土方施工机械之铲运机(2)

图2-3-6 综合作业方式的运行路线（尺寸单位：m）

1-弃土堆；2-铲土；3-卸土

图2-3-7 铲运机开挖路堑的顺序

图2-3-8 铲运机傍山挖土法

a）里低外高作业断面；b）利用土坎形成外高里低作业断面

5．铲运机生产率的计算

铲运机生产率是指铲运机每小时完成的土方量（m3）（实方），计算公式如下：

Q?60KshK?q?m （m3/h） TKs

式中：q——铲斗容量，m3；

T——每一工作循环时间，min；

Ksh——铲运机时间利用系数；

Km——铲斗充满系数，一般干砂为0.6～0.7，湿砂为0.7～0.9，砂土和粘性土为

1.1～1.2，干粘土为1.0～1.1；

Ks——土壤松散系数，一般干砂为1.1，湿砂为1.05～1.20，砂土和粘性土为1.20～

1.40，干粘土为1.2～1.3。

铲运机每一工作循环的时间T，由下式计算：

T?LcLyLxLh????td?2tw vcvyvxvh

式中：Lc、Ly、Lx、Lh——铲运机的铲土、运土、卸土和回程长度，m；

vc、vy、vx、vh——铲运机的铲土、运土、卸土和回程速度，m/min；

td——换档时间，min；

tw——换向时间，min。

6．提高铲运机生产率的措施

从计算公式看出，影响铲运机生产率的主要因素有铲斗充满系数Km，每一工作循环的时间T和时间利用系数Ksh。影响Km的因素除土壤性质、施工条件和自然条件外，还有驾驶员的操作熟练程度、操作方法和其它施工辅助措施。影响T的因素主要是铲运机施工运行路线和驾驶员对基本作业操作方法的合理运用程度。为了提高铲运机的生产率，一般可采用下列措施：

（1）起伏式铲土法

开始铲土时，切土较深以充分利用发动机的功率，随着铲土前进，发动机负荷的增大，其转速渐趋降低，这时逐渐提斗减小切土深度，使发动机转速复原，尔后再降斗切土（深度比第一次要浅些），如此反复进行几次

直至装满铲斗。此法可缩短铲土长度

和铲土时间。

（2）跨铲铲土法

如图2-3-9所示，先在取土场的

第一排铲土道取土，在两铲土道之间

留出铲运机一半宽度的一条土埂；第

二排铲土道的起点与第一排铲土道的

起点相距约半个铲土长度，其铲土方图2-3-9 跨铲铲土法铲土次序示意图

向对准第一排取土后留下的土埂。以

后每排取土的方法，比照第http:///
一、二排的关系进行。这种铲土法，从第二排起，每次铲土的后半段由于减小了切土宽度，使铲土阻力随着斗内土量的增加而减小，发动机的负荷比较均衡。所以在发动机功率不变的情况下，既缩短了铲装时间，又提高了铲装效率。在土质较坚硬的取土场中采用此法，可提高效率10%左右。

（3）快速铲土法

当铲运机以较高速度返回而进入铲土位置时，立即放斗切土，利用惯性铲装一部分土，待发动机负荷激增而转速降低时，再换一档速度继续铲装，这样也可缩短铲装时间。

（4）硬土预松

对坚硬的土壤，用松土机预先进行疏松。松土机必须配合铲运机的铲装作业逐层疏松，并使松土层深度与铲运机切土深度相一致，以免因疏松过深而影响铲运机的牵引力。

（5）下坡铲土法

利用铲运机下坡行驶时重力分力的作用，加大切土深度，缩短铲土时间。此法不仅适用于有坡度的地形，就是在平坦地段也可铲成下坡地形，铲土坡度一般为3°～15°。

（6）助铲法

在工程施工中，由于土质多变，地形多变，铲运机的机况也难于一致，往往出现铲运机自身的动力满足不了铲土的需要致使效率严重受到影响，尤其在硬土地段刀片往往不易切入土层，造成铲斗装不满的“刮地皮”现象。为了解决这一问题，施工中往往用一台或多台机械采用前拖或后推或两者兼而有之的方法来帮助铲运机进行铲土作业，我们将这一方法称为助铲法，且以推土机后推助铲最为常见，如图2-3-10所示。

图2-3-10 用推土机为铲运机助铲

7．铲运机的选用

根据工程施工的自然条件以及铲运机的性能和特点进行合理选型是取得铲运机施工最高经济效益并获得最大生产率的关键因素之一。

（1）按运距选用

铲运机的经济运距是选用铲运机的基本依据。在100～2500m范围内，土方工程最佳的装运设备是铲运机。

一般情况下，小斗容量（6m3）铲运机的最小运距应大于100m为宜，而最大运距应小于350m，其最经济的运距为200~350m；大斗容量（10～30m3以上）铲运机的最小运矩为800m，而最大运距可达到2000m以上。铲运机的经济运距一般与其斗容成正比，可参考表2-3-2和表2-3-3选取铲运机的机型。

几种国产铲运机的使用条件表表2-3-2

（2）按铲装材料的性质选用

普通装载式的铲运机适合于在Ⅱ级以下土质中使用，若遇Ⅲ、Ⅳ级土时，应对其进行预先翻松。铲运机最适宜在含水量为25%以下的松散砂土和粘性土中施工，而不适合在干燥的粉砂土和潮湿的粘性土中施工，更不适合在地下水位高的潮湿地带、沼泽地带以及岩石类地带作业。

带松土齿的铲运机可铲装较硬的土质。（3）按施工地形选用

利用下坡铲装和运输可提高铲运机的生产率，适用铲运机作业的最佳坡度为7°~8°，坡度过大不利于装斗。因此，铲运机适用于从路旁两侧取土坑取土填筑路堤（3~8m高）或两侧弃土挖深3~8m路堑的作业。纵向运土路面应平整。

铲运机适用于大面积场地的平整作业、铲平大土堆以及填挖大型管道沟槽和装运河道土方等工程。

（4）按机种选用

铲运机类型主要根据使用条件选择，如土的性质、运距、道路条件、坡度等。

双发动机式铲运机具有加速性能好、牵引力大、运输速度快、爬坡能力强、可在较恶劣地面条件下施工等优点，但其投资大。所以，只有在单发动机式铲运机难以胜任的工程条件下，双发动机式铲运机才具有较好的经济效果。

实际选用中，可根据具体情况和以上原则参考表2-3-2和2-3-3进行。

各种铲运机的适用范围表2-3-3