挖土機是土石方工程中的主要施工機械之一,它主要由動力裝置、傳動系、行動系、回轉機構、操縱機構、電氣設備和工作裝置等部分組成。其中工作裝置根據作業(yè)要求的不同,課換裝成十幾個類型,因此它廣泛應用于公路、鐵路、建筑、礦山、水利、國防等各項工程中。據統(tǒng)計,在各項工程中約有60%以上的土石方工程是由挖土機來完成的。目前在公路工程中主要采用反鏟挖土機,下面著重介紹反鏟挖土機在公路施工中的應用。

1、 反鏟挖土機的基本作業(yè)

反鏟挖土機在公路施工中主要用于開挖土石方,其基本作業(yè)方式有溝端開挖和溝側開挖。

1.1、 溝端開挖

開挖時,反鏟挖土機沿著溝端逐漸倒退,向后開挖。自卸汽車停在溝側,挖土機動筆只要回轉40°~45°即可卸料。如果所挖溝寬為反鏟挖土機大挖掘半徑的二倍(即反鏟挖土機每停置一處,在180°的回轉范圍挖掘),則自卸汽車只能停在反鏟挖土機側面,挖土機動臂需作90°回轉才能卸料。若所挖溝寬超過做大挖掘半徑的二倍,則需分段開挖,即反鏟挖土機倒退挖到盡頭后,在該端轉換位置反向開挖毗鄰一段。此法每段的挖掘寬度不宜過大,以自卸汽車能在溝側行駛為原則,可減少每一工作循環(huán)的時間,提高機械的作業(yè)效率。

1.2溝側開挖

反鏟挖土機在溝側開挖,汽車在溝端受料,挖土機動臂做小于90°回轉卸料。此法每次挖掘寬度(溝寬)只能在其挖掘半徑范圍以內,缺點是挖溝的邊坡較大。

2、 反鏟挖土機的施工作業(yè)

反鏟挖土機在公路工程施工中常用來開挖溝塹和填筑路堤,一般均需與自卸汽車配合。在路基土石方施工時,首先應根據現場的施工條件(如地形、取送土位置、土壤等級、石料的塊度)、土石方量、施工進度等要求,選擇適宜的反鏟挖土機的類型(斗型、斗容量),然后根據所選定的反鏟挖土機性能(動臂和斗柄長度、挖掘半徑、挖掘深度)設計施工方案。

2.1開挖路塹

在開挖路塹時,應嚴格按照路塹縱、橫斷面圖去土,不超過或欠挖。為了正確地做出路塹開挖的施工方案,首先應根據所選定反鏟挖土機的性能按比例設計好挖土機的工作斷面圖,然后用它在同一比例的路塹斷面圖上套繪出各種布置方案的工作斷面圖,從中確定佳施工方案。該佳施工方案應使掘進道數、運輸道路的轉移次數和所留土角少;每一掘進道工作斷面(掌子面)的大深度不應超出該類土壤和該型挖土機所容許的深度;掘進道應具有較大的緩坡以利于自卸車的運輸和雨季的排水。反鏟挖土機的工作斷面圖上應標明各掘進道(開挖層次)、樁號、自卸車的位置以及工作斷面的曲線輪廓等。并且在路塹縱斷面圖的若干個里程樁號處也應有工作斷面圖,以精確定出挖掘的位置、工作道路和計算挖掘土方量。

2.2填筑路堤

為了加快施工進度,節(jié)約施工成本,反鏟挖土機開挖路塹一般結合填筑路堤一起進行,即利用反鏟挖土機開挖出的土石方來填筑路堤(簡稱移挖作填)。若路塹開挖出的土石方不適用于填筑路堤(例如:腐質土和含水量較大的粘性土等)或不足路堤填筑所需的土石方量時,則利用反鏟挖土機由取土填筑路堤。即在選定的取土場開辟有利的地形,以經濟合理的施工方法,由反鏟挖土機挖出所需的土壤量,自卸汽車運土,結合其它土石方工程機械(推土機、平地機、壓實機械等)一起填筑路堤。但是,反鏟挖土機與自卸汽車及其它土石方工程機械配合施工,必須預先設計好施工方案。

為了提高施工質量,加快施工進度,反鏟挖土機與自卸汽車及其它土石方工程機械配合施工中,常組織流水作業(yè)。設計流水作業(yè)程序時,應根據工程總量、路段長度、流水方向和速度以及施工期限等合理組織。流水作業(yè)是以反鏟挖土機為主導機械,首先要根據工程總量和施工期限確定反鏟挖土機的生產率和數量,然后根據反鏟挖土機的生產率來估計其它配合機械(自卸汽車、推土機、平地機、壓路機)的生產率和數量。配合作業(yè)機械的生產率要稍有儲備,以充分發(fā)揮出反鏟挖土機的生產能力。