水利工程概論第九章施工機械化

1、第九章 水利工程施工機械化施工機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)代化的施工機械，這一觀點可以從我國水利水電工程建設(shè)史中得到證實。從建國以來，已建和在建的裝機容量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、大容量的施工機械建成的。施工機械化的意義 葛洲壩水利樞紐工程在施工中為了解決混凝土澆筑強度不足的難題，采用30T高架門機施工機械化的意義 三峽最大的施工設(shè)備擺塔式纜機, 塔身高150米，擺幅為正負(fù)

2、25米，主索長1412米，施工范圍覆蓋整個二期大壩壩頂。施工機械化的意義 工作幅度達100m的ROCTEC塔帶機施工機械化的意義 施工機械是施工企業(yè)進行施工生產(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。采用機械化施工是提高勞動生產(chǎn)率、加快施工速度的主要途徑，是實現(xiàn)水利水電工程工業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。施工機械化的定義 施工機械化的概念比較廣泛，主要是在整個施工過程中，使用機械代替手工勞動，從而節(jié)省人力和減輕勞動強度。施工機械化的優(yōu)點 (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。 (2) 機械的生產(chǎn)率高，操作管理人員少，提高了生產(chǎn)人員的勞動生產(chǎn)率。 (3)機械化施工最

3、大的優(yōu)點是能達到很高的施工強度，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)省工程費用。 (5)對于一些人力難以完成的工程，往往能使工程順利進行，從而擴大了施工的可能性。我國水利施工機械化現(xiàn)狀我國混凝土壩采用的主要施工機械工程名稱壩型壩高混凝土工程量（104m3）主要施工機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109纜機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1010塔機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204工期3年，日最高澆注量6200m3烏江渡重力拱壩1651931.633門機103塔機101纜機203月澆注量70000m3三峽重力壩1812794240m3/h4(座)320m3/h2(座)360m3/h1(座)塔機104高架門機1010纜機202塔帶機共6座主要施工機械設(shè)備僅列出二期工程大壩及電站廠房我國水利施工機械化現(xiàn)狀 我國在水利水電建設(shè)中采用機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，我國已基本上實現(xiàn)了全盤機械化和綜合機械化施工。同時，在施工機械的配套和優(yōu)選機械化施工方案、

5、充分利用和發(fā)揮機械的效率等方面，已達到了相當(dāng)高的水平。我國水利施工機械化現(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和塔帶機為主的方案。我國水利施工機械化現(xiàn)狀 (一)大型塔機為主方案的主要優(yōu)缺點 (1)門塔機布置在棧橋上，具有可移動性，機動靈活，可相互支援。即使出現(xiàn)主機故障也不致于影響該范圍內(nèi)的混凝土澆筑。 (2)塔機起吊高度大，工作幅度R=80m可起吊20t軌上最大起吊高度達90m，軌下起吊高度可達80m。 (3)塔機可自升，安裝高度較低，安裝工期較短，費用較低。 (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)大型塔機難以滿足碾壓混凝土施工強度要求。所以，在碾壓棍凝土部位一般還要輔以其他機械設(shè)備。我國水利施工機械化現(xiàn)狀 (二)塔帶機為主方案的主要優(yōu)缺點 (1)塔帶機生產(chǎn)能力大。塔帶機理論生產(chǎn)率為400m3h，可以適應(yīng)高強度澆筑混凝土需要。 (2)適應(yīng)性強。塔帶機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。塔帶機輸送混凝土澆筑時所需技術(shù)工人少，平倉工作量小，能有效節(jié)省人工，降低工人的勞動強度。 (4)塔帶機安裝高度低，塔身能上升，安裝手段要求較低，所需時間也短。 (5)塔帶機為定點布置，一旦發(fā)生事故，在其控制的作業(yè)區(qū)內(nèi)全面停工。 水利工程機械的分類 水

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

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

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。施工機械的生產(chǎn)能力和需要量的計算 機械的生產(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，它是指機械在設(shè)計規(guī)定的速度和條件下，連續(xù)工作一個單位時間(1h)的生產(chǎn)量。 (2)技術(shù)生產(chǎn)率。它是指機械在特定的具體生產(chǎn)條件下連續(xù)工作一個單位時間(1h)的生產(chǎn)量。 (3)實際生產(chǎn)率。這是指機械在各種因素共同作用和影響下，在一個單位時間內(nèi)(1h)的生產(chǎn)量。施工機械的生產(chǎn)能力和需要量的計算 機械生產(chǎn)管理指標(biāo) (1)機械完好率=機械技術(shù)狀況完好的臺(班)數(shù)/機械的制度臺時(班)數(shù)機械完好率是反映機械技術(shù)經(jīng)濟狀況

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

11、效率，在進行機械配套時要遵循的重要原則是，使次要機械和所有的工作過程滿足于主要機械生產(chǎn)效率的發(fā)揮。 機械化施工的協(xié)調(diào)配合就是要以充分發(fā)揮主要機械的生產(chǎn)能力為原則。施工機械的選型機械選型應(yīng)考慮的因素 在進行施工的選型時，除了要對機械設(shè)備技術(shù)水平及生產(chǎn)能力進行調(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)能滿足施工特點和施工條件的需要； (3)采用機械的場合與機械的性參數(shù)相結(jié)合，能發(fā)揮機械效率，節(jié)約能源和施工費； (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，機械本身的制造質(zhì)量好，使用可靠，技術(shù)先進，易于使用維修和實現(xiàn)自動化； (6)在機械配套大、

12、中、小比例適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，符合機型簡化的要求。施工機械的選型施工機械選型原則 (1)工程規(guī)模； (2)工程特點；(壩型、壩高、施工階段、地形條件) (3) 機械化組合原則；(主要機械和配套機械、輔助機械，牽引機及其機具的組合，組合機械的生產(chǎn)能力) 施工機械的選型機械類型和臺數(shù)組合 (1)盡可能減少組合機械的機種數(shù)。因為在同一流水作業(yè)過程中，參與組合的機械種類越多，整個作業(yè)過程的總效率就越低；反之，組合的機種數(shù)越少，總效率就越高。 (2)并列組合。如果只依靠一套組合機械作業(yè)，當(dāng)主要機械發(fā)生故障時，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。機械化施工的經(jīng)濟分析與核算施

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

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