第十章施工機械選擇與機械化施工方案

1、重慶交通大學教案公路工程機械化施工與管理授課章節(jié)第十章施工機械選擇與機械化施工方案主要內(nèi)容 10 1施工機械的實用性能 10 2施工機械的生產(chǎn)率 10 3施工機械的選擇與機械化施工方案的形成 10 4施工機械的購置、租賃與更新、改造授課方式多媒體授課目的1了解施工機械的實用性能2. 掌握施工機械選擇和施工方案的制定原則與方法3. 掌握施工機械購置、租賃與更新、改造的依據(jù)與步驟課程內(nèi)容要點第十章施工機械選擇與機械化施工方案 10-1施工機械的使用性能一、牽引特性反映施工機械牽引性能和燃料經(jīng)濟性最基本的指標。牽引特性以牽引特性圖解曲線形式表示，它反映在一定的地面條件下，在水平地段以全油門作等速運動

2、 時，機械各擋速度下的牽引功率、實際速度、牽引效率、發(fā)動機油耗量、發(fā)動機 功率等。直接影響著機械的作業(yè)性能與作業(yè)效率。二、動力特性反映鏟土運輸機械在運輸工況下動力性的基本特性曲線，它用來評價鏟土運輸機械的速度性能、加速性能和爬坡能力。三、機動性反映施工機械在直線行駛時的穩(wěn)定性和狹窄地點轉向和通過的能力。 機動性 與操縱性有很大關系。操縱性是以最小轉彎半徑來評價的。 機動性影響施工機械 的適用程度。四、穩(wěn)定性表明施工機械作業(yè)時，在坡道上行駛時抵抗縱向和橫向傾翻和滑移的能力。五、經(jīng)濟性表示施工機械在作業(yè)過程中燃料消耗是否經(jīng)濟合理。評價指標：1. 發(fā)動機油耗率，即每千瓦小時所消耗燃料的克數(shù)，以用來比

3、較相同機種不 同型號機械經(jīng)濟性的好壞。2. 發(fā)動機油耗量，即發(fā)動機每小時所消耗燃料的千克數(shù)， 可用來核算作業(yè)成 本。 10- 2施工機械的生產(chǎn)率一臺施工機械一小時或一個臺班（以八小時計完成的工作量稱為生產(chǎn)率。 它是編制施工計劃、估算施工費用以及進行機械組合配套的依據(jù)。1. 理論生產(chǎn)率QL指機械在設計的標準條件下，連續(xù)不斷地進行工作的生產(chǎn)率。2. 技術生產(chǎn)率Qj指在具體施工條件下，機械連續(xù)工作的生產(chǎn)率。它考慮了工作對象的性質、 狀態(tài)以及機械能力發(fā)揮的程度等因素。3. 實際生產(chǎn)率Qs指在具體的施工條件下，考慮施工組織及施工現(xiàn)場的具體生產(chǎn)條件時，機械所能達到的生產(chǎn)率。 10- 3施工機械的選擇與機械

4、化施工方案的形成1 .目的挑選技術先進，經(jīng)濟合理，安全可靠的最好裝備 提高機械化程度。2.依據(jù)工程量、施工進度計劃、施工質量要求、施工條件、現(xiàn)有設備的技術狀況。一、選擇施工機械的原則與機械化施工方案的形成1. 施工機械與工程項目的具體實際相適應2. 使用機型應有較好的經(jīng)濟性3. 應能保證工程質量要求和施工安全4. 機械的合理組合一機械化施工方案的形成 主要機械與配套機械的組合 牽引車與配套機具的組合 配合作業(yè)機械組合數(shù)盡量少二、施工機械的選擇方法1 根據(jù)作業(yè)內(nèi)容選擇對于中小型工程，選擇通用性較好的機械較為經(jīng)濟合理，而大型工程，應當 更注重根據(jù)作業(yè)內(nèi)容進行選擇，才能獲得最佳的技術經(jīng)濟指標。 具體

5、選擇時，首 先選定作業(yè)的主要機械，根據(jù)其生產(chǎn)能力、機械性能及施工條件選擇輔助機械， 以保證工程連續(xù)均衡地開展。2 根據(jù)土質條件選擇根據(jù)機械通行性決定所謂通行性是用以表示車輛，特別是工程車輛在土質等條件限制下， 在工地 行駛的可能程度。根據(jù)土質的工程特性選擇根據(jù)作業(yè)內(nèi)容選擇施工機表10- 1工程類別作業(yè)內(nèi)容選擇的機械設備準備工作(1) 清基(樹叢、草皮、淤泥、黑土、 巖基、冰雪等清除)和料場準備(2) 松土、破凍土(v 0.2m)伐木機、履帶式拖拉機和推土機、挖掘 機、裝載機、水泵、高壓水泵、松土器、 平地機。土方開挖(1) 底寬2.5m的河渠、基坑、池塘、 港口、碼頭、采土場等。(2) 小型溝

6、渠和基坑。推土機、鏟土機、挖掘機、裝載機、沖 泥機、吸泥機、開挖機、清淤機。石方開挖(1) 礫石開采。(2) 巖石開采。(3) 石料破碎。挖掘機、推土機。移動式空氣壓縮機、鑿巖機、挖掘機、推土機、爆破設備等。破碎機、篩分機。凍土開挖河渠、基坑、池塘、港口、碼頭。推土機、凍土犁、凍土鋸、凍土拍、凍 土鉆、凍土鏟。土石 填筑(1) 型堤壩、高質量路基、場地、臺階 等。(2) 小型堤壩、路基、梯田、臺階。推土機、鏟運機、羊足碾、壓路機。夯 板碾壓機、灑水車、平地機、推土機、 平地機、鏟運機。運輸(1) 機械設備調運。(2) 土石運輸?；疖嚒⑤喆?、自卸汽車、汽車、起重機。推土機、鏟運機、裝載機、汽車。

7、整形(1) 削坡。(2) 平整。平地機、大犁、推土機、鏟運機、挖掘 機。平地機、推土機、鏟運機、大犁。3 根據(jù)運距選擇硬土開挖和運輸機械的選擇表 10 2 施工機 械土質推土機鏟運機正 鏟 挖 掘 機反 鏟 挖 掘 機裝載機松土器開溝機平地機自 卸 汽 車底 卸 汽 車鉆 孔 機鑿巖機粘土和壤土VVVVVVVVV砂土VVVVVVVVVV砂礫石VXVVVXV軟巖和塊巖XVXXXVXVV巖石XXXXXXXVVV注：V適用；尚可用；x不適用軟土開挖機械選擇表10 3機械水分狀況通用推土機低比壓推土機接地比壓（KPa）水陸兩用挖掘機挖泥船19.629.411.819.6V 11.8濕地VVVVX輕沼澤

8、地XVVVVX重沼澤地XXVV水下泥地XXXVVV注：V適用；尚可用；x不適用適合于相應土質的壓實機械表10 4土質名稱機械名稱、塊石、 圓石、 礫石礫石土砂砂質土粘土、粘性土混雜 砂石 的粘 土、粘性 土非常 軟的 粘土、粘性 土非常 硬的 粘性 土備注靜力式壓路機BAAABBCC用于路基、路面。自行式輪胎壓路機BAAAAACB最經(jīng)常使用。牽引式輪胎壓路機BAAAAACB用于坡面、坡長56m時最有效 率。振動式壓路機AAAACBCC用于路基、基層。夯實機AAAACBCC用于狹窄地點的 碾壓作業(yè)。夯錘BAAABBCC用于狹窄地點的 碾壓作業(yè)。推土機AAAABBCA用于推平作業(yè)。沼澤地區(qū)推土機C

9、CCCBBAC用于含水量高的 土壤。注：A適合使用；B無適合的機械時使用； C不適合使用施工機械經(jīng)濟遠距表10 5機械履帶履帶輪胎拖式自引式輪式自卸推土機裝載機裝載機裝載機鏟運機拖車汽車經(jīng)濟運距(m)8010020002000道路條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 根據(jù)氣象條件選擇工程機械在高原山區(qū)； 工程機械在寒冷季節(jié)和低溫條件下； 工程機械在高溫地區(qū)使用。5. 冬季施工使用的機械冬季施工所使用的機械，應考慮進行凍土開挖、填筑、碾壓等作業(yè)時，機械 施工能否達到規(guī)定的技術要求，同時，應選用與破凍土等特殊作業(yè)相適應的機械, 如松土器、凍土犁等。6. 作業(yè)效率在計算施工

10、機械生產(chǎn)率時，一般都是在假定的標準工作條件下進行的，但實 際工程施工中，各種條件是千變?nèi)f化的，那么，在特定的施工條件下，機械的工 作能力(生產(chǎn)率)，應是在計入作業(yè)效率后而確定。對于不同的機械，在相同條件下，作業(yè)效率是不相同，準確地求出作業(yè)效率 值是困難的，表10 6是在不同作業(yè)條件和機械技術狀況下作業(yè)效率的參考值。施工機械作業(yè)效率參考值表10 6作業(yè)條件機械技術狀況優(yōu)秀良好普通較差很 差優(yōu) 秀0.830.810.760.700.63良 好0.780.750.710.650.60普通0.720.690.650.600.54較 差0.630.610.570.520.45很差0.520.500.47

11、0.420.32 10- 4施工機械的購置、租賃與更新、改造一、裝備結構合理化的要求1. 技術先進性構成施工企業(yè)機械化施工能力的主要機械應具有與當代平均水平相匹配的 技術先進性。具體地說應具有平均先進程度的消耗水平、生產(chǎn)效益、耐用性、安 全性、環(huán)保性、可靠性、維修性等。2. 較高的利用率及機械效率水平在正常情況下，施工企業(yè)的主要機械設備應基本上達到或超過國家規(guī)定的利 用率、年出勤率及機械效率指標，但由于公路施工本身的特點，要求機械設備全 面達到或超過國家指標是不可能的，但至少要做到基本上完成定額。3. 機械化程度的均衡性機械化程度的均衡性，對綜合性施工企業(yè)來說，是指工種工程之間機械化程 度的均

12、衡性，對專業(yè)化施工企業(yè)來說，是指工序之間機械化程度的均衡性。4. 大、中、小型施工機械及動力機具具有合理比例的多層結構一個規(guī)模較大的道路工程，不僅有大量的常規(guī)土石工程，路面鋪筑工程，而 且存在大量人工構筑物。因此，要提高總體工作的機械化程度， 必須注意小型機 具的配備，否則整機的機械化優(yōu)勢還是不能充分發(fā)揮。5. 便于使用與維修使用與維修方便、機型廠牌單一，防止一種機型各單位平均使用。二、裝備管理的常用術語1. 新增是指施工企業(yè)增加了在原有的裝備結構中所沒有過的同類機械設備。2. 報廢與更新 報廢指設備退役。報廢后的機械設備已不再是企業(yè)固定資產(chǎn)的一個組成部分，應 從資產(chǎn)帳上予以注銷。 更新更新是

13、指以新代舊。根據(jù)更新內(nèi)容的不同分為役齡更新與技術更新二種。10役齡更新指用新出廠的完全同樣的機械設備去填補由于舊機械設備報廢退役而留下的空缺，不包含或不要求技術性能上的任何改進提高。2技術更新指用在技術性能上完全新型的新設備去替換或淘汰已經(jīng)陳舊落后的舊設備， 也就是所謂的“換代”。3. 改造與改裝 改造指機械設備局部的技術更新。經(jīng)過改造后的機械設備并沒有變更設備的機 種，只不過在技術性能上得到了提高。 改裝利用舊機械設備的主體部分或全部，再增加某些附加裝置使其用途發(fā)生變 更，成為另一種設備。在這個過程中，技術上有無提高改進不是主要問題。4. 配套指二者之間具有比較嚴格穩(wěn)定的匹配關系。有三種情況

14、：（1）同臺設備中主機與副機之間的配套關系。（2）綜合機械化施工組列中前后工序機械設備之間的 配套關系。（3）施工對象與適用設備之間的配套關系。5. 自制設備、標準設備、非標準設備凡是國家批量生產(chǎn)的定型設備稱為“標準設備”。凡是由于工程需要而由企 業(yè)自制或委托制造的專用設備即為“非標準設備”。三、技術裝備規(guī)劃的意義和內(nèi)容1. 意義公路施工企業(yè)在國家技術裝備政策指導下，根據(jù)未來施工形勢的預測、評 價結果，以及本企業(yè)技術裝備結構的現(xiàn)狀，應制定出技術裝備規(guī)劃，以便在預 定的時間內(nèi)（一般以3-5年為宜）有目標、有步驟地使企業(yè)的技術裝備結構和 裝備水平日趨合理化。2. 主要內(nèi)容 作出規(guī)劃期內(nèi)生產(chǎn)形勢發(fā)展

15、變化的預測，提出預計的生產(chǎn)能力目標。這 是最主要的一項內(nèi)容，是制定規(guī)劃的最根本的依據(jù)。 分析現(xiàn)有的技術裝備結構的狀況。O提出規(guī)劃期內(nèi)分期分批新增、改造和淘汰的主要機械設備的方案。四、新增設備與租賃設備1 必要性審核 定義又稱為常用性審查，是指施工企業(yè)有無必要自己來購置這種設備， 也就是說 施工企業(yè)有無必要采用自有機械的方式來滿足施工生產(chǎn)需要的問題。 基本依據(jù)基本依據(jù)就是預測的長期利用率。如果某項機械設備只能短期使用而看不到 長期使用可能，或即使可以長期使用而利用率并不很高的情況下，最好采用租賃或將工程局部分包出去的辦法。 決策依據(jù)的方法10計算法其原理為以設備的有效使用期為分析期，計算自有與租

16、用兩者總費 用現(xiàn)值相等的利用率，由此求得企業(yè)擁有該設備所必須達到的利用率的 經(jīng)濟界限。2查表法利用施工設備經(jīng)濟利用率下限，來確定自有或租用機械。施工企業(yè)自有機械 預測利用率的經(jīng)濟界限，大致在 60%左右。當預測的長期利用率 R大于經(jīng)濟利 用率下限時，就可考慮購買該機械。2 適用性審查 定義適用性就是考查機械設備全面技術性能（包括其細節(jié)在內(nèi)）能否滿足施工生 產(chǎn)的需要。 需考慮的冋題：10機械設備的技術性能與施工工藝之間的匹配關系。20機械設備的技術性能與設備作業(yè)環(huán)境之間的匹配關系30機械設備的技術性能與綜合機械化組列之間的匹配關系。4其它方面的匹配關系3. 法規(guī)性審查在國家裝備政策及有關法規(guī)中，

17、往往對企業(yè)選用設備作某些具體的規(guī)定。 如果違反了這些規(guī)定，則不能投入使用，所以它也是一個必須的步驟。4. 綜合比較評選經(jīng)濟性包括一切可以直接用貨幣單位表示或可能轉化為貨幣單位的定量指標，如設備的生產(chǎn)率、原值，年運行維持費、使用壽命等。 可靠性可靠性是一臺機械的生產(chǎn)性能在時間上的穩(wěn)定程度 維修性取決于機械設備的零件標準化程度，設備停修時間的長短，撤裝的難易，配 件供應渠道的穩(wěn)定程度，以及企業(yè)已有的同類設備之間的廠牌統(tǒng)型程度等。安全性 環(huán)保性 適應性 宜人性 其他評選人員認為有必要列入的指標。五、設備更新設備是否及時更新關系到企業(yè)技術設備總體的先進程度，關系到企 業(yè)的整個營運經(jīng)濟效益。1 設備更新的步驟更新必要性審查；更新機型或更新技術選擇。2 判定是否更新的方法投資回收期法最小年費用法收益率比較法極小值法六、設備改造設備改造實質上是設備的局部技術更新。設備改造并不是企業(yè)缺乏資金，無 力購買新設備而被迫采取的一種湊合辦法， 不是臨時的權宜之計，而是提高企業(yè) 裝備現(xiàn)代化程度的一個主要手段，是設備管理中的長遠