载机轮胎装载机拖式装载机自引式铲运机轮式拖车自卸汽车经济运距（m）80100150100~500200~100020002000道路条件土路不平土路不平土路不平土路不平土路不平平坦路面一般路面4．根据气象条件选择○1工程机械在高原山区；○2工程机械在寒冷季节和低温条件下；○3工程机械在高温地区使用。5．冬季施工使用的机械冬季施工所使用的机械，应考虑进行冻土开挖、填筑、碾压等作业时，机械施工能否达到规定的技术要求，同时，应选用与破冻土等特殊作业相适应的机械，如松土器、冻土犁等。6．作业效率在计算施工机械生产率时，一般都是在假定的标准工作条件下进行的，但实际工程施工中，各种条件是千变万化的，那么，在特定的施工条件下，机械的工作能力（生产率），应是在计入作业效率后而确定。对于不同的机械，在相同条件下，作业效率是不相同，准确地求出作业效率值是困难的，表10－6是在不同作业条件和机械技术状况下作业效率的参考值。施工机械作业效率参考值表10－6作业条件机械技术状况优秀良好普通较差很差优秀0.830.810.760.700.63良好0.780.750.710.650.60普通0.720.690.650.600.54较差0.630.610.570.520.45很差0.520.500.470.420.32重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY§10－4施工机械的购置、租赁与更新、改造一、装备结构合理化的要求1．技术先进性构成施工企业机械化施工能力的主要机械应具有与当代平均水平相匹配的技术先进性。具体地说应具有平均先进程度的消耗水平、生产效益、耐用性、安全性、环保性、可靠性、维修性等。2．较高的利用率及机械效率水平在正常情况下，施工企业的主要机械设备应基本上达到或超过国家规定的利用率、年出勤率及机械效率指标，但由于公路施工本身的特点，要求机械设备全面达到或超过国家指标是不可能的，但至少要做到基本上完成定额。3．机械化程度的均衡性机械化程度的均衡性，对综合性施工企业来说，是指工种工程之间机械化程度的均衡性，对专业化施工企业来说，是指工序之间机械化程度的均衡性。4．大、中、小型施工机械及动力机具具有合理比例的多层结构一个规模较大的道路工程，不仅有大量的常规土石工程，路面铺筑工程，而且存在大量人工构筑物。因此，要提高总体工作的机械化程度，必须注意小型机具的配备，否则整机的机械化优势还是不能充分发挥。5．便于使用与维修使用与维修方便、机型厂牌单一，防止一种机型各单位平均使用。二、装备管理的常用术语1．新增是指施工企业增加了在原有的装备结构中所没有过的同类机械设备。2．报废与更新○1报废指设备退役。报废后的机械设备已不再是企业固定资产的一个组成部分，应从资产帐上予以注销。○2更新更新是指以新代旧。根据更新内容的不同分为役龄更新与技术更新二种。10役龄更新指用新出厂的完全同样的机械设备去填补由于旧机械设备报废退役而留下重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY的空缺，不包含或不要求技术性能上的任何改进提高。20技术更新指用在技术性能上完全新型的新设备去替换或淘汰已经陈旧落后的旧设备，也就是所谓的“换代”。3．改造与改装○1改造指机械设备局部的技术更新。经过改造后的机械设备并没有变更设备的机种，只不过在技术性能上得到了提高。○2改装利用旧机械设备的主体部分或全部，再增加某些附加装置使其用途发生变更，成为另一种设备。在这个过程中，技术上有无提高改进不是主要问题。4．配套指二者之间具有比较严格稳定的匹配关系。有三种情况：（1）同台设备中主机与副机之间的配套关系。（2）综合机械化施工组列中前后工序机械设备之间的配套关系。（3）施工对象与适用设备之间的配套关系。5．自制设备、标准设备、非标准设备凡是国家批量生产的定型设备称为“标准设备”。凡是由于工程需要而由企业自制或委托制造的专用设备即为“非标准设备”。三、技术装备规划的意义和内容1．意义公路施工企业在国家技术装备政策指导下，根据未来施工形势的预测、评价结果，以及本企业技术装备结构的现状，应制定出技术装备规划，以便在预定的时间内（一般以3-5年为宜）有目标、有步骤地使企业的技术装备结构和装备水平日趋合理化。2．主要内容○1作出规划期内生产形势发展变化的预测，提出预计的生产能力目标。这是最主要的一项内容，是制定规划的最根本的依据。○2分析现有的技术装备结构的状况。○3提出规划期内分期分批新增、改造和淘汰的主要机械设备的方案。四、新增设备与租赁设备重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY1．必要性审核○1定义又称为常用性审查，是指施工企业有无必要自己来购置这种设备，也就是说施工企业有无必要采用自有机械的方式来满足施工生产需要的问题。○2基本依据基本依据就是预测的长期利用率。如果某项机械设备只能短期使用而看不到长期使用可能，或即使可以长期使用而利用率并不很高的情况下，最好采用租赁或将工程局部分包出去的办法。○3决策依据的方法10计算法其原理为以设备的有效使用期为分析期，计算自有与租用两者总费用现值相等的利用率，由此求得企业拥有该设备所必须达到的利用率的经济界限。20查表法利用施工设备经济利用率下限，来确定自有或租用机械。施工企业自有机械预测利用率的经济界限，大致在60％左右。当预测的长期利用率R大于经济利用率下限时，就可考虑购买该机械。2．适用性审查○1定义适用性就是考查机械设备全面技术性能（包括其细节在内）能否满足施工生产的需要。○2需考虑的问题：10机械设