(一)构筑路基作业
1.构筑填土路基
(1)构筑方法构筑填土路基,又称填筑路堤,是将预筑路基外的土壤,移填于设计标高以下的地段,以达到道路断面设计要求的作业方法,分为横向填筑和纵向填筑两种。由路基两侧或一侧取土,沿路基横断面填筑为横向填筑,多用于平坦路段;由路基高处或路基外取土,沿路基纵轴线填筑为纵向填筑,多用于山丘坡地。实施构筑填土路基作业时,除应遵循构筑填土路基的一般要求外,还应根据运距、取土位置和填筑高度,确定作业、行驶方法。
横向填筑路基的方法应视铲刀的宽度、路基的高度、取土坑允许的宽度及其位置而定。如用综合作业法单台推土机或多台推土机施工时,最好是分段进行。这样可增大工作面,便于管理,从而加速工程进度。分段距离一般为20~40m。
图3-34 一侧取土横向填筑路基
1—路堤 2—标定桩 3—标杆 4、5—推土机运行线
当一侧取土或填土高度超过0.7m时,取土坑的宽度必须适当增大。推土机铲土的顺序,应从取土坑的内侧开始逐渐向外。推土作业的线路可采用穿梭作业法进行,如图3-34所示。在施工过程中,推土机铲土后,可沿路堤直送至路基坡脚,卸土后仍按原线路返回到铲土始点。这样同一轨迹按堑壕运土法送两三刀就可达到0.7~0.8m的深度。此后推土机作小转弯倒退,以便向一侧移位,中间应留出0.5~0.8m的土垄。然后,仍按同一方法推运侧邻的土。如此向一侧转移,直到一段路堤筑完;然后,推土机反向侧移,推平取土坑上遗留的各条小土堤。
最大运距不超过70m、填筑高为1m以下路基时,应采用横向填筑作业。作业时,可在取土坑的全宽上分层铲土、分段逐层铲土。两侧取土时,每段最好用两台推土机并以同样的作业方法,面对路中心线推土,但双方一定要推过中心线一些,并注意路堤中心的压实,以保证质量。图3-35所示为两侧取土的作业线路。
图3-35 两侧取土横向填筑路基
B—路基宽 H—路基高
填土路基的填筑高度超过lm时,推土机作业困难,为减少运土阻力,应设置运土坡度便道,如图3-36所示。便道的纵坡坡度不大于1∶2.5,宽度应与工作面宽度相同,坡长为5~6m;便道的间隔应视填土高和取土坑的位置而定,一般不应超过100m。
图3-36 进出口坡道
在水网稻田地构筑填土路基时,首先要挖沟排水,清除淤泥。填筑长50m以内、高1m以下的路基,且两端有土可取时,可用推土机从两端分层向中间填筑;填筑高1m以上、长50m以上的路基时,用铲运机或装载机、挖掘机配合运输车,铲运渗水性良好的沙性土壤或碎石,自路中心线逐渐向两侧分层填筑。必要时用碎石、砾石、粗砂等材料,构筑厚为7~15cm透水路基隔离层,用推土机进行平整作业。
(2)注意事项
①作业前,要查桩和移桩,必要时进行放大样,以保证按设计要求作业。
②作业时,应分层有序地铲土、填筑和压实。每层新填土的厚度为20~30cm,一般不超过40cm,如图3-37所示。
图3-37 分层填筑
③采用一侧取土进行横向填筑作业时,需先从内侧开始,逐渐向外延伸,分段逐层铲运土壤,并从另一侧的路基坡角开始依次填筑,要注意填筑和压实外侧。
④采用两侧取土进行横向填筑作业时,双方卸土一定要过路基中心线,并注意路基中心线的压实。
⑤采用远处取土进行纵向填筑作业时,需按先从两侧后向中间的顺序,依坡度要求分层填筑。
⑥待填土达到标高后再填充中间部分,以形成路拱。
⑦填筑高1m以上路基时,应构筑坡度不大于(20°)的进出口坡道,以减少推土机的运行阻力和避免损坏路基边坡;待填土完毕后,推除坡道,填补路基缺口。
⑧路基填筑到设计标高后,需再运送30~40cm厚的土壤于路基顶面上,作为压实落沉和补充路肩缺土,如图3-38所示。
图3-38 落沉与补肩土
1—取土坑 2—路基 3—补肩土
⑨最后需平整路面,修筑路拱并压实,修整路肩、边坡和取土坑。从两侧取土时,先取低的一侧,后取高的一侧。
⑩雨季施工时,应先取容易积水的一侧。冬季上冻期前,应尽量将取土层薄的地段施工完毕,留下土层厚的地段进行冻期施工。
2.构筑挖土路基
(1)构筑方法构筑挖土路基,又称开挖路堑,是铲除预筑路基标高以上的余土,以形成路基的作业,分为横向开挖和纵向开挖两种。当路堑深度较大,不能进行路侧弃土时,采用纵向开挖;当路堑深度不大,且能将土运到路侧弃土堆时,采用横向开挖。推土机构筑挖土路基时,应根据作业地段挖土深度和弃土位置,确定作业方法。当挖深在1m以内时,推土机采用穿梭法进行横向分层开挖;当挖深大于1m且无移挖作填任务时,上部尽量采用横向开挖,底部纵向开挖;当挖深大于1m且有移挖作填任务时,推土机采用堑壕式运土法作业。
图3-39 横向构筑挖土路基
1、2—第一台、第二台推土机穿梭作业法 3—弃土堆
h—路堑深 b—路面宽 c—路堑宽
采取横向开挖路基时,作业可分层进行,其深度一般在2m以内为宜。如路基较宽,可以路中心为起点,采用横向推土穿梭作业法进行,从路堑中开挖的土壤,推到两边弃土堆,当推出一层后应调头向另一侧推运,直到反复调头挖完为止,如图3-39所示。若开挖的路基宽度不大,作业时可将推土机与路基中线垂直,或与路基中线成一定角度,沿路基开挖顶面全宽铲切土壤,并将土壤推运到对面的弃土处,再将推土机退回取土处,直至将路基开挖完毕。如开挖深度超过2m的深坑道路时,则需与其他机械配合施工。采用任何开挖路基的作业方法,都必须注意排水问题。在将近挖至规定断面时,应随时复核路基标高和宽度,避免超挖或欠挖。通常在挖出路基的粗略外形后,再用平地机和推土机来整修边坡、边沟和整理路拱。
山坡地面较陡时,上坡一侧不能弃土,应向下坡一侧弃土。挖到一定深度后,可改用缺口法,如图3-40所示。缺口间距一般为50~60m,推土机将缺口位置左右的挖除土方顺路地纵向推运,再经缺口通道推向弃土堆。
图3-40 缺口法弃土
采取纵向开挖路基时,一般是以路堑延长在100m范围内,常用推土机作纵向开挖。为便于排水和提高作业率,可采用斜坡推土。一般推土机作横向推土的运距为40~60m,作纵向推土可到80~120m。开挖时的程序和施工方法仍按深槽运土法,并从两侧向中间进行,根据工程要求,留出侧坡台阶。
(2)注意事项
①作业前,要查桩和移桩,确定取、弃土位置和开辟机械、车辆的行驶路线。
②横向开挖时,推土机铲刀不得伸出坡缘。
③纵向开挖时,应按先两边后中间的顺序进行,以保持路堑边坡的整齐。
④路堑开挖面需经常保持两侧低中间高的断面,以利于排水。
⑤在不能保证路堑外雨水不流入路堑内的情况下,应按设计要求回填弃土缺口。
⑥作业后,修整弃土堆和翻松临时占用的农田。
3.构筑半挖半填路基
(1)构筑方法半挖半填路基是从预筑路基的高侧挖土,填至低侧而形成的路基。构筑半挖半填路基时,应根据作业地段横坡度的大小,确定机械的作业、行驶方法。当横坡度小于15°时,可采用固定铲推土机阶梯运行法横向作业;当横坡度大于15°或地形复杂时,最好用活动铲推土机旁坡切土法纵向作业。作业时应将铲刀的平面角调到65°,倾斜角调到适当程度,然后,从路基内侧的边缘上部开始,沿路的纵向铲切土壤,并逐次将土铲运到填土部位,如图3-41所示。挖填断面接近设计断面时,应配以平地机修整边坡,开挖边沟,平整路面,修筑路拱,并用压路机压实路基和路面。如作业地段为山坡丘陵地,机械不宜全线展开作业,遇有岩石时,还需配以爆破作业。
图3-41 构筑半挖半填路基
如山腹坡度较陡或地形条件复杂时,应设法构筑平台,而后以平台为基地,沿路线纵向铲切土壤进行填筑。作业时,靠山坡内侧应比外侧铲土稍深,使推土机向内倾,并注意留出边坡,减少超挖。
(2)注意事项
①作业前,要查桩和移桩,他必要时进行放大样,以保证能按设计要求作业。
③若采用活动铲推土机作业,应事先调整好铲刀平面角和倾斜角。
④若采用挖掘机作业,应先用推土机构筑起挖平台。
⑤作业时,应分层有序地铲土、填筑和压实。
⑥向坡下填土时,铲刀不应伸出边缘。
⑦经常注意预防坡顶方向的落石、坡壁坍塌及坡角方向的陷落。
4.构筑移挖作填路基
(1)构筑方法填土路基是将预筑路基超高地段的土壤,纵向铲挖移运并填于低凹地段,而构筑形成的路基。构筑移挖作填路基时,应根据运距确定机械的作业方法。当运距在50~100m时,推土机采用重力助铲法铲土,堑壕式或并列式运土法运土,直线或穿梭法运行。如在移挖作填的地段上构筑路基,应先做好准备工作,即在未来路堑的顶端和填挖衔接处以及路的两侧,用标杆或用就便器材进行标示;铲除挖土地段的障碍,设好填土地段的涵管等。在挖土地段上构筑路基,下坡铲运弃土少,最为经济。作业时,应分层开挖,分层填筑,每层厚度在0.4m左右,如图3-42所示。
图3-42 构筑移挖作填路基
(2)注意事项
①作业前,要查桩和移桩,标示未来路堑的顶端终点和填挖衔接处。
②必要时清除作业地段的障碍物,设置填土地段的涵管。
③作业中,应注意分层有序地进行纵向开挖和填筑,每层填土厚度为30~40cm。
④开挖土质坚硬或含有大量砾石的路段时,需用松土器疏松。
⑤遇有岩石,可用凿岩机穿孔后实施爆破。(www.daowen.com)
⑥当挖、填接近达到设计断面时,应用平地机铲刮侧坡、开挖边沟、修整路面,用压路机压实路基和路面,必要时平整弃土场的弃土。
(二)铲除障碍物作业
1.清除树木和树墩
进行土方作业时,常会遇到树木、树墩等妨碍作业的障碍物,作业前应将其推除。由于树木、树墩的粗细和大小各不相同,推除时应根据具体情况,采用不同的作业方法。树木直径在10~15cm时,铲刀应切入土15~20cm,以Ⅰ挡前进,可将其连根铲除,如图3-43所示。伐除直径为16~25cm的独立树木时,应分两步伐除:先将铲刀提升到最大高度(铲土角调整为最小),推土机以Ⅰ挡进行推压树干;当树干倾倒时,将推土机倒回,而后将铲刀降于地面,以Ⅰ挡前进,当铲刀切入树根后,提升铲刀,将树木连根拔除,如图3-44所示。
图3-43 铲除小树和灌木
图3-44 伐除直径为16~25cm的树木
伐除直径为26~50cm的树木,其作业程序基本与上述相同,为便于推除,可采用借助土堆和切断树根两种方法。借助土堆法如图3-45a所示,即在树根处构筑一坡度在20%(11°)以下的土堆,推土机在土堆上将树干推倒,此时,铲刀应提升到最大高度。切断树根法如图3-45b所示,即用推土机先将树根从三面切断(铲刀应入土15~20cm),然后,将铲刀提升到最大高度,将树向树根没有切断的一面推倒。土堆法和切断树根法若结合起来使用,还可推除直径更大的树木。
图3-45 伐除直径为26~50cm的树木
a)借助土堆法 b)切断树根法
推除树墩比推除树木要困难一些,因为树墩短,铲刀的推压力臂小。推除直径为20cm以下的树墩时,使铲刀入土15~20cm处,以最大推力推压,如图3-46a所示;然后,使铲刀入土15~20cm,在推土机前进中提升铲刀,将树根推除,如图3-46b所示。若推除较大的树墩,可先将树墩的根切断,而后再按上述方法推除之。
图3-46 铲除直径20cm以下的树根
2.清除积雪、石块和其他障碍物
清除道路上的积雪或在雪地上开辟通路,均可用推土机进行。作业时,若使用活动铲推土机,则应从路中心纵向推运(平面角调至65°),把积雪推移到路的一侧。若使用固定铲推土机纵向推运,则需在推运过程中多次转向和倒车,将积雪推到路的一侧或两侧。条件许可的情况下,应将铲刀加宽和加高,进行横向推运。根据雪层的厚度和密度,作业时应以尽量高的速度进行。
在构筑道路时,若遇有需推除的孤石,可先将孤石周围的土推掉,使孤石暴露;推时先用铲刀试推,若推不动,就继续铲除周围的土,当石块能摇动后,将铲刀插到石块底部,平稳接合离合器(TY120型),根据负荷逐渐加大油门(节气门),并慢慢提升铲刀,即可推除孤石。
如使用推土机推运石碴和卵石时,最好使刀片紧贴地面,履带(或轮胎)最好也在原地面上行驶。如石碴较多,推土机应从石渣堆旁边开始,逐步往石渣的中心将石渣推除。推石渣时,不论前进或倒车都要特别注意防止油底壳及变速器箱体被石头顶坏。
3.推除硬土层
推土机在较硬的土壤上推土作业时,如有松土机或松土器,可先将硬土耙松;如没有松土机,也可用推土机直接开挖。用推土机铲除硬土时,需将铲刀的倾斜角调大,利用一个刀角将硬土层破开;然后,将铲刀沿地面破口处纵向或横向开挖。
推土机一边前进一边提升铲刀,掀起硬土块,逐步铲除硬土层。
(三)开挖平底坑
通常,将构筑掘开式工事时掘开的除土坑部分称为平底坑。推土机是开挖平底坑的重要机械。
用推土机开挖工事平底坑时,作业前应用标桩或就便材料标出平底坑的中心线及进出斜坡的起止点。标示物应设在机械作业活动界限之外。在作业时,应根据地形条件、土壤性质、气候状况、平底坑尺寸及开挖后安装支撑结构的时间,灵活地采用最有效的作业方法。
在晴天,密实的土壤上,以及在平底坑挖掘好后,随即安装支撑结构时,平底坑可挖成垂直形(即全深的宽度一样);在雨天,沙性土壤上,以及预先挖掘时,通常挖成阶梯形。
当平底坑的宽度不大(仅比铲刀宽些),且成垂直形,两端便于机械调头时,可采用穿梭作业法进行作业。即机械先向坑的一端铲运土壤,并将土运到弃土堆;而后,调头向另一端铲运土壤。如此反复,逐层铲到标定深度为止,如图3-47所示。若平底坑长度不大或两端不便于机械调头,可采用分次进退的作业方法进行开挖,如图3-48所示。作业时,先在平底坑的一半处,以进退的方法纵向开挖(见图3-48a);然后,调头在另一半上进行开挖(见图3-48b)。如此反复,达到全深为止,最后进行平整(见图3-48c)。
图3-47 以穿梭法开挖平底坑
图3-48 以分次进退法开挖平底坑
图3-49 以纵横法开挖平底坑
当平底坑较宽,长度又较大或带有侧坡时,应采用纵横开挖法。即首先在平底坑的全宽上横向铲运土壤,将土推到一侧或两侧(依地形和需要而定),达到1.2~1.4m时,再以穿梭法或分次进退法进行纵向开挖,达到全深为止,如图3-49所示。这种方法的特点是:在平底坑周围都有积土,便于回填掩盖工事。但在作业中应注意留出安装工事支撑结构作业所需的位置。构筑掩体时,由于周围构成环形胸墙,可减少开挖深度,使作业量减少1/3~1/2,以便提高工效。
(四)平整场地
推土机在行驶中铲凸填凹,使地面平整的作业方法分为铲填平整法和拖刀平整法,主要用于修整路基、平整地基、回填沟渠和铺散筑路材料。平整作业,通常开始时多采用铲填平整法,只有推土机在最后的几个行程,才采用拖刀平整法。
1.一般场地平整
对于面积不太大的场地或一般地基,往外运土已接近完成,标高也基本符合设计要求时,即开始进行平整。作业时应注意下列几点:
1)平整的起点应是平坦的,并自地基的挖方一端开始。若地基的挖方位置不在一端,则应由挖方处向四周进行平整。平整从较硬的基面上开始,容易掌握铲刀的平衡,不易出现歪斜。
2)平整时,将铲刀下缘降至与履带支撑面平齐,推土机以Ⅰ挡前进,铲去高出的土壤,填铺在低凹部,如图3-50所示。一般要保持铲刀的基本满负荷进行平整,可以保证铲刀平冲,不致使地面上再现波浪形状。
图3-50 平整场地
3)平整应保持直线前进,并按一定顺序逐铲进行,每一行程,均应与已平整的地面重叠0.3~0.5m。对于进行平整所形成不大的土垄,可用倒拖铲刀的方法使之平整。此时,铲刀应置于自由状态。
4)在平整时,除起推点外,尽量不要铲起过多的土,因此时除起推位置稍高外,其他处的标高基本合适。若不慎出现波浪或歪斜,可退回起推点,重新铲土经过该处后即可消除。
2.大面积地基的平整
对大面积地基的平整,操作方法与一般地基的平整基本相同,但还应注意以下几点:
1)在狭长地基上可横向进行平整,太宽时可由中间向两边进行平整,方形的地基可由中心向四周进行平整。这样能缩短平整的距离。平整距离太长时,铲刀前的松土不易保持到终点,容易使铲刀切入土中,不利于平整。
2)大面积平整可分片进行,特别是多台推土机参加作业时,更宜如此。这样既可以提高效率,又能保证平整质量。
3)平整时,不应交叉进行(单机平整其路线也不应交叉),应沿场地一边开始,向另一边逐次进行,或由中间逐次向两边进行平整。
4)平整经过石方较多的地段时,应注意不要将地基内的石块铲起(可适当提升铲刀稍离开地面),否则,不易使地基迅速达到平整程度,从而影响质量。
(五)开挖V形沟槽
在没有平地机的情况下,推土机可用来开挖道路两侧的边沟或其他V形沟槽。在开挖前应先标定好沟槽的中心线和边线。
先将推土机铲刀的平面角调至65°,倾斜角调到最大,然后,按几个行程进行开挖,如图3-51所示。开始作业时,应使铲刀长度的1/4对准所开挖沟槽的中心线,以直线铲土法将表面土层略加平整或铲除,推土机行驶30m左右后即退回。此时,可将推土机外侧履带置于前一行程所形成的土垄上,铲刀较低的一角对正中心线继续以直线进行铲土,完成沟槽的一半。最后再开挖另一半,即将机械调头,使内侧的履带置于已挖出的沟槽内,前进开挖。必要时,再往返一次,清除沟内的松土,加深沟槽,并将挖出的土整平于路基中心,形成拱形路面。
图3-51 用活动铲推土机开挖V形沟槽
(六)在泥泞地段的推土作业与自救
1.在泥泞地段的推土作业
在含水量较大的地方或雨后在泥泞地上推土时,容易发生陷车现象,故推土机每刀推土量不要过大,同时每刀都要推到指定卸土地点。在行驶中应避免停车、换挡、转向和制动等。每刀土要一气推出,有时还要以较高的挡(Ⅱ挡)进行推土,依靠机械的惯性力避免陷车。推土机履带轨迹不要重复,免得越陷越深。在推土过程中要注意不让履带产生打滑现象,如发生打滑应立即提升铲刀,减少铲刀前面的推土量;若此时推土机仍旧不能前进,则应立即挂倒挡后退,并注意不要提升铲刀和转向,因提升铲刀时,推土机前边受力,机身向前倾,促使推土机履带前半段下沉,后半段翘起;若转向时,只有一边履带受力,则这些都会造成推土机陷入泥泞。
2.自救方法
遇到推土机陷车时,最好不要再动,应立即采取措施,将推土机驶出或拖出,否则将会越陷越深。
自救的方法是:将钢丝绳的一端固定在木桩上或树的靠根部,另一端固定在推土机一边或两边的履带上,如图3-52所示。若在平地陷得不太深,将钢丝绳固定在任何一边的履带上即可;若只有一边履带陷车,则钢丝绳仅固定在所陷的履带上;若两边履带都陷得比较深,则要用两根钢丝绳固定在两边的履带上,然后,挂上低速挡转动履带,将钢丝绳卷在履带上而拖出。钢丝绳固定在履带上的方法是:将钢丝绳从履带一端的两块履带板之间的空隙处穿过去,用销子固定住;也可拆去一块履带板,将钢丝绳固定在链节上。
图3-52 推土机自救示意图
(七)平台漏斗装车
利用推土机并借助平台及其漏斗,给汽车、火车、斗车等运输车辆装载散碎物料的作业方法,是在缺少装载机、挖掘机和其他装载机具的情况下,推土机应用的一种作业方法。作业前,应根据地形、土质和任务等情况,事先构筑平台及漏斗,其结构形式有地沟式和架空式两种。
1.地沟式
地沟式多为小型临时性的,平台漏斗用料少,构筑简单,待运物料堆积不高,推土机便于作业,适于为汽车、斗车装车。
2.架空式
架空式的结构及装车方法如图3-53所示,多为大型永久性的,运输车辆行驶通道平直,便于停驶和起步,并且在雨季不积水,撒漏的物料也易清理,适于为大型汽车、火车和梭式或槽式矿车装车。
图3-53 推土机平台漏斗装车(架空式)
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