工程機(jī)械概論(6、7、8、10)

工程機(jī)械概論第六章

土方工程機(jī)械概述第七章

通用石方工程機(jī)械第八章

盾構(gòu)機(jī)與全斷面掘進(jìn)機(jī)第十章橋梁工程機(jī)械第六章土方工程機(jī)械概述第一節(jié)推土機(jī)及其應(yīng)用第二節(jié)鏟運(yùn)機(jī)及其運(yùn)用第三節(jié)單斗挖掘機(jī)及其運(yùn)用第四節(jié)裝載機(jī)及其運(yùn)用第五節(jié)平地機(jī)及其運(yùn)用第六節(jié)壓實(shí)機(jī)械及其運(yùn)用本章小結(jié)第七章通用石方工程機(jī)械第一節(jié)鑿巖機(jī)械與配套設(shè)備第二節(jié)石料破碎和篩分機(jī)械本章小結(jié)第八章盾構(gòu)機(jī)與全斷面掘進(jìn)機(jī)第一節(jié)概述第二節(jié)盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造及工作原理第三節(jié)盾構(gòu)的施工與運(yùn)用第四節(jié)全斷面掘進(jìn)機(jī)第五節(jié)隧道施工中的機(jī)械化鉆爆法與掘進(jìn)機(jī)法本章小結(jié)第十章橋梁工程機(jī)械第一節(jié)概述第二節(jié)架橋機(jī)第三節(jié)造橋機(jī)第四節(jié)纜索起重機(jī)第五節(jié)跨纜起重機(jī)本章小結(jié)第一節(jié)推土機(jī)及其應(yīng)用6.2.1推土機(jī)用途與基本構(gòu)造

一、推土機(jī)用途與類型1．推土機(jī)的用途推土機(jī)主要用來開挖路塹、構(gòu)筑路堤、回填基坑、鏟除障礙、清除積雪、平整場地等，也可完成短距離內(nèi)松散物料的鏟運(yùn)和堆集作業(yè)。還可作助鏟機(jī)。配備松土器，可進(jìn)行預(yù)松作業(yè)。

2．推土機(jī)的分類

（1）按功率的大小可分小型（≤37kw

）、中型（37kw～250kw）和大型（≥250kw以上）三類。

（2）按行走方式，推土機(jī)可分為履帶式和輪胎式兩種。

（3）按傳動方式分有機(jī)械式、液力機(jī)械式、全液壓式和電傳動式四種。（4）按推土機(jī)作業(yè)環(huán)境可分為地面普通式、兩棲式和水下式。（5）按推土板安裝方式分有固定式（直鏟式）和回轉(zhuǎn)式（角鏟式）兩種。

二、推土機(jī)的構(gòu)造

推土機(jī)主要由基礎(chǔ)車和工作裝置組成。如圖所示。推土機(jī)的基礎(chǔ)車由內(nèi)燃機(jī)和底盤組成，推土機(jī)的工作裝置主要由前面的推土板、刀片、頂推梁、斜撐桿和提升油缸等組成。

直鏟式的推土板和頂推梁、斜撐桿等組成一剛性構(gòu)架，鉸接在推土機(jī)臺架上。推土板能繞鉸點(diǎn)上下活動，利用斜撐桿可適當(dāng)調(diào)整刀片的切削角。

回轉(zhuǎn)式鏟刀可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定的角度（0°～25°）。實(shí)現(xiàn)斜鏟作業(yè)，稱為回轉(zhuǎn)式推土機(jī)。如果將鏟刀在垂直平面內(nèi)傾斜一個角度（一般為0°～9°），則可實(shí)現(xiàn)側(cè)鏟作業(yè)。回轉(zhuǎn)式推土機(jī)還可改裝為除荊機(jī)和除根機(jī)等施工機(jī)械，作業(yè)范圍較廣，因而大、中型推土機(jī)都采用回轉(zhuǎn)式鏟刀。

通常，向前推挖土石方、平整場地或堆積松散物料，廣泛采用直鏟作業(yè)。傍山鏟土或單側(cè)棄土，常采用斜鏟作業(yè)。在斜坡上鏟削硬上或挖邊溝，可采用側(cè)鏟作業(yè)。

三、工作裝置液壓系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、操縱輕便、工作平穩(wěn)、作業(yè)效率高等優(yōu)點(diǎn)?？筛鶕?jù)作業(yè)需要，迅速提升或降下工作裝置，也可實(shí)現(xiàn)鏟刀或松土齒緩慢就位。TY320型履帶式推土機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)原理圖，此液壓系統(tǒng)由推土板升降、推土板傾斜、松土器升降和松土器傾斜回路組成。

6.2.2推土機(jī)性能指標(biāo)與運(yùn)用

一、性能規(guī)格主要性能指標(biāo)見相應(yīng)表格。

二、推土機(jī)運(yùn)用（一）作業(yè)循環(huán)

直角推土機(jī)的作業(yè)循環(huán)是切土→推土→卸土→倒退（或折返）回空。作業(yè)方法：1．直鏟作業(yè)是推土機(jī)最常用的作業(yè)方法，用于將土和石碴向前推送和場地平整作業(yè)。其經(jīng)濟(jì)作業(yè)距離為：小型履帶推土機(jī)一般為50m以內(nèi)；中型履帶推土機(jī)為50～100m，最遠(yuǎn)不宜超過120m；大型履帶推土機(jī)為50～100m，最遠(yuǎn)不宜超過150m；輪胎式推土機(jī)為50～80m，最遠(yuǎn)不宜超過150m。

2．側(cè)鏟作業(yè)側(cè)鏟作業(yè)主要用于傍山鏟土、單側(cè)棄土。此時推土板的水平回轉(zhuǎn)角一般為左右各25°。作業(yè)時能一邊切削土壤，一邊將土壤移至另一側(cè)。側(cè)鏟作業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距一般較直鏟作業(yè)時短，生產(chǎn)率也低。

3．斜鏟作業(yè)斜鏟作業(yè)主要應(yīng)用在坡度不大的斜坡上鏟運(yùn)硬土及挖溝等作業(yè)，推土板可在垂直面內(nèi)上下各傾斜9°。

4．松土器的劈開作業(yè)松土器有多齒和單齒兩種。主要用于疏松較薄的硬土、凍土層等。單齒還可以劈裂風(fēng)化巖和有裂縫或節(jié)理發(fā)達(dá)的巖石，并可拔除樹根。用重型單齒松土器劈松巖石的效率比鉆孔爆破法高。(二)推土機(jī)的生產(chǎn)率

推土機(jī)用直鏟進(jìn)行鏟推作業(yè)時的生產(chǎn)率Q

式中KB——時間利用系數(shù)，一般為0.80－0.85；

KY——坡度影響系數(shù)，平坡時KY＝1.0；上坡時（坡度5%－10%）KY=0.5－0.7；下坡時（坡度5％－15％）KY=1.3－2.3；

q——推土機(jī)一次推運(yùn)土壤的體積，按密實(shí)土方計量（m3）

式中：L——推土板寬度（m）；H——推土板高度（m）；φ0——土自然堆放角，砂φ0=35°；粘土φ0=35°—45°；種植土φ0=25°—40°。

Kn——運(yùn)移時土的漏損系數(shù)，一般為0.75－0.95；

Kp——土壤的松散系數(shù)，一般為1.08－1.35；T——每一工作循環(huán)的延續(xù)時間（s）

（三）推土作業(yè)方法

推土機(jī)常用的推土方法有拉槽推土法、分段推土法、多刀推土法、并列推土法及下坡推土法等。

1．拉槽推土法拉槽推土法的特點(diǎn)是連續(xù)多次在同一處切土推運(yùn)，借助槽溝的兩側(cè)壁作運(yùn)土?xí)r的擋壁，以防止推土過程中土壤散失。拉槽推土法一般只適用于I、II級土壤地區(qū)。

L——推土機(jī)刀片寬度

2．多刀推土法

在較寬的取土場內(nèi)，推土機(jī)按分段切土，自近而遠(yuǎn)均將各段所切土壤推運(yùn)至各段的切土終點(diǎn)處，等作業(yè)線上積聚起若干個土堆后，由遠(yuǎn)而近以土擁土的辦法疊送至填方處。多刀推土法和下坡推土法結(jié)合使用，能顯著地提高生產(chǎn)率。3．并列推土法當(dāng)運(yùn)土距離較長（50—100m），可采用2—3臺推土機(jī)并列作業(yè)，這樣推土量可增加15%——30％。并列推土?xí)r，各機(jī)的速度要一致，兩推土刀之間要保持30—50厘米的間隔，這就要求司機(jī)有較熟練的操作技術(shù)。

一、概述（一）鏟運(yùn)機(jī)的用途與分類

鏟運(yùn)機(jī)是一種利用裝在前后輪軸之間的鏟運(yùn)斗，在行進(jìn)中順序進(jìn)行鏟裝、運(yùn)鋪和鋪卸等作業(yè)的機(jī)械。可以用來進(jìn)行鏟挖和裝載，可以運(yùn)輸，卸土，攤鋪土，將土一層一層填鋪到填方地點(diǎn)，還可以用來平整土壤和對土壤進(jìn)行壓實(shí)。具有高速、長距離、大容量運(yùn)土能力。鏟運(yùn)機(jī)一般按以下特點(diǎn)來分類。1．按鏟斗容量(1)小容量5m3以下，(2)中等容量5—15m3，(2)大容量>15m3。2．按行走方式(1)拖式——本身沒有行走動力，需借助牽引車牽引來進(jìn)行作業(yè)。又分為：①單軸——鏟運(yùn)機(jī)自重和斗中土的重量部分通過牽引裝置傳至牽引車；②雙軸——牽引車不承受鏟運(yùn)機(jī)自重和斗中土的重量。(2)自行式——本身具有行走動力，1)按發(fā)動機(jī)數(shù)可分為：單發(fā)動機(jī)——由一臺發(fā)動機(jī)驅(qū)動；雙發(fā)動機(jī)——由二臺發(fā)動機(jī)分別前后驅(qū)動。2)按軸數(shù)可分為：二軸式——以專用單軸牽引車為動力；三軸式——以專用雙軸牽引車為動力。3．按行走裝置形式(1)輪式鏟運(yùn)機(jī)；(2)履帶式鏟運(yùn)機(jī)4．按裝土方式(1)開斗裝載式(2)鏈板裝載式5．按操縱方式(1)鋼絲繩式(2)液壓式6．按卸土方式(1)自落卸土式(2)半強(qiáng)制卸土式(3)強(qiáng)制卸土式，如圖。第二節(jié)鏟運(yùn)機(jī)及其運(yùn)用（二）作業(yè)方式1．鏟運(yùn)機(jī)的工作過程(1)鏟裝駛至裝土處，掛上低速檔，放下鏟斗，同時提起斗門；鏟斗靠自重或油缸力作用下切入土壤，在牽引力（由牽引車和助鏟機(jī)產(chǎn)生）作用下鏟斗進(jìn)行充填。鏟斗充滿后，提起鏟斗離開地面，關(guān)閉斗門，鏟裝結(jié)束。鏟裝過程中刀刃切削深度的變化情況大致如下圖。鏟裝時斗的充填過程如圖所示。鏟斗充填大致可分為兩個階段：充填鏟斗后部、充填鏟斗其它部分。2．鏟裝方法助鏟機(jī)(2)單獨(dú)鏟裝法(3)自行式鏟運(yùn)機(jī)串聯(lián)工作——推拉工作法3．鏟運(yùn)機(jī)的適用范圍鏟運(yùn)機(jī)的合理運(yùn)距為100~5000m，而自行式鏟運(yùn)機(jī)的合理運(yùn)距為500~5000m。運(yùn)距小于l00m時，采用推土機(jī)較經(jīng)濟(jì)。(2)裝載運(yùn)輸(3)卸土(4)空車返回二、自行式鏟運(yùn)機(jī)以CL7型自行式鏟運(yùn)機(jī)為例。CL7型自行式鏟運(yùn)機(jī)由鏟斗車和低壓輪胎單軸牽引車兩部分組成，采用液力變矩器、液壓換擋行星輪變速箱、液壓轉(zhuǎn)向和車輪蹄式內(nèi)脹式氣制動，如圖。(一)鏟斗車鏟斗車由轅架、鏟斗、尾架、單軸后輪和液壓缸組成，采用液壓操縱。轅架呈拱形，有立軸與牽引車的中央樞架相連。鏟斗車與牽引車可以相對擺動，以適應(yīng)在不平地面上的作業(yè)。(二)牽引車牽引車采用液力傳動，其變矩器為雙導(dǎo)輪液力變矩器。變矩器泵輪和渦輪之間裝有閉鎖離合器，可直接輸出動力。傳動系統(tǒng)如圖所示。三、拖式鏟運(yùn)機(jī)CTY8拖式鏟運(yùn)機(jī)如圖，采用雙作用的液壓裝置完成鏟刀的鏟入、斗門的開閉、卸土等。鏟運(yùn)機(jī)與履帶式拖拉機(jī)的連接是鉸接連接。該鏟運(yùn)機(jī)具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、布局合理、便于維修等優(yōu)點(diǎn)。第三節(jié)單斗挖掘機(jī)及其運(yùn)用一、

單斗挖掘機(jī)用途與基本構(gòu)造（一）單斗挖掘機(jī)用途與類型1

單斗挖掘機(jī)的用途

單斗挖掘機(jī)根據(jù)其工作裝置的不同，可適用于不同的工作場所，機(jī)械傳動的單斗挖掘機(jī)工作裝置的主要型式，如圖

。液壓傳動的挖掘機(jī)工作裝置的主要型式，如圖

。2單斗挖掘機(jī)的分類

按走行方式分：履帶式、輪胎式、步履式和軌行式等。按采用的動力分：內(nèi)燃式和電動式。按傳動方式分：機(jī)械傳動和液壓傳動。按適應(yīng)工作環(huán)境分：適用于高原地區(qū)、寒冷地區(qū)、沼澤地區(qū)等。按鏟斗容積分：輕型：斗容量在0.25—0.35m3之間的單斗挖掘機(jī)。中型：斗容量在0.35—1.5m3之間的單斗挖掘機(jī)。重型：斗容量在1.5m3以上的單斗挖掘機(jī)。

（二）單斗挖掘機(jī)的構(gòu)造

單斗挖掘機(jī)由工作裝置、轉(zhuǎn)臺和行走裝置三大部分組成。

現(xiàn)以WY100型液壓挖掘機(jī)為例說明其結(jié)構(gòu)。

WY100型液壓挖掘機(jī)的機(jī)體是分成上下兩部分，上部為回轉(zhuǎn)平臺，回轉(zhuǎn)平臺上安裝了動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、駕駛室等。

l.走行驅(qū)動機(jī)構(gòu)走行驅(qū)動機(jī)構(gòu)由雙速液壓馬達(dá)經(jīng)一級正齒輪減速，帶動驅(qū)動鏈輪。其結(jié)構(gòu)如圖所示。2.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)挖掘機(jī)平臺與底座之間通過回轉(zhuǎn)盤聯(lián)接，回轉(zhuǎn)盤采用交叉滾柱式結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)是利用回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)直接帶動安裝在液壓馬達(dá)輸出軸上的小齒輪，小齒輪與固定在底座上的大齒輪嚙合，如圖

。3．液壓系統(tǒng)WY100型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)為雙泵雙回路定量系統(tǒng)，其原理如圖

。液壓系統(tǒng)工作原理如下：液壓泵A泵出的油進(jìn)入后換向閥I，后換向閥I依次串聯(lián)著4個三位四通閥分別與回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)、右走行液壓馬達(dá)、鏟斗液壓缸、輔助液壓缸4個執(zhí)行元件相連。當(dāng)4個換向閥均不動作時，液壓泵A泵出的油通過零位進(jìn)入合流閥13，合流閥13由液壓控制，而控制合流閥13的液控油則由工況選擇閥5和電磁閥12聯(lián)合控制供給。在合流時，液壓泵A的高壓油直接進(jìn)入液壓泵B的高壓油路。在圖中的a點(diǎn)匯合再進(jìn)入前換向閥組II的進(jìn)油閥24。在未合流時，液壓泵A油路的回油通向液壓泵B油路的回油路上的限速閥7，再經(jīng)背壓閥22，冷卻器21，過濾器27回到油箱。液壓泵B泵出的油進(jìn)入前換向閥組II，依次經(jīng)過串聯(lián)的4個分別控制動臂液壓缸、斗桿液壓缸、左走行馬達(dá)和推土刀片液壓缸的三位四通閥，進(jìn)入限速閥6，再經(jīng)背壓閥22、冷卻器、過濾器回油箱。二、單斗挖掘機(jī)性能指標(biāo)與運(yùn)用

（一）部分國產(chǎn)和進(jìn)口挖掘機(jī)的主要性能指標(biāo)見有關(guān)表。（二）挖掘機(jī)運(yùn)用

單斗挖掘機(jī)是一種以鏟斗為工作裝置進(jìn)行間隙循環(huán)作業(yè)的挖掘、裝載施工機(jī)械，其特點(diǎn)是：挖掘能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)通用性好，可適應(yīng)多種作業(yè)要求，缺點(diǎn)是機(jī)動性差。其主要用途是：開挖路塹、溝渠，挖裝礦石、剝土，裝載松散物料等。

1作業(yè)循環(huán)挖掘機(jī)的一個作業(yè)工作循環(huán)可分為四個步驟：挖土裝載；滿載回轉(zhuǎn)；卸土；空斗轉(zhuǎn)回至工作面。2挖掘機(jī)的生產(chǎn)率挖掘機(jī)每小時生產(chǎn)量Q為：式中T一工作循環(huán)時間（s）q—鏟斗容量（m3）；K一鏟斗裝滿系數(shù)；

η—時間利用系數(shù)；ｆC—工作難易系數(shù)；

fL

—裝料松緊方換算系數(shù)；

c1一回轉(zhuǎn)角度與挖掘深度修正系數(shù)；c2—挖掘工具修正系數(shù)。3作業(yè)方法

（1）使用條件機(jī)械式單斗挖掘機(jī)有四種工作裝置即正鏟、反鏟、拉鏟和抓斗。液壓式單斗挖掘機(jī)有三種工作裝置即正鏟、反鏟和抓斗，都各有其適宜的使用條件。①土壤特性對Ⅲ級以下的土壤，機(jī)械式挖掘機(jī)的四種作業(yè)裝置和液壓挖掘機(jī)的三種作業(yè)裝置都可以使用；對硬土、凍土和爆破的巖石、碎石，以正鏟的挖掘效果較好且最好是寬而低的斗形；對碎石等松散物料采用抓斗進(jìn)行裝載作業(yè)較為有效；對Ⅲ級以上的土壤，不適宜于用拉鏟和抓斗作業(yè)；對于較硬土壤必須用拉鏟或抓斗作業(yè)時，需預(yù)先進(jìn)行土壤的翻松。

②作業(yè)類別對于正鏟工作裝置，如果是機(jī)械式挖掘機(jī)則只適宜于對停機(jī)面以上的土壤進(jìn)行挖掘，如果是液壓式挖掘機(jī)雖可從停機(jī)面以下開挖，但仍應(yīng)以停機(jī)面以上的作業(yè)為主。此外，由于正鏟的動臂較短，正鏟作業(yè)應(yīng)配合運(yùn)輸車輛為好；對于反鏟工作裝置，主要以停機(jī)面以下的作業(yè)為主，由于動臂也較短，故適宜于與運(yùn)輸車輛配合，挖掘?qū)挾仍谧畲笸诰虬霃揭詢?nèi)且深度較淺的溝槽和基坑等；對于拉鏟和抓斗工作裝置，由于它們都是長吊桿的懸掛設(shè)備，沒有斗柄，故可自停機(jī)面以上一直挖到離停機(jī)面較深的位置，但主要應(yīng)以停機(jī)面以下的作業(yè)為主，且土方量較小時不需與運(yùn)輸車輛配合即可完成作業(yè)。此外，抓斗作業(yè)時只能垂直下挖，其挖掘范圍在其挖掘半徑的最大與最小值之間，適宜于深基坑和深井的挖掘，拉鏟和抓斗都可進(jìn)行水下作業(yè)施工。（2）作業(yè)過程作業(yè)過程以主要用于挖掘停機(jī)面以下土壤的反鏟液壓挖掘機(jī)為例，工作時，先放下動臂使鏟斗外揚(yáng)，然后由斗桿油缸和鏟斗油缸的配合進(jìn)行挖掘。在挖掘過程中，斗桿繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動，動臂的傾角也在不斷改變，當(dāng)挖掘到極限位置時，鏟斗被動臂升起，到一定高度時，回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)至卸土處卸土。

（3）單斗挖掘機(jī)的作業(yè)方法

①正鏟作業(yè)正向開挖挖掘機(jī)沿前進(jìn)方向挖土，運(yùn)輸車輛停在其后，這種作業(yè)方法挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度大，作業(yè)循環(huán)時間長，適合開挖施工區(qū)域的入口、場地狹小的路塹溝槽等，如圖

。側(cè)面開挖法挖掘機(jī)沿前進(jìn)方向挖土，運(yùn)輸車輛位于側(cè)面，其行駛方向與挖掘路線平行，這種作業(yè)方法挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度一般小于90°，運(yùn)輸車的行駛也較方便，作業(yè)工效較好，但應(yīng)注意避免鏟斗與運(yùn)輸車輛相碰，如圖。中心開挖法這個方法是先從挖土區(qū)寬度的中心開始挖掘（如圖a），當(dāng)向前挖至轉(zhuǎn)角超過90°時，就轉(zhuǎn)向兩側(cè)開挖（如圖b），汽車都按“八”字形停車待裝。這種方法挖掘機(jī)移位方便，平均轉(zhuǎn)角可以保持在90°以內(nèi)，而且兩側(cè)均可裝車，有利于提高作業(yè)效率。如果土方量較集中，取土場工作面很寬，可以把這個方法稍加變化，布置成多臺挖掘機(jī)在這個寬的工作面上同時向前掘進(jìn)。

②反鏟作業(yè)溝端開挖法挖掘機(jī)從溝端開始倒退挖土，當(dāng)開挖寬度小于有效挖掘半徑的2倍時，運(yùn)輸車輛可停在溝側(cè)，裝車時動臂的回轉(zhuǎn)角度較小，約為45°，當(dāng)開挖寬度大于有效挖掘半徑的2倍時，運(yùn)輸車輛需停在挖掘機(jī)后兩側(cè)，裝車時動臂的回轉(zhuǎn)角度僅為90°。這種作業(yè)方法便于運(yùn)輸車輛的行駛，可連續(xù)工作，其工效較高。如圖。溝側(cè)開挖法挖掘機(jī)沿溝槽一側(cè)直線行駛挖掘，運(yùn)輸車輛停于挖掘機(jī)的側(cè)前方和側(cè)面，回轉(zhuǎn)角一般小于90°（如圖）。這種作業(yè)方法可將土棄置于距溝槽較遠(yuǎn)處，且循環(huán)時間較短，但溝槽寬度不可太寬，機(jī)身穩(wěn)定性也較差。③拉鏟作業(yè)與反鏟作業(yè)類似，只是棄土范圍較大，但挖掘能力較小。如圖。（4）配套汽車數(shù)量挖掘機(jī)挖土裝車時，要合理確定汽車的容量和臺數(shù)。汽車的容量不要少于鏟斗容量的3～4倍，否則由于裝滿一車的時間太短，汽車不易配合得上，同時，汽車承載量過小時也容易受到損壞。汽車的臺數(shù)應(yīng)保證挖掘機(jī)能連續(xù)地進(jìn)行挖裝，即

汽車的行駛速度是不會很均衡的，因此實(shí)際的配套數(shù)應(yīng)較算出的臺數(shù)N多加一兩臺。

第四節(jié)裝載機(jī)及其運(yùn)用一、概述（一）裝載機(jī)的用途與分類

裝載機(jī)是可以用來鏟裝、搬運(yùn)、卸載、平整散裝物料，也可以對巖石、硬土等進(jìn)行輕度的鏟掘工作，裝載機(jī)的鏟斗還可以換裝多種不同的工作裝置，完成多種不同的施工作業(yè)，如裝卸物料、土壤，清理場地，物料、原木短距離搬運(yùn)，等等。裝載機(jī)有單斗和多斗兩種；按使用場合來區(qū)分，則可分為露天和井下兩種。常用的是單斗裝載機(jī)，單斗裝載機(jī)按發(fā)動機(jī)的功率可分為小型、中型、大型和特大型四種；按傳動形式為機(jī)械式、液力式、液壓式和電動式；按車架形式分為鉸接式和整體式；按卸貨方式分為前卸式、回轉(zhuǎn)式和后卸式。（二）作業(yè)過程裝載機(jī)的作業(yè)過程是由鏟裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、卸料和返回四個過程組成的工作循環(huán)。如圖所示。二、總體構(gòu)造裝載機(jī)的總體構(gòu)造如圖所示。它是由發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、行走裝置、工作裝置、操縱系統(tǒng)和機(jī)架、駕駛室等部分組成。（一）工作裝置裝載機(jī)的工作裝置分為有鏟斗托架和無鏟斗托架兩類，如圖。有鏟斗托架的工作裝置其鏟斗裝在托架上，并由托架上的鏟斗液壓油缸控制鏟斗轉(zhuǎn)動。無鏟斗托架式工作裝置由動臂、搖臂、連桿和鏟斗組成的四連桿機(jī)構(gòu)、鏟斗液壓缸與動臂液壓缸等組成。除了標(biāo)準(zhǔn)鏟斗外，還有各種不同用途的鏟斗和其他工作裝置，如圖。無鏟斗托架工作裝置連桿機(jī)構(gòu)又分為反轉(zhuǎn)式和正轉(zhuǎn)式，如圖。（二）操縱系統(tǒng)裝載機(jī)的操縱系統(tǒng)均為液壓操縱式，它主要用于控制動臂升降、鏟斗翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)等動作。圖為ZL50型裝載機(jī)液壓傳動系統(tǒng)圖。鏟斗轉(zhuǎn)動滑閥為三位六通閥，有鏟斗上轉(zhuǎn)、鏟斗下轉(zhuǎn)、鏟斗液壓缸閉鎖(中位)三個位置。動臂滑閥為四位六通閥，有動臂提升、動臂下降、動臂液壓缸閉鎖、動臂浮動四個位置。三、裝載機(jī)的運(yùn)用（一）生產(chǎn)率是指在單位時間內(nèi)裝卸物料的重量，其計算式為…….。（二）操作方法對于松散物料和土壤可以采用不同的鏟裝方式，見圖。（三）施工組織裝載機(jī)與汽車配合作業(yè)時，有不同的作業(yè)法，如圖。第五節(jié)平地機(jī)及其運(yùn)用一、用途與作業(yè)概述(一)用途及分類平地機(jī)是用鏟刀對土壤進(jìn)行刮削、平整和攤鋪的土方作業(yè)機(jī)械。其主要用途是：修整路基橫斷面和邊坡；開挖三角形或梯形斷面的邊溝；從兩側(cè)取土填筑不高于1m的路堤。具有高效能、高清度的平面刮削、平整作業(yè)能力。平地機(jī)有拖式和自行式兩種類型。自行式平地機(jī)按操縱方式的不同，可分為機(jī)械操縱式和液壓操縱式兩種；按車輪數(shù)目的不同，可分為四輪式和六輪式兩種；按車輪驅(qū)動情況的不同，可分為后輪驅(qū)動式和全輪驅(qū)動式兩種；按車輪轉(zhuǎn)向情況的不同，可分為前輪轉(zhuǎn)向式和全輪轉(zhuǎn)向式兩種；按發(fā)動機(jī)功率和刮刀長度的不同，可分為輕型、中型和重型三種。自行式平地機(jī)的表示方法是：車輪總對數(shù)(總軸數(shù))×驅(qū)動輪對數(shù)(軸數(shù))×轉(zhuǎn)向輪對數(shù)(軸數(shù))。如六輪3×2×1，平地機(jī)的主參數(shù)，用發(fā)動機(jī)的功率表示。(二)作業(yè)過程平地機(jī)是一種連續(xù)作業(yè)的土方工程機(jī)械，它在作業(yè)時，鏟土、運(yùn)土和卸土三道施工程序是連續(xù)進(jìn)行的。作業(yè)過程，如圖。作業(yè)前，調(diào)整好刮刀的鏟土角和平面角，前置端切人土中。如圖(a)所示。當(dāng)前駛至路段終了時，掉頭從另一側(cè)照上述方法施工回來，這是鏟土過程；按原來的環(huán)形路線將已鏟挖的土堆逐次移向路中心，這是移土過程，如圖(b)所示。最后平整土并修整路拱，這是整平過程，如圖(c)所示。路堤修整完后，還要將取土坑隆整成“V”字形或梯形，以作為路堤的邊溝。二、平地機(jī)的總體構(gòu)造

自行式平地機(jī)如圖。主要由發(fā)動機(jī)、機(jī)架、傳動系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置、操縱系統(tǒng)等部分組成。(一)發(fā)動機(jī)

平地機(jī)發(fā)動機(jī)一般都采用風(fēng)冷或水冷柴油機(jī)。PYl60A型平地機(jī)采用6135K—10型水冷柴油機(jī)，多數(shù)柴油機(jī)采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)。(二)機(jī)架機(jī)架是平地機(jī)的骨架，它是一個弓形的焊接結(jié)構(gòu)，如圖所示。弓形縱梁是一個單桁架梁，工作裝置懸掛在梁的下面。機(jī)架后部由兩根縱梁和一根后橫梁組成，上面安裝著發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)等。(三)工作裝置平地機(jī)的工作裝置由鏟刀、轉(zhuǎn)盤及牽引架組成，在機(jī)架前部還裝有耙松裝置，有時還裝推土裝置。1．鏟刀裝置鏟刀通過兩個耳板與轉(zhuǎn)盤活動連接。轉(zhuǎn)盤與牽引架活動連接，在回轉(zhuǎn)液壓缸的驅(qū)動下，帶動鏟刀相對于牽引架產(chǎn)生回轉(zhuǎn)。牽引架為T形鋼架，前端鉸接在機(jī)架端部，后端通過兩個升降液壓缸懸掛在機(jī)架中部，同時還與裝在機(jī)架上的傾斜液壓缸鉸接。在下降液壓缸和傾斜液壓缸的共同作用下，牽引架帶動轉(zhuǎn)動和鏟刀繞牽引架前鉸點(diǎn)上下擺動，使鏟刀升降。鏟刀與轉(zhuǎn)盤、牽引架的活動連接，如圖所示。這種連接可調(diào)節(jié)鏟刀離地高度，又可左右擺動，還可繞牽引架對稱軸轉(zhuǎn)動，從而使鏟刀一端鏟入地面，而另一端離開地面。2．耙松裝置和推土裝置耙松裝置如圖所示，由耙架、耙齒、彎板、松土耙升降液壓缸等組成。耙松裝置主要用來松土和清除雜物，并起到攪拌路面基礎(chǔ)材料的作用。推土裝置是其備用設(shè)備。(四)操縱系統(tǒng)平地機(jī)操縱系統(tǒng)有機(jī)械操縱和液壓操縱兩種形式，如圖所示為國產(chǎn)PYl60型平地機(jī)液壓操縱系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)由工作裝置操縱和液力轉(zhuǎn)向操縱兩部分組成，液壓操縱系統(tǒng)是由發(fā)動機(jī)通過三角皮帶驅(qū)動齒輪油泵來供油的。平地機(jī)的液壓操縱系統(tǒng)共有八個操縱桿，操縱實(shí)現(xiàn)的動作：刮刀的左升降、右升降、左右回轉(zhuǎn)、左右側(cè)伸、左右向機(jī)外傾斜、鏟土角調(diào)整耙升降以及車輪轉(zhuǎn)向。三、平地機(jī)的運(yùn)用(一)生產(chǎn)率的計算平地機(jī)生產(chǎn)率的計算，根據(jù)施工對象的不同，計算方法也不同。如在修整路型時，生產(chǎn)率是按單位時間內(nèi)所完成的土方量來計算的；而在平整場地時，則按單位時間內(nèi)所完成的平整面積來計算的。刮刀每次鏟土的橫截面面積與刮刀長度、平面角、傾斜角以及切土深度等因素有關(guān)。它應(yīng)該是刮刀縱向投影面上一個小三角形面積，見圖。鏟土的橫斷面面積應(yīng)為：

(二)平地機(jī)的運(yùn)用1．提高平地機(jī)生產(chǎn)率的措施(1)增大每一工作行程的長度。(2)正確調(diào)整刮刀的位置。(3)采用多機(jī)聯(lián)合作業(yè)。(4)減少行程總數(shù)。作業(yè)時，減少其行程總數(shù)可提高工效。如采用“四邊形斷面”的鏟土方法(如圖)可以獲得最大的鏟土橫斷面面積。2．平地機(jī)的基本操縱法(1)刀角鏟土側(cè)移作業(yè)法。如圖，可用來開挖邊溝，并可用挖出的土壤來修整路型或填筑低洼路堤。(2)刮刀刮土側(cè)移作業(yè)法。刮刀刮土側(cè)移(見圖)是利用刮刀全寬刮土，而一側(cè)斜向卸土的作業(yè)方法。此法適用于移土修整路基、平整場地、回填溝渠、鋪散料或拌合物料等作業(yè)。為提高平地機(jī)刮土效率，對于刮刀全回轉(zhuǎn)平地機(jī)只需將刮刀回轉(zhuǎn)180o，將刮刀置于平地機(jī)反向行駛作業(yè)的相應(yīng)位置。平地機(jī)倒駛作業(yè)法如圖。(3)刮刀刮土直移作業(yè)法。刮刀刮土直移，是指將刮刀平置，即垂直于平地機(jī)行駛方向，刮刀兩端等量下降，少量切土，勻速向前刮土的作業(yè)方式，如圖。(4)機(jī)外刮土作業(yè)法。當(dāng)刮刀作業(yè)面在施工現(xiàn)場無法用前面三種刮土作業(yè)法進(jìn)行施工時，必須采用機(jī)外刮土作業(yè)法。機(jī)外刮土作業(yè)法，如圖。主要用于路堤、邊坡修整、開挖邊溝。

平地機(jī)的基本操作方法除上述四種以外，還有其他的一些作業(yè)形式。如，在彎道作業(yè)時，可選用全輪轉(zhuǎn)向的平地機(jī)，此時前后輪可適應(yīng)彎道的情況配合轉(zhuǎn)向，如圖。第六節(jié)壓實(shí)機(jī)械及其運(yùn)用

壓實(shí)的目的在于獲得最大的表面密實(shí)度，以抵抗在其表面行駛物體的動力影響以及水分的侵蝕。壓實(shí)機(jī)械根據(jù)工作原理的不同，可分為靜力式、沖擊式和振動式三大類，如圖。按行走方式分為手扶式、拖式和自行式；按碾壓輪的材料和表面形狀分為鋼制光面壓輪、凸塊壓輪、羊腳壓輪、格柵壓輪和充氣輪胎橡膠壓輪等。選用壓實(shí)機(jī)械時應(yīng)考慮以下因素：土壤性質(zhì)和狀態(tài)、壓實(shí)層厚度、施工工作面情況、機(jī)械的特性及生產(chǎn)率等。一、靜力式壓實(shí)機(jī)械(一)靜力式光輪壓路機(jī)1．用途及分類靜力式光輪壓路機(jī)的工作裝置是由幾個用鋼板卷成或用鑄鋼鑄成的圓柱形中空(內(nèi)部可裝壓實(shí)材料)的滾輪組成，如圖。它是借助滾輪自重的靜壓力作用對被壓層進(jìn)行壓實(shí)工作的，一般用于分層壓實(shí)。常用于碾壓路基、路面、廣場和其他各類工程的地基。靜力式光輪壓路機(jī)按碾壓輪和輪軸的數(shù)目可分為兩輪兩軸式、三輪兩軸式和三輪三軸式三種類型，如圖；按機(jī)械自重的大小可分為小型(3～5t)、輕型(5～8t)、中型(8～10t)、重型(10～15t)和超重型(>15t)五種類型。

小型壓路機(jī)是兩輪兩軸式，宜用于壓實(shí)人行道或?yàn)r青混泥土路面的修補(bǔ)等養(yǎng)路工程；輕型壓路機(jī)多是兩輪兩軸式，宜用于壓實(shí)輕型瀝青混凝土路面和廣場等工程；中型壓路機(jī)有兩輪兩軸式和三輪兩軸式兩種，宜用于壓實(shí)路基、地基及初壓鋪砌層等工程；重型壓路機(jī)三輪兩軸式和三輪三軸式兩種，宜用于壓實(shí)路基和礫石、碎石及瀝青混凝土路面的最終壓實(shí)；超重型壓路機(jī)都是三輪三軸式，它宜于路基的最終壓實(shí)及重型石砌層和路面的壓實(shí)。2．總體構(gòu)靜力式光輪壓路機(jī)是由發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、行駛滾輪、操縱系統(tǒng)、機(jī)架和駕駛室等部分組成。發(fā)動機(jī)一般采用柴油機(jī)，一般裝在機(jī)架的前部。機(jī)架是壓路機(jī)的骨架，它是用鋼板焊接而成的。機(jī)架的前端和后部分別支承在前后滾輪上。圖示為ZY8／10A型兩輪壓路機(jī)傳動系統(tǒng)圖。(二)羊腳碾

羊腳碾如圖所示，在光輪壓路碾的表面上安裝了許多凸爪。壓實(shí)效果和壓實(shí)深度均較同重量的光輪壓路機(jī)高(重型羊腳碾的壓實(shí)厚度可達(dá)30—50cm)。很適合對含水量較大且新填的粘性土進(jìn)行壓實(shí)，但不能用來壓實(shí)砂土和工程的表面層。羊腳碾可分拖式和自行式兩種類型，常用的羊腳碾多為拖式單滾羊腳碾。羊腳的形狀，如圖。(三)輪胎式壓路機(jī)輪胎式壓路機(jī)是一種新型靜力式壓路機(jī)，如圖。輪胎式壓路機(jī)的動力傳動系統(tǒng)有的采用機(jī)械傳動，即采用主離合器和定軸輪系變速箱；也有的采用液力機(jī)械傳動，即采用液力變矩器和動力換擋變速箱。YL9／16型輪胎式壓路機(jī)的傳動系統(tǒng)如圖。二、振動式壓實(shí)機(jī)械(一)用途及分類振動式壓實(shí)機(jī)械是利用偏心塊(或偏心軸)高速旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力作用而對材料進(jìn)行振動壓實(shí)的。振動壓路機(jī)按行駛方法的不同可分為拖式、手扶式和自行式，如圖。大、中型振動壓路機(jī)均采用自行式。按傳動形式的不同，振動壓路機(jī)可分為機(jī)械式和機(jī)液式兩種類型。振動壓路機(jī)按工作輪形式的不同，可分為全鋼輪式和組合輪式兩種類型。合輪式振動壓路機(jī)的前輪為鋼輪，后輪為膠輪。(二)總體構(gòu)造Z4．5型振動壓路機(jī)如圖，它由機(jī)架、工作行走裝置、傳動系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)等組成。還設(shè)有無級調(diào)頻裝置。根據(jù)工作要求，其振動輪可調(diào)成不振、弱振或強(qiáng)振等不同狀態(tài)，可兼作輕、中、重三種類型的壓路機(jī)用。振動輪通過減振器與機(jī)架相連，以減少對車架及機(jī)架上機(jī)件的振動。振動輪的鋼輪由耐磨且焊接性好的鋼板焊成，如圖所示為YZJ10B型振動壓路機(jī)振動輪的結(jié)構(gòu)。圖中所示的振動輪為從動輪。若在振動輪上裝有走行驅(qū)動裝置和減速器，則振動輪為驅(qū)動輪。目前，振動壓路機(jī)的振動機(jī)構(gòu)還設(shè)有自動停止振動的裝置。三、沖擊式壓實(shí)機(jī)械沖擊式壓實(shí)機(jī)械廣泛應(yīng)用于建筑、給排水工程、道路工程施工中。常用的沖擊式壓實(shí)機(jī)械有電動蛙式打夯機(jī)和內(nèi)燃打夯機(jī)兩種類型。電動蛙式打夯機(jī)由偏心塊、夯頭、夯頭架、傳動系統(tǒng)(包括電動機(jī))等組成。工作時，電動機(jī)經(jīng)兩級減速(三角皮帶傳動)使夯頭上的偏心軸旋轉(zhuǎn)。偏心塊在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力，使夯頭架的動臂繞銷軸擺動，夯頭架便帶動夯頭做上下運(yùn)動，并對土層進(jìn)行夯擊，如此周期性地工作，從而夯實(shí)土，同時實(shí)現(xiàn)夯實(shí)機(jī)的自由前進(jìn)。四、壓實(shí)機(jī)械的使用(一)生產(chǎn)率的計算各種型號壓路機(jī)的生產(chǎn)率都按單位時間所壓實(shí)的體積來計算。(二)合理使用

1．路基的壓實(shí)路基壓實(shí)的目的在于提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。路基的壓實(shí)作業(yè)應(yīng)遵循“先輕后重、先慢后快、先邊后中”的原則。(1)開始時先用輕型壓路機(jī)初壓，隨著被壓實(shí)層密實(shí)度的增加，逐漸改用中型和重型壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓。(2)壓路機(jī)的碾壓速度隨著碾壓遍數(shù)的增加可以加快。隨著碾壓遍數(shù)的增加，鋪砌層的密實(shí)度增加從而加快碾壓速度，有利于提高壓路機(jī)的作業(yè)效率和表層的平整度。(3)碾壓作業(yè)應(yīng)始終堅持從路基兩側(cè)開始，逐次向路中心移動碾壓的原則，以保證路基的設(shè)計拱形和防止路基兩側(cè)的坍落。另外，在碾壓過程中，應(yīng)始終保持壓路機(jī)行駛方向的直線性。壓路機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)土壤類型和濕度、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)、壓實(shí)層厚度、壓路機(jī)的生產(chǎn)率、施工條件以及其他土方機(jī)械的配合等因素的綜合影響來選擇。2．路面壓實(shí)路面壓實(shí)的目的在于獲得表面最大的密實(shí)度，從而使道路表面形成一層堅硬的外殼，以使它在自然氣候和運(yùn)輸工具的作用下，都能保持鋪砌層的相對穩(wěn)定。路面鋪砌層壓實(shí)方法和路基壓實(shí)一樣，從初壓到以后各個階段所選用的壓路機(jī)也是先輕后重，速度由低到高。為了防止混合料粘附在輪面上，應(yīng)在壓路機(jī)的滾輪面上抹一層特制的乳化劑或?yàn)⑺?有的壓路機(jī)設(shè)有專門的輪面灑水裝置)。本章小結(jié)：第一節(jié)鑿巖機(jī)械與配套設(shè)備鑿巖機(jī)械是用來對石方進(jìn)行鉆孔等作業(yè)的機(jī)械化設(shè)備。鉆孔爆破法是最常用的鑿巖方法。它首先用鑿巖機(jī)械在巖石的工作面上開鑿一定深度和孔徑的炮孔，然后裝藥爆破，再將爆破后的碎石由裝巖設(shè)備運(yùn)走，實(shí)現(xiàn)鑿巖和掘進(jìn)。鉆孔爆破法施工中使用的鑿巖機(jī)械有鑿巖機(jī)和鑿巖臺車。一、鑿巖機(jī)

1．鑿巖機(jī)分類與技術(shù)特性根據(jù)鑿巖機(jī)采用的動力不同，鑿巖機(jī)可分為風(fēng)動鑿巖機(jī)、液壓鑿巖機(jī)、內(nèi)燃鑿巖機(jī)和電動鑿巖機(jī)等。其中風(fēng)動鑿巖機(jī)又分為：手持式鑿者機(jī)、氣腿式鑿巖機(jī)、向上式鑿巖機(jī)、導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)。2．鑿巖機(jī)的工作原理

(一)風(fēng)動鑿巖機(jī)的工作原理

風(fēng)動鑿巖機(jī)實(shí)際上是一只雙作用的活塞式風(fēng)動工具，其工作原理如圖

。在氣缸兩腔壓力差的作用下，活塞1在氣缸中往復(fù)運(yùn)動，沖擊鋼釬3進(jìn)行鑿巖作業(yè)。而活塞在返回行程時帶動釬子轉(zhuǎn)動一定角度。這樣，活塞每沖擊一次，釬子就轉(zhuǎn)動一次。

鉆桿和鉆頭是鑿巖機(jī)的工作裝置，鉆桿由桿柄、桿身和桿頭(鉆頭)三部分組成。

鉆頭的形狀是根據(jù)所鑿巖石的硬度相組成的不同而不同的，常用的鉆頭有單鑿[圖a]、雙鑿[圖b]]和十字形[圖c]]三種形式。

c)（二）液壓鑿巖機(jī)的構(gòu)造及工作原理液壓鑿巖機(jī)按沖擊機(jī)構(gòu)的配油方式可分為有閥類和無閥類。如圖為瑞典的阿特拉斯·科普科公司的COP1038HD型液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)。它是由機(jī)體、沖擊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和排粉裝置組成。沖擊機(jī)構(gòu)由沖擊活塞6、緩沖彈簧4和密封裝置5組成；轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)9、花鍵聯(lián)接套10、傳動軸11、驅(qū)動齒輪13以及轉(zhuǎn)釬齒輪套3組成。

工作原理如圖，壓力油通過油路1進(jìn)入液壓缸后腔，液壓缸前腔通過油路5回油，活塞在油壓作用下開始沖程。當(dāng)活塞將通向柱閥油路2打開時，壓力油經(jīng)油路2推動柱閥左移換位，同時活塞沖擊釬子。柱閥低壓側(cè)8的油通過油路6、7流入回油路4。在活塞回程開始位置(圖b)，壓力油通過油路5進(jìn)入前腔，液壓缸后腔通過油路1回油，活塞開始回程。當(dāng)活塞打開柱閥油路6時，壓力油通過油路7、6推動柱閥右移換位，柱閥低壓側(cè)10的油通過油路2、3排入回油路4。

COP1038HD鑿巖機(jī)可通過調(diào)換調(diào)節(jié)塞及改變油壓來調(diào)節(jié)活塞行程，進(jìn)而改變沖擊頻率和沖擊功。其調(diào)節(jié)原理是當(dāng)更換環(huán)形槽長度不同的三種調(diào)節(jié)塞時，可使推閥油路7更換位置，從而使活塞得到3個不同的行程。液壓系統(tǒng)有油壓流量調(diào)節(jié)器和蓄能器，可根據(jù)巖質(zhì)調(diào)節(jié)沖擊頻率和轉(zhuǎn)釬的回轉(zhuǎn)速度；排粉裝置采用旁側(cè)供水口2，保證巖粉排除和鉆頭冷卻的需要。二、鑿巖臺車1．鑿巖臺車的構(gòu)造及原理

鑿巖臺車一般是由推進(jìn)器、鉆臂及其變幅機(jī)構(gòu)、底盤、供風(fēng)、供水及液壓系統(tǒng)等部分組成的。以瑞典阿特拉斯·科普科公司的H177兩臂液壓鑿巖臺車為例，來說明鑿巖臺車的構(gòu)造和原理。該機(jī)一般配用COPl238系列鑿巖機(jī)、BUT35H型伸縮式鉆臂、鉸接輪式底盤以及BHU38P—02(A8V)HV05控制系統(tǒng)，兩鉆臂之間裝有一個HL75型液壓工作平臺，如圖

。1）底盤

H177兩臂液壓鑿巖臺車采用的是DC一16HD型鉸接輪式底盤，它包括發(fā)動機(jī)、傳動與行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和駕駛室。（1）發(fā)動機(jī)采用VOLVOTD16A型四沖程、六缸、水冷、直列、直噴式柴油機(jī)，額定輸出功率為113KW，主要用來驅(qū)動臺車行走以及在無電源或電動機(jī)驅(qū)動液壓泵損壞時帶動液壓泵驅(qū)動鉆臂、支腿、頂篷、電纜卷盤推進(jìn)器等動作。此外，該發(fā)動機(jī)還配有水洗廢氣凈化器，以適應(yīng)地下工程作業(yè)。（2）傳動及行走系統(tǒng)傳動方式為液力傳動，發(fā)動機(jī)動力經(jīng)飛輪傳到變矩器后，一路由泵輪直接傳到分動齒輪，驅(qū)動轉(zhuǎn)向液壓泵和液壓泵。另一路經(jīng)泵輪、渦輪傳至動力換檔變速器、分動箱，最后傳至輪邊減速器驅(qū)動前后輪。（3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)它是由轉(zhuǎn)向液壓泵、操作閥及轉(zhuǎn)向液壓缸組成。轉(zhuǎn)向液壓缸推動前后鉸接車架實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向靈活，轉(zhuǎn)彎半徑小。（4）制動系統(tǒng)它是由行車制動和停車制動組成。行車制動為蹄式制動器，由腳踏板操作，用氣推油制動四輪。停車制動為手制動，在彈簧作用下制動分動箱輸出軸，由制動按鈕操縱．制動釋放由壓縮空氣實(shí)現(xiàn)。（5）駕駛室駕駛室為敞篷式，頂篷可用液壓升降保護(hù)操作者安全，駕駛室前面按左中右橫向順序布置有左鉆臂操作臺、工作平臺操作臺、右鉆臂操作臺，后部縱向布置行走駕駛操作臺。2）鉆臂及其變幅機(jī)構(gòu)

鉆臂可自動平移，如圖。自動平移是由鉆臂基本臂前端支臂液壓缸E1、E2和后部仰俯液壓缸A1、A2保證的，當(dāng)支臂液壓缸E1、E2伸縮時、仰俯液壓缸A、1A2按比例伸縮，推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)自動平移。

3）推進(jìn)器H177液壓鑿巖臺車采用的是液壓缸—鋼絲繩型式的推進(jìn)器，如圖所示?；钊麠U固定在導(dǎo)軌末端，液壓缸移動，經(jīng)推進(jìn)繩或回位繩將位移放大2倍后傳遞給鑿巖機(jī)托架。推進(jìn)力由油壓控制，導(dǎo)軌的抵緊定位力由調(diào)壓閥調(diào)整液壓油壓力來調(diào)節(jié)，可防止頂推力過大。

4）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)、主電路、控制電路、供氣系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，具有電動機(jī)液壓泵和氣動自動控制功能。每臺鑿巖機(jī)配備有1個泵組，包括1臺電動機(jī)、1個雙聯(lián)泵、1個操作臺及2臺鑿巖機(jī)共用的配電箱，空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣用以潤滑釬尾并進(jìn)行鑿巖氣控操作；增壓水泵將水增壓后供給鑿巖機(jī)；主電路包括各電動機(jī)及其動力線路；控制電路控制各電動機(jī)起動，空氣壓縮機(jī)及水泵電動機(jī)隨主電動機(jī)起動而起動；液壓系統(tǒng)包括電動機(jī)液壓系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)液壓系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)液壓系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)帶動1個雙聯(lián)柱塞液壓泵供油，驅(qū)動鉆臂、平臺、支腿、頂棚、卷筒和推進(jìn)器，電動機(jī)液壓系統(tǒng)由電動機(jī)帶動雙聯(lián)柱塞液壓泵供油，除驅(qū)動發(fā)動機(jī)液壓系統(tǒng)驅(qū)動的動作外，還可驅(qū)動鑿巖機(jī)沖擊和旋轉(zhuǎn)。

三、空氣壓縮機(jī)

（一）空氣壓縮機(jī)的用途和分類

空氣壓縮機(jī)(簡稱空壓機(jī))是一種以內(nèi)燃機(jī)或電動機(jī)作為動力，將空氣壓縮成高壓空氣的機(jī)械。工作原理的不同，可分為往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩大類型。按空氣在一個循環(huán)內(nèi)被壓縮次數(shù)的不同，空氣壓縮機(jī)可分為單級式、雙級式和多級式三種類型；按活塞工作面的不同，可分為單作用式和雙作用式兩種類型，雙作用式空壓機(jī)的活塞在氣缸中的往復(fù)運(yùn)動都對氣體有壓縮作用，故壓氣量高于單作用式空壓機(jī)；按壓縮機(jī)安裝方式的不同，可分為移動式、半固定式和固定式三種類型。（二）活塞式空壓機(jī)的工作原理空壓機(jī)的工作原理是通過容積的變化將自由空氣壓縮成壓縮空氣。單級活塞式空壓機(jī)的工作原理如圖。當(dāng)活塞由氣缸的上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動時，外界的空氣在氣缸內(nèi)外壓力差的作用下，克服彈簧的張力推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，此過程為吸氣過程。當(dāng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動時。這時由于進(jìn)、出氣閥均關(guān)閉，氣缸內(nèi)的空氣受到壓縮。產(chǎn)生壓縮空氣壓力，此過程即為壓縮過程。

多級壓縮的工作原理和單級壓縮一樣，不同之處就是把空氣的壓縮過程分成兩個或兩個以上階段，分別在幾個氣缸中逐次完成氣體壓縮，使氣壓逐漸上升。兩級活塞式空壓機(jī)的工作原理如圖所示。

（三）活塞式空壓機(jī)的總體構(gòu)造1．空壓機(jī)的機(jī)體構(gòu)造

圖所示為ZY8．5／7型活塞式空壓機(jī)的機(jī)體構(gòu)造。它屬于風(fēng)冷卻、柴油機(jī)驅(qū)動、兩級壓縮、單作用活塞、移動式空壓機(jī)。它由缸蓋1、氣缸2、上下曲軸箱3和7、曲軸連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、冷卻系和潤滑系等主要部分組成。空壓機(jī)除配氣機(jī)構(gòu)比較特殊外，其余各部分都和內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)相似。

2．空壓機(jī)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為保證空壓機(jī)的排氣量能適應(yīng)風(fēng)動機(jī)具需氣量的變化，使貯氣筒內(nèi)的氣壓始終保持在一定的范圍內(nèi)，所有的空壓機(jī)均裝有自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

空壓機(jī)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由氣壓調(diào)節(jié)器1、減荷閥5和調(diào)速器6三部分組成，如圖所示。它們的結(jié)構(gòu)有多種形式，但其工作原理大致相似。氣壓調(diào)節(jié)器直接接通貯氣筒，而減荷閥和調(diào)速器則與氣壓調(diào)節(jié)器連通。第二節(jié)石料破碎和篩分機(jī)械一、破碎機(jī)械1.石料破碎方法和破碎機(jī)分類爆破后所得的是一些大小不等的石塊，不能直接用來鋪筑路面和配制混泥土材料。為了獲得各種規(guī)格的碎石，還必須將大的石塊破碎成碎石。破碎機(jī)就是一種用來破碎石塊的機(jī)械。根據(jù)破碎機(jī)的功用和作用原理，石塊破碎方法有：（a）壓碎；（b）沖擊破碎；（c）磨碎；（d）劈碎；（e）壓碎和磨碎同時作業(yè)等。如圖。破碎比i：破碎前石塊尺寸D與最后加工成成品的碎石尺寸d之比：

破碎比i是評定破碎工作情況的參數(shù)，可用來衡量對石塊的加工程度。破碎分為粗碎、中碎、細(xì)碎和微碎。見表（評定各種石質(zhì)破碎材料的范圍表）。破碎機(jī)按結(jié)構(gòu)的不同可分為顎式、錐式、錘式和滾筒式四大類。如圖。顎式破碎機(jī)（圖a）是利用活動顎板相對固定顎板的往復(fù)擺動對石塊進(jìn)行破碎的?？捎糜诖炙楹椭兴椋Y(jié)構(gòu)簡單、外部尺寸小、破碎比較大（i=6-8）、操作方便，在筑路工程中使用廣泛。

錐式破碎機(jī)（圖b）是利用一個置于固定錐孔體內(nèi)的偏心旋轉(zhuǎn)錐體的轉(zhuǎn)動，使石塊受擠壓、研磨和彎折等作用而被破碎的。這種破碎機(jī)主要用于中碎和細(xì)碎。錘式破碎機(jī)（圖c）是利用破碎錘來破碎石塊的。這種破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡單、重量輕、體積小，能破碎硬度較大的石塊。但生產(chǎn)率不高，且石料成品的規(guī)格大小不一，含有很多的石屑和石粉等廢品，故僅適用于養(yǎng)路工作的備料。滾筒式破碎機(jī)（圖d）是利用兩個反向轉(zhuǎn)動的平衡滾筒的相對運(yùn)動將石料進(jìn)行破碎的。結(jié)構(gòu)簡單，石料成品細(xì)而均勻。但進(jìn)料尺寸不能過大、破碎比較小，因此很少單獨(dú)使用，一般用于配合顎式破碎機(jī)作次碎工作。

2.破碎機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造

以顎式破碎機(jī)為例來介紹破碎機(jī)的工作原理及其總體構(gòu)造。（1）工作原理顎式破碎機(jī)按活動顎板擺動形式的不同，分為單擺式和復(fù)擺式兩種類型。如圖為單擺顎式破碎機(jī)的工作簡圖：活動顎板2懸掛在橫軸3上，其下端以橫軸為中心可前后擺動，顎板上各點(diǎn)的軌跡是一個圓弧?；顒宇€板的往復(fù)擺動是靠其背后的連桿—肘板機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)動機(jī)通過傳動裝置帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)使連桿5上下運(yùn)動，并通過前肘板9迫使活動顎板作前后擺動對斗內(nèi)的石塊進(jìn)行破碎。

復(fù)擺顎式破碎機(jī)的工作簡圖如圖：活動顎板2直接懸掛在偏心軸3上，它沒有單獨(dú)的連桿，肘板也只有一塊，因此其結(jié)構(gòu)較單擺式破碎機(jī)簡單?；顒宇€板下端的背部也用一根帶彈簧的拉桿5拉住。當(dāng)偏心軸3旋轉(zhuǎn)時，直接驅(qū)動使活動顎板2既前后又上下作橢圓形的擺動。由于活動顎板的擺動軌跡成橢圓形，石料便在沖壓和碾搓兩種作用下被破碎，并自動將石料向卸料口的方向推進(jìn)。

復(fù)擺式較單擺式破碎機(jī)破碎效果好，破碎比也大，成品較均勻，同時較適用于破碎濕粘石料。其缺點(diǎn)在于活動顎板在破碎石料時由于同時受沖壓和碾搓作用，故磨損較大，能量消耗也較大。

（2）總體構(gòu)造

復(fù)擺顎式破碎機(jī)由機(jī)架、定顎板、動顎板、偏心軸、肘板及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。復(fù)擺顎式破碎機(jī)的機(jī)座通常采用焊接結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁相互間由箱形結(jié)構(gòu)地前壁1和后梁4聯(lián)接。動顎板9裝在其上部的偏心軸3上，它與機(jī)座的前壁（即定顎板1）組成一個碎石室。定、動顎板的面上均裝有可卸齒板，它的們借特制的梯形螺桿進(jìn)行固定，兩齒板的齒交錯裝配，以增大破碎石料的能力。動顎板9的后下端與肘板8的一端相肘撐，另一端則肘撐于調(diào)整機(jī)構(gòu)5的楔塊上。動顎板的后下端用一根帶彈簧6的拉桿7拉住。偏心軸3通過兩個滾動軸承安裝在機(jī)架的軸承座上，其兩端對稱地安裝著直徑相同的飛輪和三角皮帶輪。飛輪的作用是儲存能量，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。3.破碎機(jī)的使用（1）生產(chǎn)率計算

式中：Q—顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)率（t/h）；b—卸料隙口寬度（m）；

L—卸料隙口長度（m）；n—偏心軸轉(zhuǎn)速（r/min）；

S—動顎行程（單擺式）或偏心距（復(fù)擺式）（m）；

β—供料強(qiáng)度；

γ—石料容重（t/m3）。

可以看出，當(dāng)破碎某種石料時，除容重是常數(shù)外，其它參數(shù)均是可變參數(shù)，它們將影響破碎機(jī)的生產(chǎn)率：破碎機(jī)卸料隙口尺寸的大小影響其破碎比，若破碎比小，則破碎的次數(shù)就少，破碎機(jī)的生產(chǎn)率就高；供料強(qiáng)度β對破碎機(jī)的生產(chǎn)率影響很大，因此，石塊的加入應(yīng)保持均勻且經(jīng)常保持斗滿；偏心軸的轉(zhuǎn)速n越高，動顎板每分鐘擺動的次數(shù)越多，則破碎機(jī)的生產(chǎn)率就越高，但其轉(zhuǎn)速過高會造成來不及卸料，生產(chǎn)率反而會降低，因此，偏心軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)按規(guī)定調(diào)整到有效的范圍內(nèi)。

（2）技術(shù)使用

破碎機(jī)起動時應(yīng)是空斗，故停機(jī)前需將石料卸空。加料時，應(yīng)將石料從料口正面均勻地加入，避免側(cè)面加料而引起單邊負(fù)荷的劇增。工作中，若發(fā)現(xiàn)由于石料的堵塞而造成動顎板的停擺，應(yīng)立即切斷動力，清除斗內(nèi)的石料后方可再起動。

二、篩分機(jī)械

在加工石料的過程中，必須按顆粒大小進(jìn)行分級，從材料中去除雜質(zhì)。分級可在帶有一定尺寸孔的平面或曲面上進(jìn)行，這種過程稱為篩分。為此所用的機(jī)械稱為篩分機(jī)械。若物料顆粒尺寸大于篩孔尺寸則此料停留在篩子表面上，為篩上粒料或上級料；若物料顆粒通過篩孔，則為篩下粒料或下級料。

篩分分為三類：（1）初篩，即在大量石塊破碎后進(jìn)行的，它將過分粗的或過分細(xì)的顆粒分離出去；（2）中篩，即靠這種篩子將破碎的材料分離初較粗的塊，以便送到二次破碎機(jī)里破碎；（3）終篩，即將塊狀或粒狀材料分別達(dá)到產(chǎn)品要求的顆粒級配。

材料篩選有兩種途徑：一種如圖（a）所示，材料的分選由細(xì)到粗，它簡單，可保證按儲料倉分選材料，配置較好；

另一種如圖（b）所示，分選由粗到細(xì)，生產(chǎn)率較高，篩分級數(shù)較多，而篩子磨損較小，故普遍采用。圖（c）組合式篩選具有前兩者優(yōu)點(diǎn)。篩分機(jī)分為固定式和活動式兩種。固定式的工作機(jī)構(gòu)應(yīng)用爐箅式格篩，如圖a?；顒邮綆ШY網(wǎng)或格篩類型的工作機(jī)構(gòu)篩分機(jī)靠強(qiáng)制運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)?；顒邮胶Y分機(jī)可分為水平（或傾斜）安裝平面式（如圖c和d），滾筒式（如圖f）和滾子式（如圖g）。振動式的篩分機(jī)按傳動性質(zhì)分為：偏心式（如圖b）和慣性式（如圖d和e）兩種。按工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動的軌跡分為：帶定向擺動式、封閉環(huán)式和橢圓式三種。

三、石料破碎—篩分聯(lián)合設(shè)備

石料破碎—篩分聯(lián)合設(shè)備按機(jī)動性可分為固定式、半固定式、移動式和浮動式等幾種；按成品料產(chǎn)量（功率）可分為小型（生產(chǎn)率50000-100000m3/年）、中型（生產(chǎn)率100000-250000m3/年）和大型（生產(chǎn)率>250000m3/年）；按地形布置可分為各設(shè)備水平布置和垂直布置兩種型式；按工藝流程圖可以分為開式作業(yè)循環(huán)和閉式作業(yè)循環(huán)兩種型式。在開式作業(yè)循環(huán)中，破碎的石料僅通過一次破碎機(jī)，超尺寸的粒料不進(jìn)入第二次破碎；在閉式破碎循環(huán)中，可得到均勻尺寸的成品料，因?yàn)槌叽绲牧Ａ蠈⒅貜?fù)破碎和篩分。在破碎—篩分聯(lián)合設(shè)備中，根據(jù)原石料的性質(zhì)選擇和應(yīng)用各種破碎機(jī)械，在多個破碎階段對物料進(jìn)行破碎。破碎階段數(shù)根據(jù)所需的破碎比決定。石料在破碎—篩分聯(lián)合設(shè)備廠中三階段加工過程原理如圖所示。石料進(jìn)入料斗1，由給料器2把料送到重型格條篩3上進(jìn)行預(yù)篩。預(yù)篩后的下級產(chǎn)品料和經(jīng)過第一破碎階段的物料一起進(jìn)入中間篩分機(jī)5，從石料中排出不需要在中碎破碎機(jī)6內(nèi)加工的成品料，中間篩分機(jī)Ⅰ的下級產(chǎn)品料和經(jīng)過中碎破碎機(jī)6的產(chǎn)品料一起進(jìn)入中間篩分機(jī)Ⅱ。安裝在第三階段的細(xì)碎破碎機(jī)8把在前階段上所得到的物料破碎加工到成品尺寸40mm。根據(jù)石料的種類，可以采用錐式或錘式破碎機(jī)作細(xì)碎破碎機(jī)。經(jīng)第三階段破碎后的物料送到檢驗(yàn)篩分機(jī)9和最終篩分機(jī)10上。從這篩子面上下來的上級產(chǎn)品料，即大于40mm尺寸的顆粒返回到細(xì)碎破碎機(jī)中去，實(shí)現(xiàn)閉式破碎循環(huán)。

本章小結(jié)：第一節(jié)概述一、隧道施工方法概述開挖隧道的方法通?？梢苑譃槊魍诜ê桶低诜▋纱箢愋?。明挖法采用的機(jī)械設(shè)備通常是挖掘機(jī)等土石方機(jī)械和樁工機(jī)械。暗挖法主要施工方法有：鉆爆法、盾構(gòu)法和掘進(jìn)機(jī)法。采用的機(jī)械設(shè)備通常有鑿巖、裝藥機(jī)械；裝碴運(yùn)輸機(jī)械；噴錨支護(hù)機(jī)械；二次模筑襯砌機(jī)械和動力通風(fēng)機(jī)械以及盾構(gòu)機(jī)和全斷面掘進(jìn)機(jī)。二、盾構(gòu)機(jī)分類介紹盾構(gòu)的分類方法有以下幾種：（1）按開挖面土的挖掘方式，可以分為手掘（人工挖掘）式、半機(jī)械式和機(jī)械式；（2）按開挖面上的擋土方式，可以分為開敞式和封閉式（土體能自立時采用開敞式，土體松軟而不能自立時則采用封閉式）；（3）按開挖面壓力平衡的方式，可分為氣壓式，泥水加壓式、土壓平衡式。

第二節(jié)盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造及工作原理以德國海瑞克土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)為例分析盾構(gòu)機(jī)的組成及工作原理。

一、盾構(gòu)機(jī)的工作原理土壓平衡盾構(gòu)基本構(gòu)造如圖。土壓平衡盾構(gòu)主要由盾殼、刀盤、螺旋運(yùn)輸機(jī)、盾構(gòu)推進(jìn)液壓缸、管片拼裝機(jī)以及盾尾密封裝置等構(gòu)成。它是在普通盾構(gòu)基礎(chǔ)上，在盾構(gòu)中部增設(shè)一道密封隔板，把盾構(gòu)開挖面與隧道截然分隔，使密封隔板與開挖面土層之間形成一密封泥土艙，刀盤在泥土艙中工作，另外通過密封隔板裝有螺旋輸送機(jī)。當(dāng)盾構(gòu)由盾構(gòu)推進(jìn)液壓缸向前推進(jìn)時，由刀盤切削下來的泥土充滿泥土艙和螺旋輸送機(jī)殼體內(nèi)的全部空間，同時，依靠充滿的泥土來頂住開挖面土層的水土壓力，另外可通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速控制開挖量，使盾構(gòu)排土量和開挖量保持或接近平衡，以此來保持開挖地層的穩(wěn)定和防止地面變形。如圖表示盾構(gòu)施工中排土量、開挖量變化與地表變形的影響示意圖，即排土量與開挖土量平衡時（PW+PE=PTBM），則地面處于穩(wěn)定狀態(tài)；排土量過大（PW+PE>PTBM），地面發(fā)生沉陷；排土是過小（PW+PE﹤PTBM），地面發(fā)生隆起。二、盾構(gòu)機(jī)的工作過程

1．盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)液壓馬達(dá)驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，同時開啟盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸，將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)。

2．掘進(jìn)中控制排土量與排土速度當(dāng)泥土艙的土壓與開挖面的土壓力和地下水的水壓力相平衡時，開挖面就能保持穩(wěn)定。只要保持從螺旋輸送機(jī)和泥土倉中輸送出去的渣土量與切削下來的流入泥土艙中的渣土量相平衡時，開挖工作就能順利進(jìn)行。3．管片拼裝

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)一環(huán)的距離后，拼裝機(jī)操作手操作拼裝機(jī)拼裝單層襯砌管片，使隧道一次成型。三、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造

盾構(gòu)機(jī)主要由9大部分組成，他們是盾殼、刀盤、刀盤驅(qū)動、雙室氣閘、管片拼裝機(jī)、排土機(jī)構(gòu)、后配套裝置，電氣系統(tǒng)和輔助設(shè)備。如圖。

1．盾殼盾殼是一個用厚鋼板焊接而成的圓筒，是盾構(gòu)受力支撐的主體結(jié)構(gòu)。其作用有：（1）受地下水壓和地層土壓力，起臨時支護(hù)作用，保護(hù)設(shè)備及操作人員的安全；（2）承受盾構(gòu)千斤頂?shù)乃酵屏案鞣N施工荷載，使盾構(gòu)在土層中頂進(jìn)；（3）是盾構(gòu)各機(jī)構(gòu)的支承和安裝基礎(chǔ)。盾殼主要包括切口環(huán)（前盾）、支承環(huán)（中盾）和尾盾三部分。如圖。2．切削刀盤

刀盤是一個帶有多個進(jìn)料槽的切削盤體，位于盾構(gòu)機(jī)的最前部，用于切削土體，如圖。刀盤有封閉型和開放型。封閉型切削刀盤由輻條、切削刀具、進(jìn)土槽和面板等構(gòu)成；開放型切削刀盤是由切削刀具和加勁幅條構(gòu)成。

刀盤上安裝的所有類型的刀具都由螺栓連接，都可以從刀盤后面的泥土倉中進(jìn)行更換。表為刀盤上的常用刀具。

名稱

結(jié)構(gòu)示意圖

特點(diǎn)

名稱

結(jié)構(gòu)示意圖

特點(diǎn)

單刃滾刀

用于硬巖掘進(jìn)，可換裝齒刀

中心齒刀

用于軟巖掘進(jìn)。背裝式，可換裝中心滾刀

雙刃正滾刀

用于硬巖掘進(jìn)，背裝式可換裝雙刃齒刀

正齒刀

用于軟土掘進(jìn)，背裝式，可換裝正滾刀

雙刃中心刀

用于硬巖掘進(jìn)，背裝式可換裝齒刀

切刀

軟土刀具，裝于排渣口一側(cè)

刮刀

刀盤弧形周邊軟土刀具，同時在硬巖掘進(jìn)中可用作刮渣

滾刀型仿形刀

用于局部擴(kuò)大隧道斷面

3．刀盤驅(qū)動支承機(jī)構(gòu)

刀盤驅(qū)動支承機(jī)構(gòu)用以驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，以對體進(jìn)行擠壓和切削。其位于盾構(gòu)切口環(huán)的中部。前部與刀盤的法蘭相連，后部與壓力壁法蘭以螺栓聯(lián)接。主要由驅(qū)動支承軸承、大齒圈、密封支撐、帶軸承的小齒輪、減速器及馬達(dá)等組成。刀盤支承方式有中心支承式、中間支承式和周邊大軸承支承式，如圖

。刀盤驅(qū)動機(jī)構(gòu)構(gòu)造如圖。主軸承由前后兩個大小不同的推力滾柱和一個徑向滾柱組成，大齒圈為軸承內(nèi)環(huán)，外環(huán)通過螺栓與切口環(huán)承壓隔板的法蘭相連。小推力滾柱主要承受刀盤的自重，大推力滾柱承受盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的推進(jìn)力。4．雙室氣閘

雙室氣閘裝在切口環(huán)上，包括前室和主室兩部分。當(dāng)掘進(jìn)過程中刀具磨損、工作人員進(jìn)入到泥土艙檢察及更換刀具時，要使用雙室氣閘。5．管片安裝機(jī)管片安裝機(jī)的功能是準(zhǔn)確地將管片放到恰當(dāng)?shù)奈恢蒙喜⒛馨踩已杆俚匕压芷M裝成所定形式。因此它需具備以下三個動作：即能提升管片，能沿盾構(gòu)軸向平行移動，能繞盾構(gòu)軸線回轉(zhuǎn)。相應(yīng)的拼裝機(jī)構(gòu)為舉升裝置，平移裝置和回轉(zhuǎn)裝置。如圖所示。6．排土機(jī)構(gòu)盾構(gòu)機(jī)的排土機(jī)構(gòu)主要包括螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)。

7．后配套設(shè)備后配套設(shè)備主要由以下幾部分組成：管片運(yùn)輸設(shè)備，四節(jié)后配套臺車及其上面安裝的盾構(gòu)機(jī)操作所需的操作室、電氣部件、液壓部件、注漿設(shè)備、泡沫設(shè)備、膨潤土設(shè)備、循環(huán)水設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備等。

8．電氣設(shè)備盾構(gòu)機(jī)電氣設(shè)備包括電纜卷筒、主供電電纜、變壓器、配電柜，動力電纜、控制電纜、控制系統(tǒng)、操作控制臺，現(xiàn)場控制臺、螺旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器、電機(jī)、插座、照明、接地等。電器系統(tǒng)最小保護(hù)等級為IP5.5。9．輔助設(shè)備輔助設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，SLS-T隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng)。注漿裝置、泡沫裝置，膨潤土裝置。第三節(jié)盾構(gòu)的施工與運(yùn)用一、盾構(gòu)法施工工藝過程盾構(gòu)法施工隧道施工工藝過程如圖。

1．盾構(gòu)的組裝及拆卸在盾構(gòu)施工段的始端和終端，要布置基坑或工作井，用以進(jìn)行盾構(gòu)的安裝和拆卸工作。若盾構(gòu)推進(jìn)線路特別長時，還應(yīng)設(shè)置檢修工作井，這些井和基坑應(yīng)盡量結(jié)合隧道規(guī)劃線路上的通風(fēng)井、設(shè)備井、地鐵車站、排水泵房以及立體交叉、平行交叉、施工方法轉(zhuǎn)換處來設(shè)置。

2．盾構(gòu)基座盾構(gòu)基座在井內(nèi)用作安裝及穩(wěn)妥地擱置盾構(gòu)，更重要的是通過設(shè)在基座上的導(dǎo)軌使盾構(gòu)在施工前獲得正確的導(dǎo)向?；梢圆捎矛F(xiàn)澆鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌一般布置在盾構(gòu)下半部的900范圍內(nèi)，由兩根或多根鋼軌組成?；惺芏軜?gòu)自重外，還應(yīng)考慮盾構(gòu)切入地層后，進(jìn)行糾偏時產(chǎn)生的集中荷載。

3．盾構(gòu)進(jìn)出洞方法盾構(gòu)進(jìn)出洞是盾構(gòu)法施工最重要的工序之一；在始發(fā)井內(nèi)，盾構(gòu)按設(shè)計高程及方向推出預(yù)留孔洞，進(jìn)入正常土層的過程稱為盾構(gòu)出洞；反之，盾構(gòu)在地層中完成某一區(qū)間的隧道施工后，進(jìn)入盾構(gòu)到達(dá)井的過程稱為盾構(gòu)進(jìn)洞。盾構(gòu)進(jìn)出工作井涉及洞門預(yù)留塊制作、四周土體、封門鑿除、盾構(gòu)后座支撐下頂進(jìn)、施工參數(shù)的調(diào)整。一般出洞50m之后，盾構(gòu)法隧道施工才進(jìn)入正常。

二、隧道襯砌的拼裝軟土地層盾構(gòu)施工的隧道襯砌，通常采用預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成。管片拼裝方法根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求，分為通縫拼裝和錨縫拼裝兩種

三、襯砌壁后注漿

為防止地表沉降，必須將盾尾和襯砌之間的建筑空隙及時壓漿充填。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，壓漿數(shù)量同注入壓力及要求控制的地表沉降有關(guān)，一般為理論計算建筑空隙體積的110％—180％。壓漿要對稱于襯砌環(huán)進(jìn)行，盡量避免單點(diǎn)超壓注漿，以減少襯砌環(huán)的不均勻施工荷載。注漿壓力一般為0.5~1.0MPa。四、盾構(gòu)法施工的運(yùn)輸、供電、通風(fēng)和排水

1．運(yùn)輸。隧道內(nèi)需運(yùn)輸?shù)牟牧嫌虚_挖的土方、管片、壓漿材料，以及隧道延伸所需的枕木、鋼軌、走道板、管道等。運(yùn)輸方式分為水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸。水平運(yùn)輸大都采用輕型窄軌(軌距600mm)，以蓄電池式電機(jī)車牽引。在運(yùn)距長、坡度陡的情況下，可采用內(nèi)燃機(jī)車。2．供電。盾構(gòu)施工時，除了要重視盾構(gòu)本身及井下設(shè)備的供電外，對地面降水用水泵、氣壓用空壓機(jī)等的供電也務(wù)必充分保證，否則會因斷電招致重大工程事故。供電系統(tǒng)要考慮足夠的備用系數(shù)，還應(yīng)采用多路電源供電的辦法。供電線路及設(shè)備要有良好的安全措施，并經(jīng)常維修檢查。3．通風(fēng)。盾構(gòu)施工均為獨(dú)頭巷道的形式，為此，應(yīng)根據(jù)工作面實(shí)際操作人數(shù)，供給新鮮空氣，并注意調(diào)節(jié)工作面的溫度與濕度。一般采用礦用通風(fēng)機(jī)，考慮一定距離的接力，送到開挖面。地層中含有沼氣、瓦斯等易燃、易爆氣體時，除加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)密閉措施外，還應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。對有害氣體應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測，并降低到可能爆燃的濃度以下。4．排水。隧道施工用水、滲漏水以及工作面涌水應(yīng)迅速排除，以保證盾構(gòu)機(jī)械的安全操作。隧道內(nèi)積水一般先排入工作井，再用專設(shè)的抽水系統(tǒng)排至地面。

第四節(jié)全斷面掘進(jìn)機(jī)一、掘進(jìn)機(jī)的分類掘進(jìn)機(jī)可按切削頭的回轉(zhuǎn)方式分為單軸回轉(zhuǎn)式和多軸回轉(zhuǎn)式；也可按刀盤上的刀具破碎巖石的方式分為切削式、銑削式、擠壓剪切式和滾壓式；最常用的分類方式是按掘進(jìn)機(jī)為適應(yīng)地質(zhì)條件有無護(hù)盾分為開式、單護(hù)盾式和雙護(hù)盾式。二、掘進(jìn)機(jī)的工作原理1.掘進(jìn)機(jī)的主要組成巖石掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)一般都由下列幾個部件組成，即切削刀盤、主軸承與密封裝置、刀盤驅(qū)動機(jī)構(gòu)、主機(jī)架、推進(jìn)裝置、支撐機(jī)構(gòu)、排碴裝置、液壓系統(tǒng)、除塵裝置與電氣、操縱等裝置。

2．TBM掘進(jìn)工作原理掘進(jìn)開始在掘進(jìn)機(jī)方向調(diào)整定位后，后支撐靴提起。驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動切削，同時推進(jìn)液壓缸伸出，掘進(jìn)機(jī)向前掘進(jìn)。掘進(jìn)終了準(zhǔn)備換步，切削刀盤停止轉(zhuǎn)動，后支撐靴伸出抵到仰拱上以承受機(jī)器后端重力；前支撐靴與底面接觸以承受機(jī)器前端重力。主支撐靴回縮。換步開始當(dāng)主支撐靴回縮后，推進(jìn)裝置液壓缸反向進(jìn)油，則活塞桿回縮，帶動主支承架與主支撐靴一起相對主機(jī)架向前移動一個行程。換步終了換步時推進(jìn)液壓缸活塞桿全部縮回，則換步終了，可以進(jìn)行下一個掘進(jìn)循環(huán)。TBM定位找正，開始下一循環(huán)工作。

三、TBM掘進(jìn)機(jī)的基本構(gòu)造及性能

以ＷirthTB880E掘進(jìn)機(jī)為例。1

總體結(jié)構(gòu)ＷirthTB880E掘進(jìn)機(jī)是敞開式、雙“X“型支撐的硬巖掘進(jìn)機(jī)。主要由刀盤部件、刀盤護(hù)盾、刀盤軸承及刀盤回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、刀盤密封、機(jī)架、“X“支撐及推進(jìn)系統(tǒng)、前、后下支承、出碴設(shè)備、激光導(dǎo)向系統(tǒng)、除塵裝置、支護(hù)設(shè)備和司機(jī)室等組成。如圖。2．刀盤部件由刀盤構(gòu)架、鏟斗、刀具等組成的刀盤為焊接的鋼結(jié)構(gòu)件，分成兩塊便于運(yùn)輸，裝配時用螺栓拼成一體。刀盤上裝有6把中心刀、62把正滾刀，3把邊滾刀和2把擴(kuò)孔刀。盤形滾刀見圖。3．刀盤護(hù)盾刀盤護(hù)盾由液壓預(yù)加載仰拱即前下支承與三個可擴(kuò)張的拱形架組成。三個可擴(kuò)張的拱形架均可用螺栓安裝格柵式護(hù)盾，以便在護(hù)盾托住頂部時，可安裝錨桿。4．刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置

刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的動力由水冷式雙速電動機(jī)經(jīng)液壓操作的多片式摩擦離合器、雙級水冷式行星減速箱、再經(jīng)過齒形聯(lián)軸節(jié)、傳動軸傳到小齒輪上。5．主軸承與刀盤密封主軸承為一兩重式軸向、徑向滾柱的組合體。6．機(jī)架

內(nèi)凱氏方機(jī)架既作為刀盤進(jìn)退之導(dǎo)向，也將掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時的推進(jìn)力與力矩傳遞給外凱氏方機(jī)架。7．“X”支撐及推進(jìn)系統(tǒng)作用在刀盤的推力的反力，經(jīng)由凱氏內(nèi)機(jī)架、外機(jī)架傳到圍巖。因凱氏外機(jī)架分為前后兩個獨(dú)立的部件，各有其獨(dú)立的推進(jìn)液壓缸。后凱氏外機(jī)架的推進(jìn)液壓缸將力傳到凱氏內(nèi)機(jī)架，而前凱氏外機(jī)架則將推進(jìn)力直接傳到刀盤支承殼體上。8．后下支承后下支承位于后凱氏外機(jī)架的后面，裝在凱氏內(nèi)機(jī)架上。后下支承由液壓缸使之伸縮，還可用液壓缸作橫向調(diào)整。一旦支撐靴板縮回，凱氏內(nèi)機(jī)架的位置可作水平方向與垂直方向的調(diào)節(jié)，用以決定下一個掘進(jìn)循環(huán)的方向，保持TBM在要求的隧道中線上。

9．除塵裝置用洞外壓入式通風(fēng)方式，在洞口外約25m左右裝有串聯(lián)軸流式風(fēng)機(jī)。10．激光導(dǎo)向系統(tǒng)

TBM上安裝ZED260導(dǎo)向系統(tǒng)，設(shè)兩個靶子與一套激光設(shè)備。前靶裝在刀盤切削頭護(hù)盾的后面，由一臺工業(yè)用TV照像機(jī)監(jiān)測，它將TBM相對于激光束的位置傳送到司機(jī)室內(nèi)的屏幕上。

11．司機(jī)操作室司機(jī)操作室置于后配套的前端，其內(nèi)有操縱臺，臺上設(shè)有必要的閥、壓力表、儀表、按鈕、監(jiān)測裝置與通訊設(shè)備，以便有效地操作TBM。12．支護(hù)設(shè)備

包括（1）錨桿鉆機(jī)（2）超前鉆機(jī)（3）圈梁安裝器13．后配套系統(tǒng)

14．附屬設(shè)備

包括（1）TBM通訊連絡(luò)系統(tǒng)

（2）滅火系統(tǒng)

（3）數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)

（4）甲烷監(jiān)測器

（5）通風(fēng)管

第五節(jié)隧道施工中的機(jī)械化鉆爆法與掘進(jìn)機(jī)法一、與鉆爆法開挖隧洞相比掘進(jìn)機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)1．主要優(yōu)點(diǎn)掘進(jìn)機(jī)是以機(jī)械能破碎巖石，并使隧洞全斷面一次形成的機(jī)器。它是長隧洞快速施工的有效手段。與鉆爆法開挖隧洞相比，它具有快速、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和安全4大優(yōu)點(diǎn)。2．不足之處（1）掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的一次性投資大。（2）據(jù)進(jìn)機(jī)本身的加工制造周期長。（3）掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際利用率較低，一般不超過50％。（4）掘進(jìn)機(jī)的使用，常受洞長和洞徑的限制。（5）在溶洞較多的石灰?guī)r地段不宜采用掘進(jìn)機(jī)施工。二、使用掘進(jìn)機(jī)應(yīng)注意的問題(1)要根據(jù)隧洞水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和巖石力學(xué)等條件選擇掘進(jìn)機(jī)的型號。(2)掘進(jìn)機(jī)的刀盤直徑以4—8m為好。(3)要重視掘進(jìn)機(jī)的后配套。(4)在每臺掘進(jìn)機(jī)上最好能配備l臺超前鉆機(jī)。(5)要特別重視掘進(jìn)機(jī)上之關(guān)鍵部件的加工制造質(zhì)量。(6)為實(shí)現(xiàn)安全和快速掘進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)刀盤上的滾刀要能從后面更換。

本章小結(jié)：第一節(jié)概述

橋梁通常由三個部分組成：上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。如圖。橋梁的上部結(jié)構(gòu)是橋梁的主要承重部分。按上部結(jié)構(gòu)的受力情況可將橋梁分為梁橋、拱橋、懸索橋等。其中梁橋占橋梁的大部分。一、梁橋施工梁橋的常用施工方法有預(yù)制裝配施工法、現(xiàn)場制作施工法和頂推施工法。預(yù)制裝配施工法

它是將在預(yù)制廠或橋梁現(xiàn)場預(yù)制的梁運(yùn)至橋位處，使用起重設(shè)備進(jìn)行安裝和完成橫向聯(lián)結(jié)組成橋梁的施工方法。最關(guān)鍵的程序是預(yù)制梁的安裝。預(yù)制梁的安裝方法有多種，常用的主要有用龍門架與導(dǎo)梁的聯(lián)合安裝法、用扒桿和導(dǎo)梁的聯(lián)合安裝法、雙導(dǎo)梁安裝法、扒桿吊裝法、浮吊架設(shè)法、跨墩龍門架安裝法、自行式吊裝安裝法和架橋機(jī)安裝法等。其中架橋機(jī)安裝法是最常用的方法。

現(xiàn)場制作施工法

包括懸臂分段施工和造橋機(jī)逐孔架設(shè)施工。懸臂分段施工法是以橋墩為中心向兩岸對稱地（或不對稱地）逐節(jié)懸臂澆注或懸臂拼裝的施工方法。它又分為懸臂拼裝法及懸臂澆筑法。懸臂澆筑采用移動式掛籃作為主要施工設(shè)備，以橋墩為中心，對稱地向兩岸利用掛籃逐段澆筑梁段混凝土，待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力束，再移動掛籃，進(jìn)行下一節(jié)段的施工。

3.頂推施工法

頂推法施工是沿橋軸方向，在橋臺后面開辟預(yù)制場地，分節(jié)段預(yù)制梁身并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將各節(jié)段連成整體，然后通過水平液壓千斤頂施力，借助不銹鋼板與聚四氟乙烯模壓板組成的滑動裝置，將梁段向?qū)Π锻七M(jìn)。這樣分段預(yù)制，逐段頂推，待全部頂推就位后，落梁、更換正式支座，完成橋梁施工。二、拱橋施工

拱橋的施工方法與拱橋的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。拱橋施工機(jī)械主要有纜索起重機(jī)、拱架、扣索和人字桅桿起重機(jī)等。

三、懸索橋施工

懸索橋主要由主纜、塔柱、吊桿、錨碇、加勁梁等組成，如圖。分下部結(jié)構(gòu)施工和上部結(jié)構(gòu)施工。上部結(jié)構(gòu)施工主要設(shè)備有跨纜起重機(jī)、主纜緊纜機(jī)、主纜纏絲機(jī)和牽引卷揚(yáng)機(jī)等。四、斜拉橋施工斜拉橋主要由索塔、拉索、主梁和墩臺組成，如圖。斜拉橋的施工可分為基礎(chǔ)、墩塔、梁和索等四個部分。索塔施工機(jī)械主要有自升吊塔、提升起重機(jī)、爬升起重機(jī)和人貨兩用電梯等。主梁施工機(jī)械主要包括長平臺牽索式掛籃、短平臺復(fù)合型牽索掛籃和三角吊機(jī)等。第二節(jié)架橋機(jī)

架橋機(jī)按用途可分為普通鐵路用架橋機(jī)、高速鐵路用架橋機(jī)和公路用架橋機(jī)。一