（一）土方工程的一般施工程序
土方工程的一般施工程序，如图9-1 所示。
（二）土方工程常用的施工方法
1.人工及半机械化施工
人工及半机械化施工，一般为人工开挖，配以半机械化运输的施工方法。
开挖方式多采用分层开挖、顺坡开挖、劈土法开挖等；运输方法除人工挑拉运外，采用的半机械运输方式有人力推独轮车、架子车、窄轨斗车、机动翻斗车、卷扬机道、扒杆吊运、卷扬机提升吊运等；填土压实，多采用人工打夯、拖拉机、羊足碾等。
2.机械化施工
挖装、运输、卸除、空回、平土、碾压、刨毛、削坡、补边夯、洒水、质量检查及辅助工作等，均全部采用机械施工。
（三）土方工程常用的施工机械
图9-1 土方工程施工工序示意图
1.挖掘机械
（1）单斗挖掘机。
1）正铲挖掘机。是单斗挖掘机中最主要的形式。其铲斗向上，主要挖掘停机墙以上的料物，生产率高，适用于装车外运，是目前常用的挖掘设备。
2）反铲挖掘机。一般用于挖掘停机墙以下的料物，可就地甩土或装车，适用于中小型沟渠、坑槽以及方量不大的基坑开挖，并能用于水下开挖。
3）拉铲挖掘机。适宜挖掘停机墙以下的料物，特别适合水下作业，可就地甩土，亦可装车，受铲斗自重限制，只能挖掘Ⅰ～Ⅳ级土壤及砂砾料。
4）抓斗挖掘机。抓斗可在提升高度及挖掘深度（30m以内）范围内挖掘停机墙以上及以下的料物。适用于井下（如集水井、沉井）及槽孔开挖和水下清基、清淤等工程。
（2）多斗挖掘机。多斗挖掘机又称连续作业式挖掘机，是一种由若干个挖斗连续循环进行工作的挖掘机械。属于这种挖掘机的有轮斗式、链斗式和滚切式。
多斗（连续作业）式挖掘机的动力消耗少，生产率高，在条件相同下，这种挖掘机的生产率是单斗挖掘机的1.5～2.5 倍，主要用在Ⅳ级以下的土壤中挖取土方或开挖沟渠、剥离采料场或露天矿场上的浮土，修理斜坡以及装卸松散材料等作业。
（3）装载机。装载机是工程建设中应用较广泛的一种土方机械。它配有多种工作装置，可铲散粒物料、装车或自行装运，还能进行挖掘、平整场地、牵引车辆、起重、抓举等作业。装载机的铲斗容量大，机动性好。
（4）铲运机。铲运机是利用装在轮轴之间的铲运斗，在行驶中顺序进行铲削、装载、运输和铺卸土作业的铲土运输机械。它适用于在Ⅳ级以下的土壤中工作，如轻质土方的开挖、运送、铺平，在无地下水影响的渠道开挖、堤坝填筑、场地平整等。
铲运机的经济运距与行驶道路、地面条件、坡度等有关。一般拖式铲运机的经济运距为500m以内，自行式轮胎铲运机的经济运距为800～1500m。
（5）推土机。推土机是土石方施工中的主要机械之一。主要进行短距离的推运土方、石渣或配合其他机械等作业。根据工作需要，推土机可配置多种作业装置：如裂土器、除根器、除荆器。推土机工作距离在50m以内时，其经济效果最好。
2.运输机械
（1）汽车。汽车运用机动灵活，可在各种条件下广泛适用。
汽车又分载重汽车及自卸汽车，大部分自卸汽车为非公路运输车。在选定汽车型号时，应综合考虑施工条件、施工场地、工期、运距、运料种类、配套设备、气候等因素，合理选用。
1）按配套设备选用。自卸汽车的载重量、装载容积应与其配套的装载机械及挖掘机械相适应，车箱容积有平装及堆装。平装表示汽车的标准容积。有些汽车有两种以上不同容积的车箱供用户选择。根据国外的经验，自卸汽车的装载容积为与之配套的装载机或挖掘机工作容积的3～6倍时最适宜。若小于3 倍，汽车装载率低，经济效益差；若大于6倍，装载设备往返次数多，停车时间长，整体经济效益也将降低。(www.xing528.com)
2）按施工条件选用。施工路面差或坏路面所占比例大，应选用爬坡性能好、后备功率大的多桥驱动车，或铰接式自卸汽车。反之可选用装载量大、车速高的自卸汽车。
3）按运距选用。运距是选定设备种类及车型的重量依据之一。一般而言运距在100m以内应选用推土机，不必配备其他运输设备；运距在200m以内采用装载机作为挖掘与运输设备较为合适；运距超过250m则应采用挖掘机（或装载机）与汽车配套使用；运距不足1000m最好选用铰接式自卸汽车；运距较远且部位工作量大，则应选用刚性自卸汽车作为运输手段。
4）按运料种类选用。运料主要有砂石料、砂土、混凝土、钢材、木料、岩石等。若运料的比重较大，可选较小的车箱容积，反之，应选用较大的。若运料为矿石或爆破的土石，最好选用适用于装岩石的车箱。若运料为燃料、煤炭等，应选用专门的运输车辆。
此外，工期长短、购车价格、运输成本、气候及环境等因素，在选用自卸汽车时，应予以综合考虑。
（2）铁路机车。铁路机车为有轨运输机械，适用于场地开阔、运距较远的情况。它运量较大、运输效率高、费用低，但线路要求高、基建时间长，投资大，故很少采用。
（3）带式输送机。带式输送机是一种生产率很高的连续运输机械，它的爬坡能力强，可随意调转运送方向，适用于地形复杂、生产率要求高的大量土方运输。
（4）拖拉机。可牵引大容积拖车运土，拖车容积可达12～15m3 或更大，且可以自卸。拖拉机品种型号很多，一般分为手扶拖拉机、船形拖拉机、小四轮拖拉机、轮式拖拉机、履带式拖拉机、三轮农用运输车及四轮农用运输车等7种。目前中小型水利水电工程的土方工程中用得较多的是手扶拖拉机及农用运输车。
（5）卷扬机。卷扬机一般可用于垂直提升或斜坡道牵引，在半机械化施工中经常使用。
（6）其他运输机械：
1）架空索道。对自然地形适应能力强，可克服较大的高差，能直接跨越深谷与河流，缩短运输距离，土建工程量小，占地少；但运输能力较小，仅适用用于山区小型工程。
2）运输船。水上船运是长途运输中最为经济的一种方式，在通航河道上建设水利水电工程项目时，应优先考虑采用。
3.压实机械
（1）羊足碾。羊足碾即羊脚压路机，羊脚压路机适用于含水量略低的粘性土料、碎石、砾石土料的压实。填土层面可不进行刨毛处理，上下层结合良好，压实均匀，可获得较高的压实干容重。
羊足碾的压实参变数包括：碾重、碾压遍数和铺土厚度。由于羊足碾的碾压遍数较多（15～24遍），每层实际压实层厚度较薄（12～15cm），故生产效率较低。
（2）气胎碾。气胎碾是一种压实效果好且效率高的压实机械。气胎碾压机能够通过改变轮胎的充气压力来调节接触压力，以适应压实不同性质土料的要求。所以气胎碾既适于压实粘性土，也适于压实含水量范围偏于上限的非粘性土料。气胎碾的压实厚度比羊足碾大（铺土层厚度约20～50cm），碾压遍数较少（6～15 遍），生产效率较高，压实的密度也较均匀，适用于高强施工。无松土层，对雨季施工有利。但压实后填土层面需洒水湿润并刨毛处理。
气胎碾的压实参变数，主要是碾重、轮胎充气压力、铺土厚度及碾压遍数等。
（3）凸块振动碾。凸块振动碾适用于粘性土料、砾质土及软弱风化土石混合料，压实功能大，铺层厚度达30～50cm，一般碾压4～8 遍，生产效率高，填土表面不需刨毛处理。
（4）振动平碾。振动平碾主要适用于非粘性土及块石等的压实。
振动碾是一种碾压与振动相结合的压实机械。振动在土石料压实过程中起了很重要的作用，因为土石料在周期性的振动力作用下，其颗粒也随之发生振动，同时颗粒之间的摩擦力迅速降低，产生强烈的相对位移，并在颗粒自重和碾重作用下使土料得到压实。
振动碾能有效地压实多种筑坝材料，无论是砂壤土、粉砂土还是砂砾石、风化料、石渣及块石，均能获得满意的压实效果。
振动碾的形式多种多样，除了振动平碾外，还有振动羊足碾、振动格栅碾、振动气胎碾等。
振动平碾的压实参变数主要是碾重、铺层厚度、碾压遍数。
（5）拖拉机。拖拉机适用于压实设计干容重较低、土料含水量较大的粘性土、砂及砂砾等无粘性土料。压实效率较低，多用于中小工程填筑。
（6）夯实机。夯实机又名打夯机，多由挖掘机改装而成。用于压实粘性土及无粘性土。常用于压实工作面小的两种填筑料的接缝处，铺土厚度60～80cm，压实效率较高。
土石坝机械压实有关参数，参见附表9-13～附表9-19。
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