浅谈液压挖掘机的操作技能及应用

摘 要：在中国城镇化进程高速发展的今天，各种大型建筑工程项目不断开工建设，大量的土石方施工作业已经离不开挖掘机等重型工程机械设备。因此，掌握这些设备的安全操作技能，直接关系到工程质量和施工进度。本文根据实际操作中积累的工作经验，结合各种工况环境，总结摸索出了一套行之有效的挖掘机技能操作和行驶方法，提高了履带式液压挖掘机的整机性能和作业效率，为安全作业提供了技术保障。

关键词：工程机械；挖掘机；操作；应用

我国自上世纪六十年代末开始研制、发展挖掘机产品，经过50多年的发展， 挖掘机制造行业已经具备相当的规模。统计数据显示，2010年，中国挖掘机制造行业规模以上企业有252家，挖掘机已经成为中国工程机械最为重要组成部分。挖掘机的分来方法很多，按行走方式来分有轮式和履带式两种，按照传动方式的不同可分为液压式和机械式。这里主要介绍液压履带式挖掘机。

1.挖掘机的工作原理

挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方施工机械。液压系统通过各个专用油缸控制回转臂的升降和在水平面内的回转，铲斗柱在垂直面内的转动，支脚的升降，以及变换铲斗的挖掘、提升和卸土状态等，使铲斗能在地面以上和以下3～4米处挖掘土方，并将土卸到指定的部位。

（1）挖掘机主要由动力装置，工作装置，回转机构，操纵机构，传动机构，行走机构和辅助设施等部分组成。其中工作装置根据作业要求的不同，可换装成十几个类型，因此，在公路、铁路、建筑、矿山、水利、国防等各项工程中，约有60%以上的土石方工程是由挖掘机来完成的。

（2）挖掘机有四种开挖方式，即正铲开挖、反铲开挖、拉铲开挖和抓铲开挖。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料，目前在工程施工中主要采用反铲挖掘机。反铲适合开挖I～III级土壤、开挖深度不大于4米的基槽、管沟等地面以下的挖土作业；适合开挖含水量较大的泥泞地或水位以下的土壤。本文主要讲解反铲挖掘机的操作和应用。

2.反铲挖掘机的基本作业

反铲挖掘机在公路施工中主要用于开挖土石方，其基本作业方式有沟端开挖和沟侧开挖。由于开挖部位对挖土斗的挖掘阻力和挖土斗挖运土壤的堆尖容量不同，在相同的条件下，反铲作业装置的挖掘力和挖掘效率都要稍低于正产挖掘。土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。

2.1沟端开挖

开挖时，反铲挖掘机沿着沟端逐渐倒退，向后开挖。自卸汽车停在沟侧，挖掘机动臂只要回转40°～45°即可卸料。如果所挖沟宽为反铲挖掘机最大挖掘半径的二倍（即反铲挖掘机每停置一处，在180°的回转范围挖掘），则自卸汽车只能停在反铲挖掘机侧面，挖掘机动臂需作90°回转才能卸料。若所挖沟宽超过最大挖掘半径的二倍，则需分段开挖，即反铲挖掘机倒退挖到尽头后，在该端转换位置反向开挖毗邻一段。此法每段的挖掘宽度不宜过大，以自卸汽车能在沟侧行驶为原则，可减少每一工作循环的时间，提高机械的作业效率。

2.2沟侧开挖

反铲停于沟侧沿沟边开挖，汽车停在机旁装土或往沟一侧卸土，本法铲臂回转角度小（一般都小于90°），能将土抛洒于距沟边较远的地方，但挖土宽度比挖掘半径小，边坡不好控制，同时机身靠沟边停放，运动稳定性较差，用于横挖方体和需将土方甩到离沟边较远的距离时使用。此法每次挖掘宽度只能在其挖掘半径范围以内，缺点是挖沟的边坡较大。

2.3沟角开挖法

反铲位于沟前端的边角上，随着沟槽的掘进，机身沿着沟边往后作规则移动，臂杆回转角度在45°左右，机身稳定性好，可开挖较硬的土体，并能挖出一定的坡度，适于开挖土质坚硬、宽度较小的沟槽。

3.反铲挖掘机的施工作业

反铲挖掘机在公路工程施工中常用来开挖沟堑和填筑路堤，一般需要与自卸汽车配合。在路基土石方施工时，首先应根据现场的施工条件（如地形、取送土位置、土壤等级、石料的块度）、土石方量、施工进度等要求，选择适宜的反铲挖掘机的类型，然后根据所选定的反铲挖掘机的动臂和斗柄长度、挖掘半径、挖掘深度设计施工方案。

3.1开挖路堑

通常的，我们将公路两边的土质保护部分叫路肩，承托路面路基又叫路堤，路两边的排水沟叫路堑。在开挖路堑时，首先做好堑顶截、排水沟，严格按照路堑纵、横断面图去土，不能过挖或欠挖。为了正确地做出路堑开挖的施工方案，首先应根据所选定反铲挖掘机的性能按比例设计好挖掘机的工作断面图，然后用它在同一比例的路堑断面图上套绘出各种布置方案的工作断面图，从中确定最佳施工方案。该方案应使掘进道数、运输道路的转移次数和所留土角最少；每一掘进道工作断面的最大深度不应超出该类土壤和该型挖掘机所容许的深度；掘进道应具有较大的缓坡以利于自卸车的运输。反铲挖掘机的工作断面图上应标明各掘进道、桩号、自卸车的位置以及工作断面的曲线轮廓等。

3.2填筑路堤

为了提高施工质量，加快施工进度，反铲挖掘机与自卸汽车及其它土石方工程机械配合施工中，常组织流水作业。设计流水作业程序时，应根据工程总量、路段长度、流水方向和速度以及施工期限等合理组织。流水作业是以反铲挖掘机为主导机械，根据工程总量和施工期限确定反铲挖掘机的生产率和数量，根据反铲挖掘机的生产率来估计其它配合机械（自卸汽车、推土机、平地机、压路机）的生产率和数量。配合作业机械的生产率要稍有储备，以充分发挥出反铲挖掘机的生产能力。

4.挖掘机在复杂工况下的安全作业

4.1埋有电缆管道的地下作业

在挖掘作業中遇有横穿、斜穿的地下电缆、水管、煤气管道时，首先要详细地查明其走向和位置，然后采取前后环绕挖掘0.5-1米的距离，使电缆，管道上下土层自然脱落，避免挤压、碰撞等破坏性动作，一点点掏空电缆、管道周围的土方，避免水、电、暖等公共设施管线在作业中被损伤。

4.2砂石较多的河床作业

在遇到大量砂石的作业中，给土方工程造成极大困难，一铲挖下去，碰到大块砂石，铲臂受力较大、铲斗磨损。经过实践总结，先用铲斗的一个角去轻拨砂石，切忌用力过大，然后把松动的石头集中在预先挖好的一米多深的泥沟里，再顺着沟底慢慢把石头挖走。对直径不超过一米的大块石头，也可以把其拨至沟中挖走。对于长条形石头，则需要先挖条铲斗宽的小沟，把长条石拨到小沟上面，两头担放在沟边上，然后再徐徐下铲，顺着小沟把长条石慢慢端起装车运走。装车前要注意先在车上垫一层土，然后轻放石块，以免砸坏车辆。

4.3铝土矿下料口清除作业

铝土矿是多种地质来源极不相同的含水氧化鋁矿石的总称，构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。在氧化铝碎矿堆料场生产中，由于自然落雨等情况，使铝钒土矿非常粘，经常堵塞下料口，挖掘机在挖掘料器堆料时，由于作业环境仅容车宽通过，作业中车身无法回转，而堆料通常有几米甚至更高，随着挖掘的不断推进，堆料随时有坍塌的危险。由于铝钒土矿的粘度大，粘满履带后，支承轮、导向轮、驱动轮表面粘结一定程度后，出现无法向前行驶的故障。此时，可先后退至安全位置，使车身一侧稍微悬空，操纵单侧履带空转清除粘浮碎矿，待故障排除再前进行驶，完成碎矿堆料场料口清除作业，此作业中切记不能以后退方式行驶。

4.4松软沙滩地土方挖掘作业

在松软的沙滩地挖掘作业中，由于沙滩水位降于表面以下，表面干涸的沙滩会出现误导现象，经常在一个车位挖掘不到三铲时，水位已经复现泥沙表面使履带陷入过半，此时需立即后退，此作业中严禁在一个车位来回磨动履带，以免造成车身陷入泥水不能出来。

4.5大块物料挖掘作业

在厂矿土石方挖掘中，经常会遇到大型混凝土石块等情况，由于受作业环境限制不能采取爆破等方法时，若采用正常的挖掘方法会出现车身倾斜，造成作业失败。此时，要找准支点，利用杠杆原理，将铲斗斗齿放入大块物料下，用铲斗背部作支点，利用铲斗油缸的推力，撬动物块使其分裂，进行分块挖掘作业。

总之，通过对履带式反铲液压挖掘机的合理正确运用，并结合对各种特殊作业总结摸索出的现场操作经验，有效地提高了履带式液压挖掘机的整机性能和作业效率，为作业安全提供了技术保障。

作者简介：胡俊，成都市技师学院，讲师。