土石方工程概念知識

挖掘機

械挖掘機的每一個工作循環(huán)包括：挖掘、回轉(zhuǎn)、卸土和返回四個過程。正鏟挖掘機鏟斗向上，主要適于挖掘停機面以上的土方，生產(chǎn)率高，是單斗挖掘機的主要形式。反鏟挖掘機適于開挖停機面以下的土方，可甩土、鋪料、修路及鋪路等，同時也能用于水下開挖。挖土方式：①溝端開行；②溝側(cè)開行。第一頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械拉鏟挖掘機后退向下，自重切土。一般用于挖掘停機面以下的土方，最適于開挖水下土方及含水量大的土方。抓斗挖掘機適于挖掘窄深基坑或沉井中的水下淤泥及砂卵石等松軟土方（挖掘深度一般30米內(nèi)）。多斗挖掘機適用于開挖溝渠、剝離采料場或露天礦床的浮土、修理斜坡或裝卸松散材料。裝置通用性較差。第二頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械②主要作用及適用范圍A、開挖建筑物的基礎(chǔ)；B、開采土料、砂礫料、剝除材料場的覆蓋層；C、在采料場、隧洞、地下廠房和堆料場中進行裝卸作業(yè)；D、挖掘溝渠、運河和疏浚水道；E、更換裝置后可進行混凝土澆筑、材料的調(diào)運、設(shè)備的安裝、預(yù)制樁打樁、回填土的夯實等工作。是水電工程建設(shè)中使用最多的設(shè)備之一。第三頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械③單斗挖掘機產(chǎn)品型號編制規(guī)定類組型特征代號代號含義主參數(shù)名稱單位挖掘機單斗挖掘機履帶式W機械單斗挖掘機標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100D(電)WD電動單斗挖掘機標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100Y(液)WY液壓單斗挖掘機標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100B(臂)WB長臂單斗挖掘機標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100S(隧)WS隧洞單斗挖掘機標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100輪胎式WL輪胎機械標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100D(電)WLD輪胎電動標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100Y(液)WLY輪胎液壓標(biāo)準(zhǔn)斗容m3×100例：

WY160A液壓挖掘機斗容1.6m3WS100型隧洞挖掘機斗容1.0m3WD400型電動挖掘機斗容4.0m3第四頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械⑤挖掘機的選型和運輸工具的選擇A、挖掘機的選型由于工程規(guī)模、施工條件，使用場合各不相同，對挖掘機的要求也不一樣，選擇適合具體情況、優(yōu)質(zhì)、高效的挖掘機，對提高施工質(zhì)量、加快施工進度、降低工程造價都將起很大作用。主要考慮以下三個方面：

a、設(shè)計的總工程量及高峰工作量、施工期限、工程造價、氣候、地理、地質(zhì)地形條件，開挖層次，工作面數(shù)量、爆破技術(shù)、交通條件等選擇合適的機型，以確定鏟斗容量及生產(chǎn)率；第五頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械b、根據(jù)土壤的性質(zhì)、級別、施工方法、掌子位置等方面的因素來選擇挖掘機工作裝置的形式；c、根據(jù)施工現(xiàn)場的動力供應(yīng)條件、地層的穩(wěn)定性和抗陷系數(shù)、內(nèi)部道路質(zhì)量和坡度大小，以及非運輸機械行走的距離和頻繁程度等方面的因素，確定挖掘機動力裝置和行走裝置的型式。?需要挖掘機的臺數(shù)

N＝W/Q/TW:設(shè)計期限內(nèi)應(yīng)由挖掘機來完成的總工程量

Q:挖掘機實際生產(chǎn)能力

T:設(shè)計期限內(nèi)挖掘機的有效工作時間第六頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械如:某工程尾水渠需開挖5萬m3覆蓋層，按工期安排，需要15天內(nèi)全部挖出，若采用1.2m3液壓挖掘機（小時產(chǎn)量150m3），每天有效工作時間為10小時，問：需要配幾臺挖掘機？解：50000/(150*10)/15=2.22臺約需3臺第七頁，編輯于星期六：二十點五十八分。挖掘機

械國產(chǎn)裝載機型號代碼

ⅠⅡⅢⅣⅠ、“字母Z”為裝載機的代號；Ⅱ、機型代號：L（輪胎式），Y（液壓），J（絞接），D（井下）Ⅲ、主參數(shù)代號：表示鏟斗載重量，以t為單位；Ⅳ、設(shè)計改進代號。

例、ZL-30輪胎式裝載機，載重3t。第八頁，編輯于星期六：二十點五十八分。

運輸機

械運輸機械的選擇

一般而言運距在100m以內(nèi)應(yīng)選用推土機，不必配備其他運輸設(shè)備；運距在200m以內(nèi)采用裝載機作為挖掘與運輸設(shè)備較為合適；運距超過250m則應(yīng)采用挖掘機（或裝載機）與汽車配套使用；運距不足1000m最好選用鉸接式自卸汽車（具有更良好的機動性、地面及氣候適應(yīng)性）；運距較遠且部位工作量大，則應(yīng)選用剛性自卸汽車作為運輸手段。

第九頁，編輯于星期六：二十點五十八分。案例3:××移民項目需加高河灘滿足移民安置需要，設(shè)計要求回填加高0.8-3.5m，總量178萬m3，設(shè)計干容重1.68t/m3,天然干容重1.54t/m3。據(jù)施組資料，其填筑料有3個來源點，1#料源占24%，2#料源占37%，3#料源占39%。其中：（1）1#料源直接采用本工程基坑開挖渣料，其開挖和運輸單價分別為2.52元/m3（自然方）和12.94元/m3（自然方）；（2）2#料源從上游左岸4km的A料場供應(yīng)，A料場需覆蓋層清除1.8萬m3，該工序單價為5.80元/m3（自然方），2#料源土料的開采運輸工序單價為18.56元/m3（自然方）；（3）3#料源從下游右岸2km的B料場供應(yīng)，開采運輸工序單價為9.87元/m3（自然方）；

碾壓工序單價為8.21元/m3（壓實方）。機械填筑土料綜合損耗系數(shù)為5.93%；根據(jù)上述給定條件計算該項目土方填筑單價。第十頁，編輯于星期六：二十點五十八分。解：1）覆蓋層清除應(yīng)按清除總量乘單價后計入輔助工程中料場覆蓋層清除及防護工程項下的料場覆蓋層清除；2）1#料源單價（占24%）應(yīng)該計入相應(yīng)項目的土方開挖單價中，本料源單價為零；3）2#料源單價（占37%）

18.56×0.37=6.87元/m3（自然方）4）3#料源單價（占39%）

9.87×0.39=3.85元/m3（自然方）5）碾壓工序單價：8.21元/m3（壓實方）6）該項目土方填筑綜合概算單價（0+6.87+3.85）×1.68/1.54*（1+5.93%）+8.21=19.53

元/m3（壓實方）第十一頁，編輯于星期六：二十點五十八分。案例4:

某施工工地發(fā)生泥石流，從溝口滑下泥石流10萬m3，經(jīng)設(shè)計鑒定，主要為樹根、很少量的小石子及大量的土方，綜合可考慮為III類土，現(xiàn)用3m3液壓挖掘機裝20t自卸汽車運至3.5km外的工地渣場，該覆蓋層開挖概算單價編制應(yīng)選用的定額等。第十二頁，編輯于星期六：二十點五十八分。案例5:

某水電工程大壩覆蓋層開挖，經(jīng)設(shè)計確認，其中大于0.7m3的孤石約占總量的10%，覆蓋層為IV類土，現(xiàn)用4m3液壓挖掘機裝20t自卸汽車運至6.0km外的工地1#渣場，請編制該覆蓋層開挖概算單價。

（參考土方例一基礎(chǔ)資料，完成本單價編制）第十三頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.1.2巖石及圍巖的分類圍巖類別圍巖穩(wěn)定性圍巖總評分T圍巖強度應(yīng)力比S支護類型Ⅰ穩(wěn)定。圍巖可長期穩(wěn)定，一般無不穩(wěn)定塊體

T>85>4不支護Ⅱ基本穩(wěn)定。圍巖整體穩(wěn)定，不會產(chǎn)生塑性變形，局部可能產(chǎn)生掉塊85≥T>65>4不支護或局部錨桿或噴薄層混凝土。大跨度時，噴混凝土、系統(tǒng)錨桿加鋼筋網(wǎng)Ⅲ局部穩(wěn)定性差。圍巖強度不足局部會產(chǎn)生塑性變形，不支護可能產(chǎn)生塌方或變形破壞。完整的較軟巖，可能暫時穩(wěn)定65≥T>45>2噴混凝土、系統(tǒng)錨桿上加鋼筋網(wǎng)Ⅳ不穩(wěn)定。圍巖自穩(wěn)時間很短，規(guī)模較大的各種變形和破壞都可能發(fā)生45≥T>25

>2

噴混凝土、系統(tǒng)錨桿加鋼筋網(wǎng)，或加鋼構(gòu)架Ⅴ極不穩(wěn)定。圍巖不能自穩(wěn)，變形破壞嚴(yán)重T≤25

管棚、噴混凝土、系統(tǒng)錨桿、鋼構(gòu)架，必要時進行二次支護第十四頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.2石方工程量計算3.2.2.1石方開挖工程定額的計量單位石方開挖及石渣運輸?shù)染鶠椤白匀环健?。石方工程與土方工程有以下明顯區(qū)別，碾壓施工合格的成品實方，其容重小于自然方。3.2.2.2工程量計算

石方開挖：工程量應(yīng)按設(shè)計斷面計算；應(yīng)將明挖、溝槽挖、坑挖、暗挖分開，明挖應(yīng)將一般和坡面分開；暗挖中應(yīng)將平洞、斜井和豎井分開；同時還要注意區(qū)分不同巖石類別。地下工程石方開挖，必須按光面爆破的施工方法計算工程量。第十五頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.2石方工程量計算3.2.2.3超挖及施工附加量3.2.2.3.1定額中的超挖量為了保證設(shè)計斷面在施工中達到規(guī)范要求，且由于巖石開挖具有一定的不規(guī)則性，因此需擴大開挖斷面，擴大部分工程量即稱為超挖量。石方開挖工程施工中幾乎是不可避免的要發(fā)生超挖，應(yīng)按“寧欠毋超”的辦法進行施工，將超挖限制在一定范圍內(nèi)。超挖百分率：超挖量與設(shè)計開挖工程量的比值。斷面越小，超挖百分率越大。第十六頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.2石方工程量計算現(xiàn)行概算定額石方開挖的超挖量是根據(jù)DL/T5389-2007《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》及DL/T5099-2011《水工建筑物地下工程開挖施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定分析計算；根據(jù)規(guī)定，定額中的超挖量(δ)是按如下標(biāo)準(zhǔn)控制的，即：明挖：平面：δ≤20cm；邊坡：高度<8m，δ≤20cm；高度8～15m，δ≤30cm；高度16～30m，δ≤50cm；平洞：δ≤20cm；緩斜井、斜井、豎井：δ≤25cm。第十七頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.2石方工程量計算3.2.2.3.2定額中的施工附加量施工附加量指為滿足施工需要而必須額外增加的工作量，主要包括：1）因洞井開挖斷面小，運輸不方便，需部分擴大洞井尺寸而增加的錯車道工程量。2）在放炮時，施工人員及設(shè)備需要躲藏的地方而增加的工程量。3）存放工具需要增加的工程量。4）洞內(nèi)需要照明，需要存放照明設(shè)施而擴大斷面增加的工程量。第十八頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.2石方工程量計算5）設(shè)置臨時的排水溝。6）為開挖創(chuàng)造條件而開挖的工作平臺。7）為交通方便而開挖的零星施工便道。施工附加量百分率：施工附加量與設(shè)計斷面工程量的比值。如定額中斷面10m2平洞的施工附加量為6%。斷面越小，施工附加量百分率越大。第十九頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.2石方工程量計算已知某方形豎井設(shè)計開挖線邊長為8m，豎井高10m,豎井噴混凝土厚度為15cm，按規(guī)范規(guī)定允許超挖25cm，施工附加量為0；試求超挖百分率。解：設(shè)計開挖斷面S＝8m×8m＝64m2設(shè)計開挖量＝64m2×10m＝640m3超挖量＝[(8m＋0.25m×2)^2－(8m×8m)]×10m＝82.5m3超挖百分率＝82.5m3/640m3＝12.89%

第二十頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.3.4定額中的超挖及施工附加量8）石方明挖及石方洞挖子目計入了施工規(guī)范允許的合理超挖工程量和施工附加工程量。施工超挖量和施工附加量參照《97概算定額》和《水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》（DL5099—1999）經(jīng)分析后確定，平洞、豎（斜）井超挖按20㎝考慮。石方工程的超挖工程量和附加工程量參考系數(shù)如下：

第二十一頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.2.3.4定額中的超挖及施工附加量序號開挖工程項目超挖量及附加量系數(shù)1一般石方開挖1.60～5.00%2溝槽石方開挖5.90～15.90%3坑石方開挖2.50～21.71%4基礎(chǔ)石方開挖0.80～12.50%5基礎(chǔ)坡面石方開挖6.00～15.00%6洞井石方開挖5.9～34.20%7地下廠房石方開挖5.00%石方超挖量及附加量系數(shù)

一般石方開挖的超挖量及附加量系數(shù)與孔深成反比，溝槽石方開挖的超挖量及附加量系數(shù)與開挖面積成反比。其他項目類似。表中未列示的項目按常規(guī)計算超挖量計算系數(shù)第二十二頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.3石方工程單價的編制算例：某平洞出碴距離如下圖所示，假定隧洞開挖斷面為50m2，求該平洞開挖石碴洞內(nèi)、洞外綜合運距。第二十三頁，編輯于星期六：二十點五十八分?！窘狻?/p>

第一步，求出開挖各段的洞內(nèi)、洞外運距

A段：由左向右開挖，洞內(nèi)運距為500÷2＝250m，洞外運距為600m；

B段：由右向左開挖，洞內(nèi)運距為150＋300÷2＝300m，洞外運距為800m；第二十四頁，編輯于星期六：二十點五十八分。C段：由左向右開挖，洞內(nèi)運距為150＋400÷2＝350m，洞外運距為800m；

D段：由右向左開挖，洞內(nèi)運距為600÷2＝300m，洞外運距為1500m；第二十五頁，編輯于星期六：二十點五十八分。第二步：求出開挖各段的工程量比例：開挖工程總量為(500＋300＋400＋600)m×50m2＝90000m3A段：500m×50m2÷90000m3

＝27.78%B段：300m×50m2÷90000m3

＝16.67%C段：400m×50m2÷90000m3

＝22.22%D段：600m×50m2÷90000m3

＝33.33%第二十六頁，編輯于星期六：二十點五十八分。3.3石方工程單價的編制第三步：求出綜合運距洞內(nèi)運距：250m×27.78%＋300m×16.67%＋350m×22.22%＋300m×33.33%＝297m。取300m。洞外運距：600m×27.78%＋800m×16.67%＋800m×22.22%＋1500m×33.33%＝978m（取1000m）

故該平洞開挖石碴運輸綜合運距為洞內(nèi)300m、洞外增運1000m。第二十七頁，編輯于星期六：二十點五十八分。補充案例:

某電站尾水出口后邊坡，在2012年特大暴雨后發(fā)生跨方，從邊坡垮塌下2萬m3石方（XII級巖石），將省道堵塞。

應(yīng)急搶險方案為：用3m3液壓反鏟挖掘機裝20t自卸汽車運至20km外的本電站項目移民造地區(qū)，該石方開挖概算單價應(yīng)選用的定額等。第二十八頁，編輯于星期六：二十點五十八分。

4.2.3堆石壩填筑單價編制4.2.3.2砂礫料的備料

通常在砂礫料豐富地區(qū)，采用開采天然砂礫料作為筑壩材料，只要滿足設(shè)計的技術(shù)質(zhì)量、儲量要求，并在運輸距離經(jīng)濟合理的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用砂礫料作為筑壩材料。由于采用砂礫料筑壩，通常是挖裝后直接運輸上壩，一般不需單獨計算備料單價。第二十九頁，編輯于星期六：二十點五十八分。

4.2.3堆石壩填筑單價編制4.2.3.3砂、碎石、塊石、反濾料、過渡料、墊層料的備料

砂、碎石、塊石、反濾料、過渡料、墊層料的備料，其開采、加工、運輸需納入整個工程砂石系統(tǒng)設(shè)計中考慮。備料單價可參照砂石料單價計算原則計算。第三十頁，編輯于星期六：二十點五十八分。

4.3.2

常用膠結(jié)材料

4.3.2.2常用膠結(jié)材料的質(zhì)量要求（1）和易性(也叫砌筑性)砌筑性良好的膠結(jié)材料能均勻地與石塊相結(jié)合，膠結(jié)材料的和易性取決于流動性和保水性。（2）強度砂漿按規(guī)定制作的標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定的基本養(yǎng)護條件下養(yǎng)護28天的抗壓強度(MPa)，用強度等級表示。根據(jù)強度等級的大小劃分為M0.4、M1、M2.5、M5、M7.5、M10、M15七個強度等級。第三十一頁，編輯于星期六：二十點五十八分。

4.3.2

常用膠結(jié)材料

4.3.2.2常用膠結(jié)材料的質(zhì)量要求（3）耐久性在水壓作用下抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性、耐腐蝕性。第三十二頁，編輯于星期六：二十點五十八分。

4.3.2

常用膠結(jié)材料

4.3.2.3常用膠結(jié)材料的配合比膠結(jié)材料的配合比必須通過試驗確定。其試驗方法與一般水工砂漿和水工混凝土相同。

——見教材P249第三十三頁，編輯于星期六：二十點五十八分。補充案例:

某工程土石壩主堆石料填筑工程量為200萬m3（壩體方），料場開采料占70%，其余30%利用溢洪道開挖料（開挖料直接上壩和需通過轉(zhuǎn)料場轉(zhuǎn)運各占50%）。開采料用液壓履帶鉆鉆孔爆破后，經(jīng)3m3液壓挖掘機裝32t自卸汽車運6km直接上壩；鉆爆單價為10.00元/m3自然方，挖、裝、運單價為30.00元/m3自然方。溢洪道石方開挖運輸直接上壩和到轉(zhuǎn)料場的單價均為40元/m3自然方，從轉(zhuǎn)料場采用3m3液壓挖掘機裝32t自卸汽車運2km上壩，挖、裝、運單價為16.00元/m3堆方。堆石碾壓(含平鋪、灑水、壓實、補夯、削坡等)單價為5.00元/m3壓實方。已知:開采料天然容重為2.6t/m3,設(shè)計壓實容重為2.1t/m3,轉(zhuǎn)運料堆方容重為1.8t/m3。開采、運輸、削坡、施工沉陷、超填及施工附加量等損耗率為2.4%。試計算該主堆石料填筑綜合單價？