任务二　土料的开挖与运输

一、土方开挖的边坡确定

对于重要的土方开挖边坡,应专门进行边坡稳定设计,对于中小型临时边坡,坡度可根据经验确定或参考表1-2选用。

二、挖运施工机械

1.挖掘机械

挖掘机械的种类繁多,就其构造及工作特点,有循环单斗式和多斗连续式。就其传动系统又有索式、链式和液压传动式。液压传动具有突出的优点,现代工程机械多采用液压传动。

(1)单斗式挖掘机。单斗式挖掘机分为正铲和反铲。正铲挖掘机主要挖掘停机地面以上的土石方,也可以挖掘停机地面以下不深的地方,但不能用于水下开挖,如图1-1所示。反铲挖掘机用来挖挖掘停机地面以下和水下开挖,如图1-2所示。

若要挖掘停机地面以下深处和进行水下开挖,还可将正铲挖掘机的工作机构改装成用索具操作铲斗的索铲和合瓣式抓斗的抓铲。

(2)多斗式挖掘机。斗轮式挖掘机是陆上使用较普遍的一种多斗连续式挖掘机,如图1-3所示。它的生产率很高。美国在建造圣路易·沃洛维尔高土坝时,仅用了一台斗轮式挖掘机就承担了该工程66%的采料任务,其小时生产率达2300m3/h。该机装有多个挖斗,开挖料先卸入输送皮带,再卸入卸料皮带导向卸料口装车。我国陕西石头河水库工程施工时也采用了这种设备,取得了很好的效果。

2.运输机械

运输机械有循环式和连续式两种。

循环式有有轨机车和机动灵活的汽车。一般工程自卸汽车的吨位是10～35t,汽车吨位大小应根据需要并结合路面条件来考虑。前者多用于短距离运输和散体材料的装卸堆存。

最常用的连续运输机械是带式运输机。根据有无行驶装置,分为移动式和固定式两种。多用于长距离运输,美国圣路易·沃洛维尔高土坝采用带式运输机运距长达19.7km。固定式常采用分段布置,每段一般在200m以内,图1-4为固定式带式运输机的构造图。

带式运输机运行时驱动轮带动皮带连续运转。为防止皮带松弛下垂,在机架端部设有张紧鼓轮,沿机架设有上下托辊避免皮带下垂。为保证运输途中卸料,设卸料小车沿机架上的轨道移到卸料位置卸料。

带式运输机有金属带和橡胶带,常用后者。带宽一般为800～1200mm,最大带宽1800mm,最大运行速度240m/min,最大生产率达12000t/h。这种运输设备不受地形限制,结构简单,运行方便灵活,生产率高。使用时应防止和减轻带的磨损、老化和断裂。

装载机是一种短程装运结合的机械,常用的斗容量l～3m3,运行灵活方便。图1-5是斗容量2m3的国产ZL-40型装载机的外形尺寸图。

3.挖运组合机械

挖运组合机械能同时担负开挖、运输、卸土、铺土任务的机械,有推土机和铲运机。

(1)推土机。以拖拉机为原动机械,另加切土片的推土器,既可薄层切土又能短距离推运。它又按推土器在平面能否转动分为固定式和万能式,前者结构简单而牢固,应用普遍,多用液压操作。图1-6为国产移山-120型推土机的外形。

若长距离推土,土料从推土器两侧散失较多,有效推土量大为减少。推土机的经济运距为60～100m,堆高3m。为了减少推土过程中土料的散失,可在推土器两侧加挡板,或先推成槽,然后在槽中推土,或多台并列推土。

(2)铲运机。按行驶方式,铲运机分为牵引式和自行式。前者用拖拉机牵引铲斗,后者自身有行驶动力装置。目前多用自行式,因其结构简便,可带较大的铲斗,行驶速度高,多用低压轮胎,有较好的越野性能。图1-7是铲斗容量为7m3的国产CL7型自行式铲运机。

国产铲运机的铲斗容量一般为6～7m3。国外大容量铲运机多用底卸式,其斗容量高达57.5m3。铲运机的经济运距与铲斗容量有关,一般在几百米至几千米以内。大容量的铲运机要求牵引力大,但其运行的灵活性会降低。