三、常用土方施工机械

（一）推土机

推土机由动力机和工作部件两部分组成。推土机的动力机是拖拉机；工作部件是安装在动力机前面的推土铲。推土机结构简单、操纵灵活、工作面小、生产效率高、能独立作业，既可开挖土方，又能短距离运输，是土方工程施工的主要机械之一。按行走的方式，可分为履带式推土机和轮胎式推土机。履带式推土机附着力强，爬坡性能好，适应性强；轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。推土机的推土铲一般为液压操纵，动作可靠，操作方便，可借助动力机的重力强制将铲刀切入土层中。

目前，我国生产的履带式推土机有东方32100、T120、黄河220等；轮胎式推土机有TL160等。

推土机的完整作业过程由铲土、运土、卸土三个工作过程和一个空载回驶过程组成。

（二）铲运机

铲运机是可以连续独立完成铲、装、运、卸、平土及碾压作业的综合机械，由牵引机械和铲斗组成。按行走方式分为牵引式铲运机和自行式铲运机；按铲斗操纵系统分，有液压操纵和机械操纵两种。在工业与民用建筑施工中，常用铲运机的斗容量为1.5～6.0m3。

铲运机对行驶道路要求较低，行驶速度快、操纵灵活、运转方便、生产效率高，在土方工程中，常用于大面积场地平整、开挖大型基坑、填筑堤坝和路基等。

为了提高铲运机的生产效率，可以采取下坡铲土、推土机推土助铲等方法，缩短装土时间，使铲斗的土装得较满。

①下坡铲土法：下坡铲土是利用机械下坡时的重力加大铲土能力，坡度一般为3°～9°，效率可提高25%左右，但最大坡度不宜超过15°；平坦的地形，可将取土地段的一端先铲低，然后保持一定的坡度向后延伸，人为地创造下坡铲土的有利条件。

②助铲法：自行式铲运机长距离铲运三、四类较坚硬土时，用推土机顶推铲运斗强制切土，可提高生产率30%以上。

1.环形路线

对于地形起伏不大，而施工地段较短（50～100m）和填方不高（0.1～1.5m）的路堤、基坑及场地平整，宜采用图1.23（a）所示的环形路线。当填挖交替，且相互之间距离不大时，则可采用图1.23（b）所示的大环形路线。这样，可进行多次铲土和卸土，从而减少铲运机的转弯次数。

图1.23　环形路线

1—铲土；2—卸土

2.“8”字形路线

在地形起伏较大、施工地段狭窄的情况下，宜采用“8”字形路线（图1.24）。这种运行路线，铲运机在上下坡时斜向行驶，故坡度平缓；一个循环中两次转弯方向不同，故机械磨损均匀；一个循环完成两次铲土和卸土，减少了空车行驶距离，缩短了运行时间，提高了生产效率。

图1.24　“8”字形路线

1—铲土；2—卸土

（三）单斗挖土机

单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种（图1.25）。在建筑工程施工中，单斗挖土机可以挖掘基坑、沟槽，清理和平整场地；更换工作装置后，还可以进行装卸、起重、打桩等其他作业。

图1.25　单斗挖土机工作装置的类型

单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。目前液压传动已基本取代了机械传动。

1.正铲挖土机

正铲挖土机的工作特点是前进行驶，铲斗由下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高；适用于开挖含水量不大于27%的一至四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块，需与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。

正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆相对位置的不同，挖土和卸土的方式有以下两种：

①正向挖土，侧向卸土［图1.26（a）］：即挖土机向前进方向挖土，运输车辆位于正铲的侧面装土（可停在停机面上或高于停机面）。采用这种开挖方式，卸土时铲臂的回转角度一般小于90°，可避免汽车倒车和转弯较多的缺点，行驶方便，因而应用较多。

②正向挖土，反向卸土［图1.26（b）］：即挖土机向前进方向挖土，运输车辆停在挖土机后面装土，挖土机和运输车辆在同一工作面上。采用这种方式，挖土工作面较大，汽车不易靠近挖土机，往往是倒车开到挖土机后面装车。卸土时铲臂的回转角度大，一般在180°左右，生产率低，故一般很少采用。只有在基坑宽度较小、开挖深度较大的情况下才采用这种方式。

图1.26　正铲挖土机和卸土方式

当开挖较大面积或深度超过挖土机工作面高度的基坑时，应对挖土机的开行路线和进出口通道进行规划，绘出开挖平面图与剖面图，以便于挖土机开挖。当开挖深度小而面积较大的基坑时，只需布置一层通道即可［图1.27（a）］。第一次开行采用正向挖土、反向卸土；第二、三次可用正向挖土、侧向卸土，一次挖到坑底标高。当基坑宽度稍大于工作面宽度时，为了减少挖土机的开行路线，可采用加宽工作面的办法［图1.27（b）］。这时，挖土机按“之”字形路线开行。当基坑的深度较大时，通道可布置成多层［图1.27（c）］，逐层下挖。

2.反铲挖土机

反铲挖土机的工作特点是机械后退行驶，铲斗由上而下强制切土，用于开挖停机面以下的一至三类土，适用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管沟，也适用于湿土、含水量较大的土壤及地下水位以下的土壤的开挖。

图1.27　正铲开挖基坑

1、2、3—通道断面及开挖顺序

反铲挖土机的开行方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。

①沟端开挖［图1.28（a）］：反铲挖土机停在沟端，向后退着挖土。其优点是挖土方便，挖土深度和宽度较大，机身回转角度好，视线好，机身停放平稳。

②沟侧开挖［图1.28（b）］：挖土机在沟槽一侧挖土，挖土机移动方向与挖土方向垂直，采用这种方式开挖要注意沟槽边坡的稳定性。挖土的深度和宽度均较小，但当土方允许就近堆在沟槽旁时，能弃土于距沟槽边缘较远的地方。

图1.28　反铲挖土机开挖方式

1—反铲挖土机；2—自卸汽车；3—弃土堆

3.拉铲挖土机

拉铲挖土机工作时，利用惯性把铲斗甩出后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗由上而下，靠自重切土，可以开挖一、二类土壤的基坑、基槽和管沟等地面以下的挖土工程，特别适用于含水量大的水下松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与反铲相似，可沟端开挖，也可沟侧开挖。与反铲挖土机相比，拉铲的挖土深度、挖土半径和卸土半径都较大，但开挖的精确性差。拉铲挖土一般将土直接卸在基坑（槽）附近堆放，或配备自卸汽车装土运走，但工效较低。

4.抓铲挖土机

抓铲挖土机主要用于开挖土质比较松软和施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施工。抓铲挖出的土可以直接装车运走，也可堆在坑（槽）旁边。