土方开挖算例：水电工程施工方法及设备配备

某水电站工程岸边开敞式溢洪道土方开挖的施工方法为：8m3 液压正铲挖机，挖装68t 自卸汽车运土2.5km 至弃土场。

（一）工程技术条件

溢洪道长1880m；开挖宽度105m；土方开挖量100万m3。

（二）开挖土方的物理性质

自然状态下湿容重1.85 t/m3；坚固系数0.9。现场地质勘测定为中等密实度的3类坚土，即为普通土。

（三）施工条件

1.施工道路情况

2km为场内双车道混凝土路面的干线公路；0.5 km为场内单车道土石渣简易路，其坡度小于10%，转弯半径大于25 m。

2.施工条件

施工场地开扩，施工条件良好，施工管理水平良好。

（四）挖掘机正铲作业有关参数

1.挖掘机作业方式

开挖工作面的长度、宽度均不影响挖掘机作业方式，挖掘机正向、侧向掘进均可。

2.掌子面参数

（1）宽度。远大于最小宽度28 m。

（2）高度。8m3 挖掘机最佳掌子面高度为7 m左右，工程实际平均开挖深度5.3 m。

（3）转角。挖掘机挖装汽车时的转角为90°～120°。

3.作业时间

台时净作业时间为60 min。

挖掘机每挖装土一斗的循环作业时间为40s。

（五）挖掘机台时实用产量

挖掘机台时实用产量，采用如下公式计算分析：

式中　Qws——挖掘机小时实用台时产量，m3/h；

60——1h工作时间，min；

T——挖掘机小时净工作时间为60min；

t——挖掘机每挖装一斗的循环作业时间为40s；

gw——挖掘机铲斗容积，m3，本算例采用8m3；

Ke——土壤的可松系数，参考《水利水电工程施工组织设计手册》，挖掘机斗容在3～15 m3，Ⅲ级土，可松系数为0.82；

KZ——掌子面高度与卸料转角大小校正系数，当转角在90°～120°时；正铲挖掘实际掌子面高度与最佳掌子面的比值为0.76（=5.3m/7m）；校正系数为0.90；

Kch——挖掘机铲斗充盈系数，中等密实坚土，充盈系数在0.75～1.00，本例拟采用1.00；

Ky——挖掘机在掌子面内移动影响系数，与掌子面宽度和土堆高度有关，一般为0.90～0.98，本例采用0.98；

Kt——挖掘机时间利用系数，与作业条件、施工管理水平有关，本例均为良好，在一个工作班内（8 小时），一般为0.75，现分析计算一小时的净工作时间，时间利用系数采用1.00。

根据以上拟采用的有关计算参数，挖掘机台时产量计算如下：

（六）挖掘机挖装土汽车定额

式中　Qde——挖掘机挖装100m3 所需的台时；

Klg——机械取舍作业系数，视联合作业的机械多少而定，本算例拟采用1.00；

Kkd——定额扩大系数，本算采用1.03。

根据以上拟采用的有关计算参数，挖掘机挖装Ⅲ类土的定额数计算如下：

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（七）自卸汽车运输2.5km 至弃土场台时实用产量

自卸汽车台时实用产量，采用如下公式分析计算：

式中Qsq——自卸汽车小时实用产量，m3/h；

gg——自卸汽车车厢容积，68t自卸汽车平装时为35m3，堆装时为45m3，本算例综合拟采用40m3；

Ke——土壤的可松系数，采用0.82；

Kch——汽车装满系数，当挖掘机配合情况有关，拟采用0.80；

Ksu——汽车运输损耗系数，一般为0.94～1.00，本算例采用0.95；

Kt——时间利用系数，拟采用1.00；

T——汽车运输一次循环时间，min；

tz——装车时间，min；

n——汽车装铲斗数，40m3/8m3=5斗；

n0——挖掘机每分钟挖装斗数，60s/40s=1.5斗/min；

tr——汽车进入装车位置时间，min，一般为0.2～0.5min，本算例采用0.3min；

ty——行车时间，min；

L——运输距离，km；

K'——汽车加速或制动影响系数，视运距长短而定，运距5 km 时为1.00；运距为0.25 km 时为1.20，本算例采用1.01；

u2、uk——重车、空车行驶速度，km/h，根据本算例的施工条件，拟采用平均速度为27.5 km/h；

t x——卸车时间1.00 min；

t d——调车、等车及其他时间，共计2.00min。

根据以上拟采用的有关计算参数，汽车运输台时产量计算如下：

（八）自卸汽车运输定额

式中　Qde——自卸汽车运输100m3 自然方所需的台时；

Klg、Kkd同挖掘机。

根据以上分析计算，自卸汽车运2.5km的定额数计算如下：

（九）辅助人工、零星材料费、辅助机械定额计算

1.辅助（机下）人工

辅助人工，指机下人工，包括交通安全、调度、指挥协调、记录等辅助工作。挖装工作面及卸土场，按挖掘机台时数，共计配备6人，其中熟练工1人；普工5人。其人工定额为：

高级熟练工0.2工时；普工1.02工时。

2.零星材料费

零星材料费主要指为防雨、防滑、排水等措施而消耗的零星材料，如木材、防雨棚等。参考现行定额，零星材料费采用31元/100m3。

3.辅助机械定额

（1）辅助挖装及清理工作面等的机械。辅助挖掘机挖装汽车，卸土场拢堆等，一般配备推土机来完成。参考现行定额，拟配132kW推土机，台时数量按挖掘机台时的1/3 计算，则推土机为0.07台时/100m3。

（2）其他机械使用费。主要指为主要机械运送物资材料等。参考现行定额，按3元/100m3计算。

对各定额进行汇总，见表16-1。

表16-　1　定额汇总表　单位：100m3 自然方