高边坡开挖支护施工设备配备分析

郭广岩

（中国水利水电第十二工程局有限公司　浙江　杭州　310004）

高边坡开挖支护施工设备配备分析

郭广岩

（中国水利水电第十二工程局有限公司浙江杭州310004）

本文主要分析两河水电站右坝肩开挖所需投入的施工设备。本工程施工面大、工期紧，因此保证投入足够的机械设备是保证工程达到质量目标和保证工期的前提条件之一。

开挖支护；高原；设备

1　工程概况

本文以两河口水电站右坝肩开挖为背景，分析在开挖支护施工所需配备的设备。右坝肩2875.00m高程以下边坡底部最小高程为2615m，开挖主要坡比有1：0.9、1：1.1，水流方向开挖长度约200m，最大边坡开挖高度约260m。

2　配置原则

（1）本着“合理、先进、高效、经济、成套”、安全环保、低噪音的原则。

（2）主导机械设备与各配套机械设备之间的工作能力保持均衡，使设备之间的配合合理，避免设备过配或欠配造成的设备利用率降低。

（3）考虑高原地区施工设备的降效问题，对主要施工设备除性能良好外，供风设备有效工作系数按0.7、其他主要施工设备有效工作系数按0.8考虑。

3　钻孔设备

3.1开挖钻孔设备

右岸坝肩边坡开挖采用梯段爆破，开挖钻孔以高风压钻机为主，根据经验，高风压钻月强度在6万～10万m3，考虑钻机同时利用系数0.8和高原地区施工设备的降效，拟配置的高风压钻机为7.5÷（6×0.8×0.8）=1.95台。本部位右岸坝肩2875.0m高程以下边坡开挖施工计划配置2台高风压钻，能够满足高峰期开挖强度要求。

预裂孔钻孔设备主要采用QZJ100B钻机，预裂孔每1个梯段造孔一次，分块长度按照平均80m计算，孔距按照2.0m计算，即41个孔，孔深约9.5m，总孔深9.5×41=389.5m，高原地区QZJ100B钻机日造孔强度约60m/d，施工进度两天内完成一个预裂块造孔，考虑同时利用系数0.8，则需要配置389.5÷（60×2×0.8）=4.1台潜孔钻，实际按7台QZJ100B钻机进行预裂造孔。局部修规及保护层开挖配10台YT-28手风钻。

3.2锚杆钻孔设备

锚杆施工高峰期月最大施工强度约1340根，采用T35潜孔钻造孔取单根平均长度6m，则总长度为1340×6=8040m。

高原地区T35潜孔钻日造孔强度约350m/d，按月工作时间取25d计算，则潜孔钻需要量：8040/（350×25）=0.91台，锚杆钻孔高峰期需T35潜孔钻机1台。

3.3排水孔钻孔设备

排水孔施工高峰期月最大施工强度约1990m，φ76和φ90两种孔径的排水孔均采用QZJ100B型潜孔钻钻孔。

根据排水孔类型设计及工程量情况，高原地区QZJ100B潜孔钻日造孔强度约60m/d，月工作时间取25d，考虑同时利用系数0.8，潜孔钻需要量：1990/（40×25×0.8）=2.49台，即需求QZJ100B潜孔钻3台。

4　空压机

由于高风压钻为自带风，因此主要考虑QZJ100B型潜孔钻、YT-28型手风钻钻孔用风，每台QZJ100B型潜孔钻需风量为8m3/min，每台YT-28型手风钻机需风量为4.0m3/min，高峰时YT-28型手风钻、QZJ100B型潜孔钻的需用量分别为10台和10台，总需风量为：（10×8.0+10×4.0）×0.8=96m3，拟考虑配4台24m3/min+3台20m3/min，按有效工作系数0.7考虑，总供风量为（4× 24+3×20）×0.7=109.2m3/min，总供风量109.2m3/min>总用风量96m3/min，因此配置4台24m3/min+3台20m3/min空压机可满足供风要求。

5　装车设备

右坝肩土石方出渣运输高峰强度约7.5万m3/月，装车设备采用液压挖掘机，其配置计算如下：

5.15m3挖机每台班生产率计算

式中：Pj——挖掘机技术生产率；

q——铲斗几何容量m3；

n——每分钟挖土次数；

Ke——土壤可松系数，查表取0.80；

kch——铲斗充盈系数，查表取0.6；

ky——挖掘机移动影响系数，取0.90；

kt——时间利用系数，查表取0.75。

经计算5m3装载机的生产率P为1555.3m3/台班。

5.21.8m3液压反铲挖掘机每台班生产率

式中：Pj——挖掘机技术生产率；

q——铲斗几何容量m3；

n——每分钟挖土次数；

Ke——土壤可松系数，查表取0.80；

kch——铲斗充盈系数，查表取0.6；

ky——挖掘机移动影响系数，取0.90；

kt——时间利用系数，查表取0.75。

5.31.6m3液压反铲挖掘机每台班生产率

式中：Pj——挖掘机技术生产率；

q——铲斗几何容量m3；

n——每分钟挖土次数；

Ke——土壤可松系数，查表取0.80；

kch——铲斗充盈系数，查表取0.6；

ky——挖掘机移动影响系数，取0.90；

kt——时间利用系数，查表取0.75。

5.4装车机械装载机数量及挖掘机数量核算

为满足出渣运输月高峰强度7.5万m3的要求，计划需要配置5m3挖机1台、1.8m3反铲挖掘机1台、1.6m3反铲挖掘机2台。5m3挖机单台单班产量1555.3m3，1.8m3液压反铲挖掘机单台单班产量599.9m3、1.8m3液压反铲挖掘机单台单班产量497.7m3。合计单班产量3150.6m3，安排双班作业，则合计双班月强度（按25d/月计）7.88万m3/月＞7.5万m3，能满足施工需要。

6　喷混凝土设备

喷混凝土月高峰强度1110m3，喷射机需求计算：1110/（25× 25×0.8）=2.22台，实际按至少3台配置。混凝土喷射机日工作强度：25m3/d，按月工作时间取25d，考虑同时利用系数0.8。

7　自卸汽车

基坑出渣高峰期运输强度为7.5万m3/月。运输设备考虑装车设备的斗容和道路状况，采用25t自卸汽车为主。

25t自卸汽车昼夜生产率：

式中：P-汽车小时生产率，t/h；G-汽车载重量，t；K1-台班时间利用系数，二班制为0.82；K2-汽车载重利用系数，砂石类取1.0。

式中：t1、t2-装卸车时间，分别取3.0和1.0min；t3-等待及调车时间，取1.0min；L-平均运输距离；v-平均行车速度，取15km/h。

计划需要配置25t自卸汽车26台，由Q=NPd/γK3K4，式中：N-汽车数量，台；P-昼夜运输强度，t/h；Q-月运输强度，γ-容重，取2.2t/m3，d-月天数，取25d，一日按二台班考虑，一台班8h考虑。K3-汽车备用系数，取1.15；K4-汽车检修系数，取1.1。

得出（26×33×25×2×8）/（2.6×1.15×1.1）=10.43万m3＞7.5万m3，可以满足施工需要。

考虑高原及备用系数0.85，拟配备25t自卸汽车36台用于基坑出渣。

8　装载机、推土机

装载机主要用于各工区内工具、物料等的短途运输，同时考虑到工程材料倒运需要，配置3台3.0m3装载机，另配置1台推土机，用于翻渣时推渣用。

9　结束语

随着科技的进步，设备日益更新，工程施工已进入机械化时代。在此背景下，保证工程建设的机械设备投入及合理化使用已投入设备，积极发挥机械作业的效率，是保证工程进度的根本条件。

[1]王志军，张彦军.水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工技术分析.科技创新导报，2012（15）.

[2]王海峰.浅议施工企业机械设备配置.山西建筑，2002，28（3）.

Analysis on the equipment of high slope excavation supporting construction equipment

Guo Guangyan
（sinohydro bureau 12co.ltd.Zhejiang Hangzhou310004）

In this paper，it mainly analyzes the Liang He Kou power station right dam abutment excavation construction inve--ted for the equipment.This large project construction area,the tight，thus ensuring adequate mechanical equipment is to guarantee engineering quality goal and one of the precondition of guarantee period.

excavation and support；plateau；equipment

TV541

A

1673-0038（2015）21-0084-02

2015-4-5

郭广岩（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事设备管理工作。