水利工程概論第九章施工機(jī)械化

1、第九章 水利工程施工機(jī)械化施工機(jī)械化的意義水利資源的開發(fā)從某種程度上講需要依賴于現(xiàn)代化的施工機(jī)械，這一觀點(diǎn)可以從我國水利水電工程建設(shè)史中得到證實(shí)。從建國以來，已建和在建的裝機(jī)容量1000MW以上的大型水利水電工程有劉家峽水電站、龍羊峽水電站、葛洲壩水利樞紐工程、二灘水電站、瀾滄江上的小灣(4200MW)電站、大朝山(1350MW)電站、漫灣(1500MW)電站、三峽水利樞紐等，這些工程都是依賴大量的、大容量的施工機(jī)械建成的。施工機(jī)械化的意義 葛洲壩水利樞紐工程在施工中為了解決混凝土澆筑強(qiáng)度不足的難題，采用30T高架門機(jī)施工機(jī)械化的意義 三峽最大的施工設(shè)備擺塔式纜機(jī), 塔身高150米，擺幅為正負(fù)

2、25米，主索長1412米，施工范圍覆蓋整個(gè)二期大壩壩頂。施工機(jī)械化的意義 工作幅度達(dá)100m的ROCTEC塔帶機(jī)施工機(jī)械化的意義 施工機(jī)械是施工企業(yè)進(jìn)行施工生產(chǎn)必不可少的技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)成生產(chǎn)力的重要因素。采用機(jī)械化施工是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、加快施工速度的主要途徑，是實(shí)現(xiàn)水利水電工程工業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。施工機(jī)械化的定義 施工機(jī)械化的概念比較廣泛，主要是在整個(gè)施工過程中，使用機(jī)械代替手工勞動(dòng)，從而節(jié)省人力和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。施工機(jī)械化的優(yōu)點(diǎn) (1) 具有很大的生產(chǎn)能力，從而能大量節(jié)省人力，免除或減輕繁重的體力勞動(dòng)。 (2) 機(jī)械的生產(chǎn)率高，操作管理人員少，提高了生產(chǎn)人員的勞動(dòng)生產(chǎn)率。 (3)機(jī)械化施工最

3、大的優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到很高的施工強(qiáng)度，施工速度快，能保證按期完成任務(wù)。 (4)與人力施工相比，機(jī)械化施工能提高工程質(zhì)量、降低材料悄耗量和節(jié)省工程費(fèi)用。 (5)對于一些人力難以完成的工程，往往能使工程順利進(jìn)行，從而擴(kuò)大了施工的可能性。我國水利施工機(jī)械化現(xiàn)狀我國混凝土壩采用的主要施工機(jī)械工程名稱壩型壩高混凝土工程量（104m3）主要施工機(jī)械附注攪拌裝置起重澆筑設(shè)備（t臺）新安江寬縫重力壩1051881.632541門機(jī)109纜機(jī)202工期3年，日最高澆注量7900m3丹江口寬縫重力壩972922.4221.631門機(jī)1010塔機(jī)104工期10年(中途停工)，日澆注量4200m3劉家峽重力壩140.676

4、2.442541纜機(jī)204工期3年，日最高澆注量6200m3烏江渡重力拱壩1651931.633門機(jī)103塔機(jī)101纜機(jī)203月澆注量70000m3三峽重力壩1812794240m3/h4(座)320m3/h2(座)360m3/h1(座)塔機(jī)104高架門機(jī)1010纜機(jī)202塔帶機(jī)共6座主要施工機(jī)械設(shè)備僅列出二期工程大壩及電站廠房我國水利施工機(jī)械化現(xiàn)狀 我國在水利水電建設(shè)中采用機(jī)械化施工是從五十年代后期開始的。建國以來，配備的大型澆筑起重機(jī)械和混凝土攪拌設(shè)備的數(shù)量較多。 目前，在混凝土壩、石板堆石壩施工中，我國已基本上實(shí)現(xiàn)了全盤機(jī)械化和綜合機(jī)械化施工。同時(shí)，在施工機(jī)械的配套和優(yōu)選機(jī)械化施工方案、

5、充分利用和發(fā)揮機(jī)械的效率等方面，已達(dá)到了相當(dāng)高的水平。我國水利施工機(jī)械化現(xiàn)狀 三峽水利樞紐工程在混凝土施工方面主要是以大型塔機(jī)和塔帶機(jī)為主的方案。我國水利施工機(jī)械化現(xiàn)狀 (一)大型塔機(jī)為主方案的主要優(yōu)缺點(diǎn) (1)門塔機(jī)布置在棧橋上，具有可移動(dòng)性，機(jī)動(dòng)靈活，可相互支援。即使出現(xiàn)主機(jī)故障也不致于影響該范圍內(nèi)的混凝土澆筑。 (2)塔機(jī)起吊高度大，工作幅度R=80m可起吊20t軌上最大起吊高度達(dá)90m，軌下起吊高度可達(dá)80m。 (3)塔機(jī)可自升，安裝高度較低，安裝工期較短，費(fèi)用較低。 (4)能適應(yīng)同一倉面多種標(biāo)號、不同級配的混凝土澆筑要求。 (5)倉面平倉振搗設(shè)備與門塔機(jī)節(jié)罐入倉速度容易匹配，有利于防

6、止漏振造成架空等質(zhì)量事故。 (6)大型塔機(jī)難以滿足碾壓混凝土施工強(qiáng)度要求。所以，在碾壓棍凝土部位一般還要輔以其他機(jī)械設(shè)備。我國水利施工機(jī)械化現(xiàn)狀 (二)塔帶機(jī)為主方案的主要優(yōu)缺點(diǎn) (1)塔帶機(jī)生產(chǎn)能力大。塔帶機(jī)理論生產(chǎn)率為400m3h，可以適應(yīng)高強(qiáng)度澆筑混凝土需要。 (2)適應(yīng)性強(qiáng)。塔帶機(jī)能正常澆筑三級配常態(tài)混疑土或碾壓混凝土。 (3)工作效率高。塔帶機(jī)輸送混凝土澆筑時(shí)所需技術(shù)工人少，平倉工作量小，能有效節(jié)省人工，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 (4)塔帶機(jī)安裝高度低，塔身能上升，安裝手段要求較低，所需時(shí)間也短。 (5)塔帶機(jī)為定點(diǎn)布置，一旦發(fā)生事故，在其控制的作業(yè)區(qū)內(nèi)全面停工。 水利工程機(jī)械的分類 水

7、利工程施工機(jī)械通常按施工過程分類，即把完成某一完整施工過程的機(jī)械歸為一類。一般分為八類： (1)水平運(yùn)輸機(jī)械，包括汽車、拖拉機(jī)運(yùn)輔、機(jī)車運(yùn)輸、架空索道、帶式輸送機(jī)等； (2)垂直運(yùn)輸機(jī)械，包括一般起重機(jī)、安裝起重機(jī)和混疑土澆筑起重機(jī)等； (3)裝卸機(jī)械包括裝載機(jī)、叉車等； (4)土方工程機(jī)械，包括準(zhǔn)備及輔助工程機(jī)械、挖土機(jī)械、挖土運(yùn)土機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械等。 水利工程機(jī)械的分類 (5)石方工程機(jī)械，包括鉆孔機(jī)械、裝藥機(jī)械及隧洞掘進(jìn)機(jī)； (6)基礎(chǔ)工程機(jī)械，包括打樁機(jī)、振動(dòng)沉樁設(shè)備、灌漿機(jī)械、沖擊鉆等； (7)混凝土及鋼筋混凝土工程機(jī)械，包括骨料制備機(jī)械、鋼筋及模板加工機(jī)械、拌合機(jī)及拌合樓、制冷設(shè)備、

8、混凝土泵車、平倉振搗機(jī)械等； (8)工程船舶，包括各種水上及水下工程船舶及機(jī)械。 水利工程機(jī)械的分類當(dāng)前，水利水電工程施工機(jī)械的發(fā)展趨向主要有： 專用大型化多能小型化 液壓化電子化水利工程機(jī)械的分類水利水電工程施工機(jī)械按工程概預(yù)算的口徑也分為八類: 土石方機(jī)械 基礎(chǔ)處理設(shè)備 混凝土機(jī)械 運(yùn)輸機(jī)械 起重機(jī)械 工程船舶 輔助設(shè)備 加工機(jī)械施工機(jī)械的生產(chǎn)能力和需要量的計(jì)算 機(jī)械的生產(chǎn)率機(jī)械的生產(chǎn)能力用生產(chǎn)率來表示。機(jī)械的生產(chǎn)率是指機(jī)械在一定時(shí)間內(nèi)和一定條件下所完成的生產(chǎn)量。它取決于四個(gè)因素： (1)機(jī)械本身的工作容量，即機(jī)械的技術(shù)性能； (2)工作對象的性質(zhì)和狀態(tài)，即作業(yè)項(xiàng)目和施工條件等； (3)機(jī)

9、械工作能力發(fā)揮的程度，即合理的使用； (4)施工組織完善的程度，即合理的組織。施工機(jī)械的生產(chǎn)能力和需要量的計(jì)算 機(jī)械的生產(chǎn)率因此，生產(chǎn)率的表示可分為三種： (1)理論生產(chǎn)率?；蚍Q結(jié)構(gòu)生產(chǎn)率，它是指機(jī)械在設(shè)計(jì)規(guī)定的速度和條件下，連續(xù)工作一個(gè)單位時(shí)間(1h)的生產(chǎn)量。 (2)技術(shù)生產(chǎn)率。它是指機(jī)械在特定的具體生產(chǎn)條件下連續(xù)工作一個(gè)單位時(shí)間(1h)的生產(chǎn)量。 (3)實(shí)際生產(chǎn)率。這是指機(jī)械在各種因素共同作用和影響下，在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)(1h)的生產(chǎn)量。施工機(jī)械的生產(chǎn)能力和需要量的計(jì)算 機(jī)械生產(chǎn)管理指標(biāo) (1)機(jī)械完好率=機(jī)械技術(shù)狀況完好的臺(班)數(shù)/機(jī)械的制度臺時(shí)(班)數(shù)機(jī)械完好率是反映機(jī)械技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況

10、的指標(biāo)。 (2)時(shí)間利用率=機(jī)械實(shí)際工作臺時(shí)(班)數(shù)機(jī)械的制度臺時(shí)(班)數(shù)反映了機(jī)械臺時(shí)(班)時(shí)間的利用程度。 (3)機(jī)械的生產(chǎn)效率=實(shí)際完成總產(chǎn)量報(bào)告期內(nèi)總能力反映了機(jī)械生產(chǎn)能力的發(fā)揮程度，體現(xiàn)機(jī)械管理與使用水平。施工機(jī)械的生產(chǎn)能力和需要量的計(jì)算 施工機(jī)械需要量計(jì)算 施工機(jī)械的需要量的確定，即要解決一定時(shí)段內(nèi)要求機(jī)械完成的工程量與機(jī)械實(shí)際能夠完成的工程量之間的矛盾。N為機(jī)械的需要臺數(shù);Q為計(jì)劃時(shí)段內(nèi)應(yīng)完成的工程量;P1為機(jī)械在計(jì)劃時(shí)段內(nèi)的制度臺班數(shù);P2機(jī)械的臺班生產(chǎn)率 (m3臺班); P3機(jī)械的利用率.施工機(jī)械的生產(chǎn)能力和需要量的計(jì)算 機(jī)械配套及原則 要使機(jī)群在協(xié)作作業(yè)過程中產(chǎn)生最大的生產(chǎn)

11、效率，在進(jìn)行機(jī)械配套時(shí)要遵循的重要原則是，使次要機(jī)械和所有的工作過程滿足于主要機(jī)械生產(chǎn)效率的發(fā)揮。 機(jī)械化施工的協(xié)調(diào)配合就是要以充分發(fā)揮主要機(jī)械的生產(chǎn)能力為原則。施工機(jī)械的選型機(jī)械選型應(yīng)考慮的因素 在進(jìn)行施工的選型時(shí)，除了要對機(jī)械設(shè)備技術(shù)水平及生產(chǎn)能力進(jìn)行調(diào)查外，還應(yīng)考慮下列因素： (1)能適應(yīng)施工規(guī)模和施工期限的要求； (2)能滿足施工特點(diǎn)和施工條件的需要； (3)采用機(jī)械的場合與機(jī)械的性參數(shù)相結(jié)合，能發(fā)揮機(jī)械效率，節(jié)約能源和施工費(fèi)； (4)能保證工程質(zhì)量、施工安全、不污染環(huán)境； (5)容易安裝、拆遷，機(jī)械本身的制造質(zhì)量好，使用可靠，技術(shù)先進(jìn)，易于使用維修和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； (6)在機(jī)械配套大、

12、中、小比例適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，符合機(jī)型簡化的要求。施工機(jī)械的選型施工機(jī)械選型原則 (1)工程規(guī)模； (2)工程特點(diǎn)；(壩型、壩高、施工階段、地形條件) (3) 機(jī)械化組合原則；(主要機(jī)械和配套機(jī)械、輔助機(jī)械，牽引機(jī)及其機(jī)具的組合，組合機(jī)械的生產(chǎn)能力) 施工機(jī)械的選型機(jī)械類型和臺數(shù)組合 (1)盡可能減少組合機(jī)械的機(jī)種數(shù)。因?yàn)樵谕涣魉鳂I(yè)過程中，參與組合的機(jī)械種類越多，整個(gè)作業(yè)過程的總效率就越低；反之，組合的機(jī)種數(shù)越少，總效率就越高。 (2)并列組合。如果只依靠一套組合機(jī)械作業(yè)，當(dāng)主要機(jī)械發(fā)生故障時(shí)，就很容易引起全線停工。假若選用兩套或多套并列作業(yè)，就可以避免全線停產(chǎn)事故。機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)分析與核算施

13、工機(jī)械臺時(shí)（班）費(fèi) 施工機(jī)械臺時(shí)費(fèi)是指一個(gè)臺時(shí)中為保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所必須支出和分?jǐn)偟母黜?xiàng)費(fèi)用之和。機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)分析與核算施工機(jī)械折舊 施工機(jī)械的折舊和大修理費(fèi)用是構(gòu)成施工機(jī)械設(shè)備使用成本的重要組成部分。 基本折舊費(fèi)是指施工機(jī)械在規(guī)定使用期內(nèi)收回原值的臺時(shí)折舊攤銷費(fèi)。 基本折舊費(fèi)=機(jī)械預(yù)算價(jià)格x(1殘值率)機(jī)械規(guī)定使用臺時(shí)數(shù)機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)分析與核算機(jī)械化施工總成本 (1)機(jī)械化施工總成本的計(jì)算范圍是按照使用機(jī)械化施工方法完成工程量指標(biāo)計(jì)算的，內(nèi)容包括機(jī)械使用費(fèi)、工程材料費(fèi)、人工費(fèi)、施工管理費(fèi)以及其他有關(guān)費(fèi)用?？偝杀?機(jī)械費(fèi)+工程材料費(fèi)+人工費(fèi)+施工管理費(fèi)+其他費(fèi)用 (2)機(jī)械化施工單位成

14、本是把機(jī)械化施工總成本按單位工程量分?jǐn)偟馁M(fèi)用。它反映機(jī)械化施工的費(fèi)用水平，是進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析不可缺少的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)分析與核算機(jī)械使用效益核算 機(jī)械施工企業(yè)核算其使用機(jī)械的經(jīng)濟(jì)效益，主要由以下幾部分指標(biāo)所組成： (1)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益=企業(yè)全部收入-企業(yè)全部支出。 (2)自用機(jī)械的經(jīng)濟(jì)效益=自用機(jī)械的經(jīng)濟(jì)收入-自用機(jī)械的經(jīng)濟(jì)支出。 (3)出租機(jī)械的經(jīng)濟(jì)效益=出租機(jī)械的經(jīng)濟(jì)收入-實(shí)際支出費(fèi)用。 (4)班組(單機(jī))經(jīng)濟(jì)效益=班組(單機(jī))經(jīng)濟(jì)收入-班組(單機(jī))經(jīng)濟(jì)支出。機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)分析與核算機(jī)械使用效益核算施工機(jī)械化水平通常用以下幾個(gè)指標(biāo)來衡量：機(jī)械化程度裝備率設(shè)備完好率設(shè)備利用率綜合機(jī)械化程度機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)分析與核算機(jī)械使用效益核算 水利水電工程施工機(jī)械化水平是指機(jī)械化施工中發(fā)揮機(jī)械設(shè)備效能的水平。一項(xiàng)工程施工或一個(gè)施工企業(yè)單位，雖然施工機(jī)械化程度高、技術(shù)裝備的能力強(qiáng)，但并不能說明它的施工機(jī)械化水平高。對水利水電工程建設(shè)而言，不論工程的規(guī)模大小，它的施工機(jī)械化水平的高低，應(yīng)綜合體