浅析工程机械在路桥施工中的选择使用

2015-08-20 151 0

  现在就本人参加的上述两项工程做简要的介绍:上海S26东延伸工程位于G2京沪高速公路与G50沪渝高速公路之间,西起G1501上海绕城高速公路,东至G15沈海高速公路。主线高架采用高速公路标准,全长10.6km;沿线设置G1501立交、赵重立交、嘉松立交、G15共四座立交。新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段西起四川省的乐山市,向东南经过云南省至贵阳市。全段左线拉通正线桥梁总计474座,占线路总长的34.6%。新建隧道(含明洞)189座,占线路总长的46.9%。桥隧比重81.5%。正线路基长度95.389km,占线路长度的18.5%。本标段(CGZQSG-1标)主要工程位于四川省境内,成贵铁路起点至五通岷江特大桥51号墩,全长27.139km。工程范围涵盖特大桥、大桥、中桥、框架桥涵、隧道、路基与轨道工程。施工中,使用大中型机械设备种类、数量繁多。
 
  在路桥工程施工中,施工质量、施工安全、施工进度、施工成本是必须考虑的四要素,施工机械选择也要从这四个方面综合考虑。路桥建设项目工程量大时应该选择大型机械和先进技术设备,这样工作效率和安全度就会较高;工程量小,则宜选用小型经济的机械和现有设备,但这也不是绝对的。如一项大型土方工程,由于施工地区偏僻,道路、桥梁狭窄或载重量限制大型机械通过,如果只是专门为它的运输问题而修路、桥,显然是不经济的,因此应选用中型机械施工。这样做经济又实惠,减少了路途运输不方便带来的额外的麻烦和费用。
 
  一、施工工程机械的选择原则
 
  对于每个施工工程来讲,机械设备配备计划都是一项必不可少的内容,而配备计划最主要的依据就是施工方案,特别是工程量和施工进度计划,是合理选择机械的重要依据,优良的机械化配置可以保证路桥工程施工高质量、高效率、安全度高和耗费低的完成。坚持提高施工工作效率,降低施工人员劳动强度是工程建设机械化施工要达到的目标,也是最基本的原则。在选择路桥施工工程机械时,应该遵循下面几项基本的原则:
 
  (一)合理适用性原则。不同的路桥建设项目选择不同的机械设备,根据施工的内容、施工条件和施工量的大小以及施工进度计划选择机械的种类、大小及数量等。比如,公路路桥施工中箱梁重量及体积较小,一般选用中小型的架梁设备就可以满足架设要求,而铁路路桥施工中箱梁重达几百吨甚至上千吨,此时一定要选择大型运架设备才能满足施工需要;而且要充分考虑架桥机的安装时间对施工进度的影响,比如一台900吨的架桥机的安装需要40天左右的时间。对于路基施工,施工内容包括软基处理、路堤、底基层、基层、面层等,施工条件也各不相同,就严格要求选用的机械类型必须适合施工场地的季节性气候、地形、土质、场地大小、经济运距和达到工程质量要求。根据施工量的大小,选择适当大小的机械种类及数量,防止机械能力赘余而造成经济浪费,或者机械工作能力不足延误工期,不能保障工程进度及工程质量。所以工程机械选择的合理性原则是施工机械选择最基本的原则。
 
  (二)安全性原则。施工工程机械不仅要保证建设施工的质量和工期进度,更要保证施工人员的安全。施工机械的安全性能不容忽视,比如机械是否行使稳定,防尘隔音的效果,在危险施工时是不是可以遥控操作机械等。还有就是施工机械在作业时不会对周边环境和建筑设施产生破坏,特别是在跨越或靠近既有公路、铁路或高压电力线路施工时,施工机械的安全性显得极为重要。如在上海S26东延伸工程油墩港大桥挂篮施工以及塔吊安装施工中,都必须满足与上部穿越的500KV超高压线路的净空距离,否则就要改变施工方案和施工机械选择。又比如在确定成贵铁路五通岷江特大桥钢桁梁架设方案时,考虑对航道通航及架梁安全性的影响时,就放弃了设计推荐的浮吊+架梁机悬臂拼装施工方案,而是根据现场施工环境选择了安全性较高的临时墩+塔吊+架梁机悬臂拼装施工方案。
 
  (三)经济性原则。在选用施工机械时,要考虑到施工工程量与机械费用的联系,考虑施工工作面的展开与进场施工机械的数量及进场时间之间的联系,应尽量选用施工单位自有的机械,以减少资金的投入,充分发挥现有机械效率。若现有机械不满足过程需要,则可考虑租赁或购买。施工机械质量的保证也在经济效益范围内,质量优良的施工机械,可以降低使用过程的维修保养费用,减少故障率,提高工作效率,从而达到提高经济效益的目的。在施工机械的使用过程中,要进行机械费用分析,以便进一步优化施工机械选择。如本来土方量不大,却调用多台大型挖机、推土机、压路机等进行施工,结果不到一周就完工了,进度虽然加快了,但大型机械的台班费、进出场的运输费、便道的修筑费以及折旧费等固定费用相当庞大,就使得运行费用过高超过缩短工期所创造的价值。
 
  (四)先进性原则。工程施工为了提高经济效益,施工机械必须是高效低耗、性能好且稳定、工作安全可靠和施工质量高的特点。即使先进的机械市场价比较高,但是其性能好,安全度高出故障少,减少了机械故障修理费用,也可以取得良好的技术经济效益。先进的机械设备可以大大提高施工工作效率,有效降低劳动强度。比如在上海S26东延伸工程中推行使用的数控钢筋弯曲加工中心,使钢筋加工变成工厂化、模块化生产,大大降低了工人劳动强度,改善了工作环境,提高了工作效率。
 
  (五)机械的通用性和专业性原则。施工机械的选用应该考虑它的通用性和专业性,通用施工机械可以减少作业场地,代替一系列机械,减少工序,提高机械使用率,易于管理和修理。而专用的施工机械不仅工作效率高,技术一般也较先进,施工要求比较特殊的而且工程量比较大的可以选择专业性强的机械;对于工程量小而分散的工程,则应尽量采用多用途的施工机械。
 
  二、工程施工机械的合理组合
 
  (一)施工机械的合理组合
 
  选择施工机械时要考虑各种机械的合理组合,这样才能使选择的施工机械充分发挥效益。
 
  1、主要机械与辅助机械的组合。主机与辅机在数量和生产能力上要相互适应;配套机械的工作容量、生产率和数量应该稍微大一点,这样更容易发挥主要机械的工作效率。比如在沥青混凝土路面摊铺施工时,要有足够的沥青混合料运输车,以满足摊铺机能够连续作业;又如自卸运输车的车厢容量是挖掘机铲斗工作容量的三到五倍,注意不要大于七到八倍,这样可以协调自卸运输车和挖掘机之间的工作转换。
 
  2、作业线上的各种不同机械相互配套的组合。各种机械协调配合,有利于全面提高机械的工作效率,有效避免一方面某个机械超负荷运转,而另一个机械又停机待工的现象。比如对于一个混凝土拌合站,要根据拌合站的生产能力、施工现场要求,合理配置装载机及混凝土运输罐车的数量及类型,以期达到既能满足拌合站生产和运输混凝土的要求,又能充分发挥机械效率,获得最佳联合作业的生产效益的目的。
 
  3、作业线上的同种类型机械的组合施工。在路桥建设施工时,为保证施工进度,经常选择两套或者两套以上的同种类型的机械同时施工作业,这样即使因为一台或部分机械发生故障或者其他不足时,另外的机械仍然可以继续施工,防止发生施工场地全线停工现象。例如,人们一般使用两套沥青摊铺机、压路机并列在沥青路面施工;一个混凝土拌合站一般要配备两台装载机,一台装载机出故障时,另一台装载机可以继续工作,避免拌合站停产。
 
  三、施工机械的选择策略
 
  根据施工工程机械的选择和工程机械的组合方式,施工机械的选择策略就显而易见了,选择的施工机械既要经济高效、安全可靠、易于维修和保养,又能提高机械操作者的安全性和舒适性,在这样的前提下根据建设项目工程不同的实际情况选择施工机械。
 
  (一)根据路桥建设作业内容及工程结构特点选择施工机械
 
  拿路基工程施工来说,路基工程作业内容比较多,其中主要为土石方开挖、铲运、填筑、压实、整平等。在这些施工过程中伴随着伐木除根、松土、爆破、清理表层和布置等作业。每一种作业都能根据施工类别选择适当的机械和辅助设备,比如选择适当数量和型号的挖机、镐头破碎机、推土机、压路机等土石方施工机械,这样可以提高作业效率。在狭小的作业空间输送混凝土时,普通汽车泵无法伸展泵管臂架,就要考虑使用特殊功能的汽车泵(如大象泵)或固定地泵进行混凝土泵送作业。
 
  (二)路桥工程量大小以及施工进度计划决定施工机械的选择
 
  路桥建设工程量大、工期紧,如果施工机械太小、太少,工作效率就不高,满足不了施工进度要求,就不能在计划的工期范围内完成施工作业。路桥建设工程量小、工期宽裕,如果选择机械太大、太多,就不能充分利用机械生产效率,造成资源浪费。路桥建设项目应该根据施工计划中的月作业进度和日工作量选择施工机械的大小、类型、数量以及合适的进出场时间。
 
  (三)根据施工距离和路况选择施工机械
 
  根据施工距离选择施工机械十分重要,以水泥混凝土路面施工为例,在水泥混凝土路面施工过程中,考虑不同摊铺工艺的混凝土拌合物从搅拌机出料到运输、摊铺完成的允许最长时间应符合规定的要求,应根据施工进度、运量、运距及路况,选配合适的车型和车辆总数。在山区或坡度比较大大的道路进行施工时,宜选择车况好、动力大的车辆进行物料运输。选择施工机械要依据现场路况选择合适的的机械才能方便使用,满足施工要求,从而提高施工质量和效益。
 
  (四)根据气象条件选择施工机械
 
  气象条件作为选择施工机械的考虑因素,主要是考虑到雨水对土质及某些施工工艺的影响作用。雨水能够转变土壤及一些施工材料的性能和状态,使土壤变得松软粘性,承压力减弱,使水泥混凝土离析以及使沥青混凝土温度降低而结团成块等不良结果。这就要求在季节性雨期施工时,一些材料的运输机械要有防雨设备。土壤如果十分潮湿,施工场地道路泥泞的时候,应该采用履带式施工机械进行作业。而对于那种长期不下雨,土质干燥的施工场地可以使用轮式施工机械进行作业,并且对于标准化要求较高的工地,还要使用洒水车对干燥路面进行洒水,防止扬尘。
 
  (五)根据水文地质条件选择施工机械
 
  土质作为悬着施工机械的重要依据,主要是因为土壤是道路施工及桩基作业的主要对象,施工机械的施工质量、效率、成本都与土壤的性质、状态息息相关。不同的土壤性质和状态选择不同的土方施工机械,比如沿海地区土质松软,桩基成孔时多选用旋转钻机,而像四川乐山地区多以松散的砂卵砾石层为主,桩基成孔时宜采用冲击钻机。对于在江河、湖泊等水中施工作业时,就要选择适当吨位的船舶、浮吊等水上作业机械。只要我们选择了适合施工的机械,操作规范,施工质量和效率一定会得到提高,同时会获得较好经济效益。
 
  总结:
 
  路桥施工中,影响工程机械选择使用的因素很多,施工单位要根据施工工程实际情况,综合建设项目的各种因素,结合施工单位自身的经济实力和可持续进展对策,从全局角度进行考虑,选择施工质量高、效率高、经济效益好的施工机械,并做好机械的使用和管理工作。
 
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