城市轨道交通路基工程课件：土石方机械化施工

城市轨道交通路基工程

土石方施工机械

在市域（郊）铁路的修建中，路基土石方工程数量占很大的比重，土石方施工必须根据土石方工程面广、量大、劳动繁重、施工条件复杂等施工特点，尽可能地采用机械化与半机械化的施工方法，以减轻劳动强度，提高劳动生产率，加快施工进度。

土石方机械包括推土机、铲运机、挖掘机、装载机、平地机、压路机、凿岩机以及石料破碎、筛分机械等几个重要机种，土石方机械担负着土石方的铲装、填挖、运输、整平等作业，它具有施工速度快、作业质量高、生产效率高等优点，它们是工程机械中用途最广泛的一大类机械，也是铁路建设土石方工程中的主要施工机械。1.掌握推土机推土方法及填筑路堤施工方法；2.掌握铲运机工作过程、铲土方法及运行路线；3.掌握挖掘机的开挖方法及与自卸汽车的配合使用方式；4.掌握平地机、压实机械的作业方式。知识目标机械类型铲运机挖掘机装载机推土机平地机任务一推土机施工工业拖拉机或专用牵引车为主机，前端装有铲刀1行走方式：履带式和轮胎式2操纵方式：液压式、机械操纵式3一、推土机

具有操纵灵活，运转方便，所需的工作面较小，行驶速度较快，易于转移等特点。

大型推土机加装松土器后还可以进行土石的劈松作业；加装多齿松土器可用于劈开较薄的硬土、冻土等；加装单齿松土器除能疏松硬土、冻土外，还可以劈松具有风化和有裂纹或节理发达的岩石。1.推土机特点

由于推土机切挖下来的土体只是堆置在推土板前地面上，被推移着运移，因此。推土机的推土量既不大，运距也不可能很远。通常适用于运距在100m以内的平土或移挖作填，尤其是当运距在20-70m之间，最为有效。2.推土机推土方法下坡推土法槽形推土法并列推土法波浪推土法铲刀上附加侧板多刀铲土法推土机顺地面坡势进行下坡推土，可以借机械本身的重力作用，增加铲刀的切土力量，因而可增大推土机铲土深度和运土数量，提高生产效率。下坡推土法并列推土法

在较大面积的平整场地施工中，采用两台或三台推土机并列推土，能减少的散失。并列推土时，铲刀间距15～30cm。并列台数不宜超过四台，否则互相影响。2.推土机推土方法槽形推土法利用土埂挡土，减少漏土损失，生产率提高10％-30％。槽深以1m为宜，槽与槽之间的土埂宽约50cm。多刀推土法在较硬的土中，推土机的切土深度较小，一次铲土不多，可分批集中，再整批地推送到卸土区。2.推土机推土方法铲刀附加侧板将铲刀斜装在支架上，与推土机横轴在水平方向形成一定角度（松土为60度，坚土为45度）进行推土。一般在回填沟、槽且无倒车余地时，可采用这种方法。

3.推土机修筑路堤施工方法斜层填筑法施工要点：分层填筑的厚度为20～30cm。每次铺填完毕后，推土机应继续前进1.5～2m，使新铺土层得到碾压。每铺填0.5m高度后应进行一次纵向碾压（纵向延长至少要有20m），然后纵向行驶碾压3～5次。当路堤外侧顶层达到高出施工标高20～30cm，停止从取土坑取土而把护道上的积土（作上坡道用的多余土方）推进路堤，补足内侧路肩的缺土。接近完成时，在路堤面上应多留些土。保证路拱和补足路堤的需要以及预留沉降量和超填边坡的需要。平整护道和取土坑，平整时应保证有足够的排水坡度。

3.推土机修筑路堤施工方法堆填法施工要点：推土机把土推进路堤后不作散土而是成堆地向前推挤，等到路堤在一定长度内（20m以上）布满土堆时，再进行纵向平整与碾压，施工速度较快。接近完成时的平整与碾压，与斜层填筑法相同。任务二铲运机施工1.能根据土质条件选择最佳的作业方法好运行线路；2.能编制铲运机作业指导书。工作任务能综合完成全部土方施工工序（挖土、装土、运土、卸土和平土）的机械1铲运机斗容量为2m3，5m3，6m3，7m3等数种2操纵方式：液压式、机械操纵式3铲运机

铲运机的工作装置是铲斗，铲斗前有一个能开启的斗门，铲斗前设有切土刀片。切土时，铲斗门打开，刀片切土；铲运机前进时，被切下的土挤入铲斗；铲斗装满土后，提起土斗，将土运至卸土地点。1.铲运机特点2.工作过程铲装运土卸土回驶铲运机运行→斗门升起→铲斗放低→斗口凭借刀片切土→机械前进→土被挤入铲斗铲装斗门关闭→铲斗提升→铲运机重载运行运土到达地点→放低铲斗→开启斗门→卸土板前移→斗内土往外卸→机械前进卸土卸土完毕→斗门关闭→铲斗提升至有利于行驶的高度→下一作业回驶铲装运土卸土推土机助铲3.铲运机工作方法一般铲土法下坡铲土法起伏式铲土法跨铲法助铲法3.铲运机工作方法铲刀一开始即以最大切土深度铲土，随着铲运机行驶阻力不断增大而逐渐减小铲土深度，直到铲斗装满为止，一般铲土法2.推土机推土方法起伏式铲土法起伏式铲土法：铲土时将铲斗最大深度地切入，随着铲运机负荷逐渐增加，发动机转速2.推土机推土方法跨铲法在取土场第一排铲土道铲土（宽度为d），两铲土道间留土埂（宽度为d/2）；第二排铲土道的起点与第一排的起点相距半个铲土长度（中线互错半个宽度）。第三、四排仿此后移，直至铲土结束2.推土机推土方法下坡铲土法

利用铲运机的重力分力所产生的下坡推力增大牵引力。使得铲斗切土加深，从而提高铲土效率2.推土机推土方法助铲法地势平坦、土质较坚硬时，切土的阻力很大，造成牵引力不能充分发挥，此时可用推土机在铲土运行中顶推助铲，以提高铲土效率方法。

4.铲运机运行路线椭圆形施工要点：

这是铲运机最简单也最常用的作业路线，每次循环只完成一次铲土和卸土。

根据铲土和卸土的相对位置不同，可灵活布置。随时改变顺逆方向，减少运行中的干扰，如图所示。

当挖填交替而挖填之间的距离又较短，则可采用大循环路线（a）椭圆形路线；（b）大循环路线1-铲土；2-卸土。5.推土机修筑路堤施工方法八字形施工要点：这种运行路线的铲土和卸土，轮流在两个工作面上进行。每次循环能完成两次铲土和卸土，施工效率高，转弯方向左右交替进行，可减少机械不均匀磨损。1-挖土；2-卸土。5.推土机修筑路堤施工方法之字形施工要点：在几个取土段落内，铲运机在同一方向上间隔取土与卸土，可消除跑空车现象，减少转弯次数，提高生产率，如图4-17所示1-挖土；2-卸土。

6.修筑路基施工顺序椭圆形

铲运机开挖路堑时，如果先铲靠近边坡的两边部分，后铲其余的中间部分，就比较容易掌握断面的尺寸，既可以避免超挖，又可以减少路基面边角的留土量。

填筑的次序，也要先两边、后中间，这样机械在边上行驶时是向线路中心线倾斜，比较安全而且易于保持准确的边坡，减少整修的工作量，靠近边坡的土也能得到压实。工作任务三挖掘机用途：是用于挖掘与运移土石方的一种主要工程机械特点：节省劳动力减轻繁重的体力劳动提高工程效率降低生产成本分类：单斗挖掘机多斗挖掘机1定义：挖掘机是一种主要用于开挖土石方的施工机械。2工作过程：它是用铲斗上的斗齿切削土壤并装入斗内，装满土后提升铲斗并回转到卸土地点卸土，然后再使转台回转、铲斗下降到挖掘面，进行下一次挖掘。3用途：挖掘机在建筑、筑路、水利、电力、采矿、石油、天然气管道铺设和军事工程中被广泛地使用。4主要作业对象：挖掘机主要用于筑路工程中的路基开挖，建筑工程中开挖基础，水利工程中开挖沟渠、运河和疏浚河道，在采石场、露天开采等工程中剥离和矿石的挖掘等。据统计，工程施工中约60％的土石方量是靠挖掘机完成的。5其它用途：挖掘机更换工作装置后还可进行浇筑、起重、安装、打桩、夯土和拔桩等作业。一、单斗挖掘机的概述挖掘机开挖沟渠挖掘机疏浚河道二、单斗挖掘机的分类1.按用途分为建筑型（通用型）、采矿型（专用型）、剥离型（专用型）、塔索型、隧道挖掘机2.按动力分为电动、内燃机、复合式3.按传动方式分为机械、半液压、全液压4.按行走装置分为履带式、轮胎式、汽车式5.按工作装置分为正铲、反铲、拉铲、抓铲按用途建筑型按用途采矿型6.按适应工作环境分：适用于高原地区、寒冷地区、沼泽地区等；7.按铲斗容积分：轻型：铲斗容量在0.25—0.35m3之间的单斗挖掘机。中型；铲斗容量在0.35—1.5m3之间的单斗挖掘机。重型：铲斗容量在1.5m3以上的单斗挖掘机。①正铲挖掘机。正铲挖掘机是单斗挖掘机的主要形式之一。在实际工作中，斗柄外伸以2/3行程为佳，用来挖掘停机面以上的工作面。②反铲挖掘机。反铲挖掘机是正铲挖掘机的一种换用工作装置。反铲在挖掘较窄的沟槽时．铲斗必须在提出工作面后才能回转，提升时间大于回转时间。反铲工作循环时间一般要比正铲大8％～30％。反铲挖掘机用来挖掘停机面以下的工作面。③刨铲用于挖掘停机面以上的土壤．主要用于平整场地。大部分采用履带式：a）挖掘机一旦进入作业现场就不大移动，只行走较短的距离。b）地面接触面积大，能在较松软的地方作业，在凹凸不平的地面行驶时，能够承受猛烈的冲击。轮胎型的挖掘机，因其具有橡胶轮胎，机动性能好，适合于城市内的道路和下水道施工。但不适用于松软地基部位的作业，因此限定在小型范围内。按行走装置

履带式WK-55矿用挖掘机轮胎式汽车式正铲作业正向开挖侧面开挖法中心开挖法反铲作业沟端开挖法沟侧开挖法拉铲作业沟端开挖法沟侧开挖法抓铲作业四、单斗挖掘机的工作过程及基本作业正铲挖掘正铲挖掘机外型如图所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土

工作特点：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效率高，易与汽车配合；正铲的开挖方式根据开挖路线与汽车相对位置的不同分为正向开挖、侧向装土以及正向开挖、后方装土两种。前者生产率较高。正铲的生产率主要决定于每斗作业的循环延续时间。为了提高其生产率，除了工作面高度必须满足装满土斗的要求之外，还要考虑开挖方式和与运土机械配合。尽量减少回转角度，缩短每个循环的延续时间。

正铲挖掘

a）正向开挖、侧向装土；b）正向开挖、后方装土反铲挖掘反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为4~6m，经济合理的挖土深度为3~5m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。反铲的外型如图所示。加长臂反铲式挖掘机

工作特点：后退向下，强制切土”，可与汽车配合；反铲挖掘机的作业方式可用于路堑挖掘、填筑路堤、平面挖掘、建筑物基础的挖掘和沟槽挖掘等工程施工。反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法，即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走，也可采用沟侧开挖法，即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。

反铲挖掘图1-47反铲开挖方式a)沟端开挖；b)沟侧开挖反铲挖掘沟端开挖一一挖宽0.7～1.7R，效率高、稳定性好；沟侧开挖一一挖宽0.5~0.8R。拉铲挖掘拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤坝等。其外形及工作状况如图所示。拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土时斗齿朝下，利用惯性，较湿的粘土也能卸净。但其开挖的边坡及坑底平整度较差，需更多的人工修坡（底）。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。拉铲挖土机特点：后退向下，自重切土。其挖土深度和挖土半径均较大。适于挖掘停机面以下较松软的土，可挖掘较深而宽的基坑、沟渠和河床。适用于开挖大型基坑及水下挖土