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1、土方工程施工包括挖、运、填、压四个内容，其施工方法可采用人力施工，也可用机械化或半机械化施工。由于一项建设工程的土方工程量很大，劳动繁重，因此，应尽量采用机械化施工。,第一节 装载机,第二节 单斗挖掘机,第三节 推土机,土方机械,第四节 铲运机,第五节 压实机械,第9章 土方工程机械,土方工程机械化施工,本章学习要求,掌握各类土方机械的特点和适用范围,了解各类土方机械的主要性能,了解各类土方机械的组成及类型,1,第一节 装载机,装载机是在底盘的前方铰装，由动臂、连杆机构和装载斗组成工作装置，在行进中铲装、运送、卸载和平整作业的自走式土方机械。若换装相应的工作装置，还可以进行推土、起重、装卸木料
2、及钢管等作业，是一种用途十分广泛的工程机械。,1.装载机的分类,2.轮胎式装载机,3.履带式装载机,4.变型装载机,1.装载机装载机的分类,（1）按发动机功率分,（2）按行走机构分,（3）按车架结构型式及转向方式分,（4）按卸载方式分,（1）按发动机功率分,可分为大中小型。小型装载机发动机功率小于74千瓦（100马力）中型装载机发动机功率为74-147千瓦（100-200马力）大型装载机发动机功率为147-515千瓦（200-700马力）,（2）按行走机构分,可分为轮胎式和履带式两种。,轮胎式装载机（图示）是以轮胎式专用底盘为基础，配置工作装置及其操纵系统而构成的。,履带式装载机（图示）是以专
3、用履带底盘或工作拖拉机为基础，装上工作装置及操纵系统而构成的。,轮胎式装载机,轮胎式装载机的优点是重量轻、速度快、机动灵活、效率高、行走时不破坏路面。特别是在工程量不大，作业点不集中，转移较频繁的情况下，生产率超过履带式装载机，在工程及农田基本建设中被广泛使用。,履带式装载机,其特点是采用履带式行走系统，铲斗经正四连杆机构与机体连为一体，本实用新型结构紧凑，操作、维修方便，工作可靠，一机多用，适合在涝洼地区，沼泽地带，地面条件恶劣地区及小型工程和大型工程中的辅助工程施工使用。,（3）按车架结构型式及转向方式分,可分为以三种铰接车架折腰转向装载机（图示）整体车架偏转车轮转向装载机（图示）差速转向
4、装载机装载机。（图示）,铰接车架折腰转向装载机,其特点是1采用铰接折腰式车架、铰接点居中布置，整机转弯半径小,机动灵活。2采用了国内成熟的配套件和国外先进的流体连接件，密封性能好。3采用液力变矩器，能充分利用功率，增大扭矩；适应外界阻力变化而变化。,4产品稳定性好，掘起力大，操纵轻便灵活。5全幅面新型驾驶室，视野开阔，美观大方,整体车架偏转车轮转向装载机,整体式车架装载机的车架是一个整体。其转向方式有后轮转向、前轮转向及全轮转向。为了便于安装铲斗及其操作机构，用农业轮式拖拉机改装的装载机上仍用前轮转向。,差速转向装载机装载机,排气印射自动除尘，节省保养时间。机械随动转向系统，恒流开式回路，高低
5、速转向性能一致，直线行驶平稳。卸载高度高，卸载距离大，适应各种作业场合的需求。梯形铲刀切削刃，铲斗上翻角度大，切进阻力小，生产效率高。Z型连杆机构，产生更大的崛起力。宽敞的视野，舒适的座椅，轻便灵活的操纵。多种工作装置可供选择。,（4）按卸载方式分,可分为前卸式和回转式两种。,前卸式装载机（图示）装载机在其前端铲装与卸载,回转式装载机（图示）装载机的动臂安装在转台上，工作时铲斗在前端铲装，卸载时转台可相对车架转过一定的角度）。,前卸式装载机装载机,前卸式：结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广。,LW100轮式装载机,回转式装载机,回转式：工作装置安装在可回转360的转台上，
6、侧面卸载不需要调头、作业效率高、但结构复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较侠小的场地。,2.轮胎式装载,1动力装置、8车架、行走装置、2传动系统、6转向系统、10制动系统、7液压系统和9工作装置等组成。,（1）、动力装置(发动机),轮胎式单斗装载机发动机均采用柴油机。常用的柴油机有135系列柴油机，ZL50、ZL40型装载机多用6135K型柴油机。小型轮式装载机多采用95及105系列柴油机。,（2）、传动系统,装载机的传动有机械传动与液力机械传动两种方式。机械传动结构简单，但传动系统扭振和冲击载荷较大，影响使用寿命。,液力机械传动，能吸收冲击载荷，提高使用寿命，自动适应外界阻力的变化，
7、改善装载机的使用性能。因此，大中型轮胎式装载机多采用液力机械传动。传动系统采用双涡轮变矩器、动力换档行星变速箱，经过前后传动轴传到前后驱动桥，再经半轴和带轮边减速器驱动低压轮胎。,传动系统简图,（1）变速器,变矩器变速箱,（2）驱动桥,（3）、制动系统,行车制动行 车制动器大多装在驱动桥轮毂内的轮边减速装置上，有蹄式、钳盘式和油浸多片式三种结构型式。,停车制动 是供装载机停车时或在坡道上停歇制动用，为带式或蹄式结构，装在变速箱输出轴上，由手操纵机构控制。,紧急制动 是用来供遇到特殊情况紧急制动或当行车制动发生故障时使用。利用停车制动机构完成，当制动系统气压降低时能自动合上停车制动和发出警告。,
8、（4）、工作装置,装载机的工作装置的任务是铲掘和装卸物料，有前卸式和回转式两种机型。,由铲斗、动臂、摇臂、连杆（或托架）、转斗油缸、动臂油缸和车架等组成。,铲斗是工作装置的重要部件，铲斗由切削刃、斗底、侧臂及后斗臂组成，其易损件为斗齿、齿座和侧齿，常用的铲斗为直型带齿铲斗。,（5）、液压系统,反铲挖掘机,拉铲挖掘机,正铲挖掘机,抓铲挖掘机,第二节 单斗挖掘机,正铲挖掘机,1.正铲挖掘机的组成,2.正铲挖掘机的分类,3.正铲挖掘机的工作过程,4.正铲挖掘机的工作方式,5.正铲挖掘机的特点,6.正铲挖掘机的适用范围,1.正铲挖掘机的组成,2.正铲挖掘机的分类,（1）按其行走机构的不同,履带式正铲挖
9、掘机（图示）和轮胎式正铲挖掘机）,（2）按其传动方式不同,机械传动正铲挖掘机（图示）和液压传动正铲挖掘机（图示）,履带式正铲挖掘机,机械传动正铲挖掘机,液压传动正铲挖掘机,3.正铲挖掘机工作过程,每一工作循环包括挖掘、回转、卸料、返回四个过程。挖掘时先将土斗放到工作面底部()的位置，然后将铲斗自下而上提升，同时向前推压斗杆，在工作面上形成一弧形挖掘带(、)；铲斗装满后，将铲斗后退，离开工作面()；回转挖掘机上部机构至运输车辆处，打开斗门，将土卸出(、)；此后再回转挖掘机，进入第二个工作循环。,正铲挖掘机施工时，应注意以下几点：为了操作安全，使用时应将最大挖掘高度、最大挖掘半径值减少5-10%；
10、在挖掘粘土时，工作面高度宜小于最大挖土半径时的挖掘高度，以防止出现土体倒悬现象；为了发挥挖掘机的生产效率，工作面高度应不低于挖掘一次即可装满铲斗的高度。,4.正铲挖掘机工作方式,正向挖土，侧向卸土如图a：挖掘机沿前进方向挖土，运输工具停在侧面装土(可停在停机面或高于停机面上)。这种挖掘运输方式在挖掘机卸土时，动臂回转角度很小，卸料时间较短，挖运效率较高，施工中应尽量布置成这种施工方式。正向挖土，后方卸土如图(b)：挖掘机沿前进方向挖土，运输工具停在它的后面装土。卸土时挖掘机动臂回转角度大，运输车辆需倒退对位，运输不方便，生产效率低。适用于开挖深度大施工场地狭小的场合。,5.正铲挖掘机的特点,前
11、进向上，强制切土，装车轻便灵活，回转速度快，移位方便；能挖掘坚硬土层，易控制开挖尺寸工作效率高 1作业特点 1）开挖停机面以上立方；（2）工作面应在1.5m以上；（3）开挖高度超过挖土机挖掘高度时，可采取分层开挖；（4）装车外运,6.正铲挖掘机的适用范围,1开挖含水量不大于27的一四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块 2大型场地整平土方 3工作面狭小区较深的大型管沟和基槽路堑 4独立基坑 5边坡开挖,反铲挖掘机,1.反铲挖掘机的组成,2.反铲挖掘机的分类,3.反铲挖掘机的工作过程,4.反铲挖掘机的工作方式,5.反铲挖掘机的特点,6.反铲挖掘机的适用范围,1.反铲挖掘机的组成,液压挖掘机主要由发动机
12、、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。,2.反铲挖掘机的分类,（1）按其行走机构的不同,履带式反铲挖掘机（图示）和轮胎式反铲挖掘机）（图示）,（2）按其传动方式不同,机械传动反铲挖掘机和液压传动反铲挖掘机（图示）,履带式反铲挖掘机,轮胎式反铲挖掘机,液压传动反铲挖掘机,机械传动反铲挖掘机,3.反铲挖掘机工作过程,反铲挖掘机每一作业循环包括挖掘、回转、卸料和返回等四个过程。挖掘时先将铲斗向前伸出，动臂带着铲斗落在工作面上，然后铲斗向着挖掘机方向拉转，铲斗在工作面上挖出一条弧形挖掘带并装满土壤。随后将铲斗连同动臂一起升起，上部转台带动铲总裁及动臂回转到卸土处。将铲斗向前推出，使斗口朝
13、下进行卸土。卸土后将动臂及铲斗回转并下放至工作面，准备下一循环的挖掘作业。,4.反铲挖掘机工作方式,沟端开挖，如图()：挖掘机停在基坑端部，后退挖土，汽车停在两侧装土。沟侧开挖，如图(b)：挖掘机停在基坑的一侧移动挖土，可用汽车配合运土，也可将土弃于土堆。由于挖掘机与挖土方向垂直，挖掘机稳定性较差，而且挖土的深度和宽度均较小，故这种开挖方法只是在无法采用沟端开挖或不需将弃土运走时采用。,5.反铲挖掘机的特点,后退向下，强制切土，操作灵活，挖土。卸土均在地面作业，不用开运输道.1作业特点 1）开挖地面以下深度不大的土方；（2）最大挖土深度4一6m，经济合理深度为1.53m；（3）可装车和两边甩土
14、、堆放（4）较大较深基坑可用多层接力挖土。,6.反铲挖掘机的适用范围,1开挖含水量大的三类砂土或粘土 2管沟和基槽 3独立基坑 4边坡开挖,抓铲挖掘机,1.抓铲挖掘机的组成,2.抓铲挖掘机的分类,3.抓铲挖掘机的工作过程,4.抓铲挖掘机的工作方式,5.抓铲挖掘机的特点,6.抓铲挖掘机的适用范围,1.抓铲挖掘机的组成,工作装置,回转装置,控制装置,行走装置,2.抓铲挖掘机的分类,（1）按其行走机构的不同,履带式抓铲挖掘机（图示）和轮胎式抓铲挖掘机）,（2）按其传动方式不同,机械传动抓铲挖掘机（图示）和液压传动抓铲挖掘机（图示）,履带式抓铲挖掘机,机械传动抓铲挖掘机,3.抓铲挖掘机工作过程,每一工
15、作循环包括挖掘、回转、卸料、返回四个过程。,4.抓铲挖掘机工作方式,沟端开挖：挖掘机停在基坑端部，后退挖土，汽车停在两侧装土。沟侧开挖:,5.抓铲挖掘机的特点,直上直下，自重切土，钢绳牵拉灵活性较差，工效不高，不能挖掘坚硬土；可以装在简易机械上工作，使用方便 1作业特点 1）开挖直井或沉井土方；2）可装车或甩上；（3）排水不良也能开挖；（4）吊杆倾斜角度应在45”以上，距边坡应不小于2m.,6.抓铲挖掘机的适用范围,1土质比较松软，施工面较狭窄的深基坑、基槽 2水中挖取土，清理河床 3桥基、桩孔挖土 4装卸散装材料,拉铲挖掘机,1.拉铲挖掘机的组成,2.拉铲挖掘机的分类,3.拉铲挖掘机的工作过
16、程,4.拉铲挖掘机的工作方式,5.拉铲挖掘机的特点,6.拉铲挖掘机的适用范围,1.拉铲挖掘机的组成,工作装置,回转装置,控制装置,行走装置,2.拉铲挖掘机的分类,（1）按其行走机构的不同,履带式拉铲挖掘机（图示）和轮胎式拉铲挖掘机）,（2）按其传动方式不同,机械传动拉铲挖掘机（图示）和液压传动拉铲挖掘机（图示）,机械传动拉铲挖掘机,每一工作循环包括挖掘、回转、卸料、返回四个过程。,6.拉铲挖掘机的适用范围,适用范围 1挖掘一三类土，开挖较深较大的基坑（槽）、管沟 2大量外借上方 3填筑路基、堤坝 4挖掘河床 5不排水挖取水中泥上,1.正铲挖土机,（1）正铲挖土机特点：“前进向上，强制切土”。,
17、图 正铲挖土机外形及工作状况,正铲挖土机,（2）正铲挖土机适用范围开挖停机面以上的一四类土和经爆破的岩石、冻土。与运土汽车配合能完成整个挖运任务，可用于开挖大型干燥基坑以及土丘的开挖。（3）正铲挖土机开挖方式有正向挖土、侧向卸土和正向挖土、后方卸土两种。由于正铲挖掘机作业于坑下，无论采用哪种卸土方式，都应先挖掘出口坡道，坡道的坡度为1(710)。,第三节 推土机,推土机是一种挖运综合作业机械。是在拖拉机上装上推土铲刀而成。按推土板的操作方式不同，可分为索式和液压式两种。索式推土机的铲刀是借刀具自重切入土中，切土深度较小；,液压推土机能强制切土，推土板的切土角度可以调整，切土深度较大。因此，液压
18、推土机是目前工程中常用的一种推土机,推土机,1.推土机的组成,2.推土机的分类,3.推土机的特点,4.推土机的适用范围,5.提高推土机生产效率的方法,推土机,推土机是土方工程施工的主要机械之一，它是,在履带式拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械。,1.推土机的特点推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬 30左右的缓坡，因此，应用范围较广。2.推土机的适用范围推土机适于开挖一至三类土。多用于平整场地，开挖深度不大的基坑，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方、修路开道等。,1.推土机的组成,发动机、传动系统、工作装置、控制装置、驾驶室和机罩等组成,2.
19、推土机的分类,（1）按其行走机构的不同,履带式推土机（图示）和轮胎式推土机（图示）,（2）按其传动方式不同,机械传动推土机（图示）和液压传动推土机（图示）,履带式推土机,轮胎式推土机,机械传动推土机,液压传动推土机,3.推土机的特点,推土机构造简单，操作灵活，运转方便，所需作业面小，功率大，能爬30左右的缓坡。,4.推土机的适用范围,适用于施工场地清理和平整，开挖深度不超过1.5m的基坑以及沟槽的回填土，堆筑高度在1.5m以内的路基、堤坝等。在推土机后面安装松土装置，可破松硬土和冻土，还可牵引无动力的土方机械(如拖式铲运机、羊脚碾等)进行其它土方作业。推土机的推运距离宜在100m以内，当推运距
20、离在3060m时，经济效益最好。,下坡推土法：借助机械重力增加推力，缩短推土时间，一般可提高生产率 3 0，坡度不宜超过15，否则后退时爬坡困难；分批集中一次推土法：适用于运距远且土质坚硬时，切土深度不大，可以减少运土时间；并列推土法：平整较大面积场地时，两台或三台并列推土可减少土的散失，提高生产率，两台并列可增加推土量15一30，平均运距不超过5070米，也不宜低于20米；槽形推土法：多次在一条作业线上推土，形成一条浅槽从而减少土的散失，推土量可提高1030，适用于土层较厚运距较远；铲刀上附加侧板：适用于土质疏松时，增加推土量。,施工方法,槽形推土,下坡推土法,并列推土,5.提高推土机生产效
21、率的方法：,(1)下坡推土。借推土机自重，增大铲刀的切土深度和运土数量，以提高推土能力和缩短运土时间。一般可提高效率30-40%。(2)并列推土。对于大面积土方工程，可用2-3台推土机并列推土。推土时，两铲刀相距1530cm，以减少土的侧向散失，倒车时，分别按先后顺序退回。平均运距不超过50-75m时，效率最高。(3)沟槽推土。当运距较远，挖土层较厚时，利用前次推土形成的槽推土，可大大减少土方散失，从而提高效率。此外，还可在推土板两侧附加侧板，增大推土板前的推土体积以提高推土效率。,第四节 土方工程的机械化施工,土方工程施工机械的种类繁多，有推土机、铲运机、平土机、松土机、单斗挖土机及多斗挖土
22、机和各种碾压、夯实机械等。在建筑工程施工中，以推土机、铲运机和挖掘机应用最广，也具有代表性。现将这几种机械的性能、适用范围及施工方法予以介绍。一：推土机 1：推土机是土方工程施工的主要机械之一，是在履带式拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械。常用推土机的发动机功率有45、75、90、120（kW）等数种。推土板有索式和液压操纵两种。图示是液压操纵的推土机外形图。液压操纵推土板的推土机除了可以升降推土板外，还可调整推土板的角度，因此具有更大的灵活性。,液压操纵推土机外形图,2：推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面较小、行驶速度快、,能爬30左右的缓坡，因此应用范围较广,3：推土机作业以切土和推
23、运土为主，切土时应根据土质情况,尽量采用最大切土深度在最短距离(610m)内完成，以便缩短低,低速行进的时间，然后直接推运到预定地点。,上下坡度不得,超过35，横坡不得超过10。几台推土机同时作业时，前后距离应大于8m,3：推土机经济运距在100m以内，效率最高的运距为60m。为提高生产率，可采用下述方法：（1）槽形推土。推土机多次在一条作业线上工作，使地面形成一条浅槽，以减少从铲刀两侧散漏。这样作业可增加推土量1030。槽深以1m左右为宜，槽间土埂宽约0.5m。在推出多条槽后，再将土埂推入槽内，然后运出。（2）下坡推土。在斜坡上方顺下坡方向工作。坡度不宜大于15，以免后退时爬坡困难。（3）并
24、列推土。在大面积场地平整时，可采用多台推土机并列作业。通常两机并列推土可增大推土量1530，三机并列推土可增加3040。并列推土的运距宜为2060m,槽形推土,下坡推土法,并列推土,二：铲运机 铲运机是一种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。按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运机两种。常用的铲运机斗容量为2m3、5m3、6m3、7m3等数种，按铲斗的操纵系统又可分为钢丝绳操纵和液压操纵两种。,C36型自行式铲运机外形图,1：铲运机操纵简单，不受地形限制，能独立工作，行驶速度快，生产效率高。,2：铲运机适于开挖一类至三类土，常用于坡度20以内的大面积土方挖、填、平整
25、、压实，大型基坑开挖和堤坝填筑等。3：铲运机运行路线和施工方法视工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等而定。其运行路线可采用环形路线或8字路线。其中托式铲运机的适用运距为80800m，当运距为200350m时效率最高。而自行式铲运机的适用运距为8001500m。采用下坡铲土、跨铲法、推土机助铲法等，可缩短装土时间提高土斗装土量，以充分发挥其效率。,(a)环形路线,(b)大环形路线,8字形路线,1铲土；2卸土,铲运机的开行路线,图 铲运机的开行路线,三：挖掘机 挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、
26、2.5m3等多种，工作装置有正铲、反铲、抓铲，机械传动挖掘机还有拉铲。使用较多的是正铲与反铲。挖掘机利用土斗直接挖土，因此也称为单斗挖土机。1：正铲挖掘机。正铲挖掘机外形如图示。挖土特点是：前进向上，强制切土。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，适于开挖含水量小于27的一类土至四类土和经爆破的岩石及冻土。1）：正铲挖掘机外形 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的装土量和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
27、求之外，还要考虑开挖方式和与运土机械配合的问题，尽量减少回转角度，缩短每个循环的延续时间。,2：反铲挖掘机。1）：反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土。挖土特点是：后退向下，强制切土。主要用于开挖停机面以下的土方，最大挖土深度46m，经济合理的挖土深度为24m。反铲也需配备运土汽车进行运输，其外形如图示。2）：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，如装车则回转角度也小，但边坡不易控制。3：拉铲挖掘机。1）：适用于一类至三类的土，可开挖较大基坑(槽)和沟渠，挖取水下泥土，也
28、可用于填筑路基、堤坝等。挖土特点是：后退向下，自重切土，其挖土深度和挖土半径都很大。拉铲能开挖停机面以下的土方，其工作状况如图示。2）：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。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。,LTC212双钢轮液压振动压路机,3Y18*21三轮光轮静碾压路机,全液压双轮驱动，双轮振动 自动振动控制，双频双振幅振动装置 全液压中央铰接转向，独特的蟹行机构可选配 司机室内宽敞舒适，配置旋转工作座椅使操纵更加灵活方便 司机室具备整体侧反功能，便于设备检修 叉脚式车架形式，压边性好,LTC212是采用国外先进技术并进口关键零部件而
29、生产的全液压振动压路机。该机为重型双钢轮串联式振动压路机，适合于压实道路沥青混凝土，砂石混合料和干硬性水泥混凝土，是公路、市政道路、停车场和工业场碾压平整的通用施工设备。,LTC06-、LTC08-手扶振动压路机,具有强大的激振力及很高的静线压力，有大小不同两种振幅，适宜于碾压非粘性材料如沙土、砾土、碎石、砂石混合料和岩石填方以及半粘土等。主要用于高等公路、矿山、大坝、机场、港口、工业场地等大型基础工程的压实。主要特点 机械行走，液压振动，双振幅，液压转向具有可靠的性能和最佳的功能/价格比。发动机采用可靠的6135/d6114系列柴油机，使用维修非常方便。手刹车和脚刹车两套制动装置，保证机器的安全性和可靠性。司机室宽敞舒适，采用优质橡胶元件减振。,LTP2030胶轮压路机,轮胎压路机系列依靠自身的重量压实建筑和道路工程中的粘性和非粘性材料如：沥青混凝土、砂砾混合料、各种稳定土和碾压水泥凝土(PCC材料)等，尤其适宜于高等级公路的路面处理。,主要特点 LTL2030大吨位低重心设计，操作安全舒适；选用康明斯6BTA柴油机，动力强劲有力，可适应于各种恶劣工况；前进后退各四档变速，玻璃钢洒水箱及多级洒水过滤系统可确保系统的可靠工作,全液压平地机,
