淺談液壓挖掘機的操作技能及應用

摘 要：在中國城鎮化進程高速發展的今天，各種大型建筑工程項目不斷開工建設，大量的土石方施工作業已經離不開挖掘機等重型工程機械設備。因此，掌握這些設備的安全操作技能，直接關系到工程質量和施工進度。本文根據實際操作中積累的工作經驗，結合各種工況環境，總結摸索出了一套行之有效的挖掘機技能操作和行駛方法，提高了履帶式液壓挖掘機的整機性能和作業效率，為安全作業提供了技術保障。

關鍵詞：工程機械；挖掘機；操作；應用

我國自上世紀六十年代末開始研制、發展挖掘機產品，經過50多年的發展， 挖掘機制造行業已經具備相當的規模。統計數據顯示，2010年，中國挖掘機制造行業規模以上企業有252家，挖掘機已經成為中國工程機械最為重要組成部分。挖掘機的分來方法很多，按行走方式來分有輪式和履帶式兩種，按照傳動方式的不同可分為液壓式和機械式。這里主要介紹液壓履帶式挖掘機。

1.挖掘機的工作原理

挖掘機是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方施工機械。液壓系統通過各個專用油缸控制回轉臂的升降和在水平面內的回轉，鏟斗柱在垂直面內的轉動，支腳的升降，以及變換鏟斗的挖掘、提升和卸土狀態等，使鏟斗能在地面以上和以下3～4米處挖掘土方，并將土卸到指定的部位。

（1）挖掘機主要由動力裝置，工作裝置，回轉機構，操縱機構，傳動機構，行走機構和輔助設施等部分組成。其中工作裝置根據作業要求的不同，可換裝成十幾個類型，因此，在公路、鐵路、建筑、礦山、水利、國防等各項工程中，約有60%以上的土石方工程是由挖掘機來完成的。

（2）挖掘機有四種開挖方式，即正鏟開挖、反鏟開挖、拉鏟開挖和抓鏟開挖。正鏟挖掘機多用于挖掘地表以上的物料，反鏟挖掘機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鏟挖掘機。反鏟適合開挖I～III級土壤、開挖深度不大于4米的基槽、管溝等地面以下的挖土作業；適合開挖含水量較大的泥濘地或水位以下的土壤。本文主要講解反鏟挖掘機的操作和應用。

2.反鏟挖掘機的基本作業

反鏟挖掘機在公路施工中主要用于開挖土石方，其基本作業方式有溝端開挖和溝側開挖。由于開挖部位對挖土斗的挖掘阻力和挖土斗挖運土壤的堆尖容量不同，在相同的條件下，反鏟作業裝置的挖掘力和挖掘效率都要稍低于正產挖掘。土方開挖前，應根據施工方案的要求，將施工區域內的地下、地上障礙物清除和處理完畢。

2.1溝端開挖

開挖時，反鏟挖掘機沿著溝端逐漸倒退，向后開挖。自卸汽車停在溝側，挖掘機動臂只要回轉40°～45°即可卸料。如果所挖溝寬為反鏟挖掘機最大挖掘半徑的二倍（即反鏟挖掘機每停置一處，在180°的回轉范圍挖掘），則自卸汽車只能停在反鏟挖掘機側面，挖掘機動臂需作90°回轉才能卸料。若所挖溝寬超過最大挖掘半徑的二倍，則需分段開挖，即反鏟挖掘機倒退挖到盡頭后，在該端轉換位置反向開挖毗鄰一段。此法每段的挖掘寬度不宜過大，以自卸汽車能在溝側行駛為原則，可減少每一工作循環的時間，提高機械的作業效率。

2.2溝側開挖

反鏟停于溝側沿溝邊開挖，汽車停在機旁裝土或往溝一側卸土，本法鏟臂回轉角度小（一般都小于90°），能將土拋灑于距溝邊較遠的地方，但挖土寬度比挖掘半徑小，邊坡不好控制，同時機身靠溝邊停放，運動穩定性較差，用于橫挖方體和需將土方甩到離溝邊較遠的距離時使用。此法每次挖掘寬度只能在其挖掘半徑范圍以內，缺點是挖溝的邊坡較大。

2.3溝角開挖法

反鏟位于溝前端的邊角上，隨著溝槽的掘進，機身沿著溝邊往后作規則移動，臂桿回轉角度在45°左右，機身穩定性好，可開挖較硬的土體，并能挖出一定的坡度，適于開挖土質堅硬、寬度較小的溝槽。

3.反鏟挖掘機的施工作業

反鏟挖掘機在公路工程施工中常用來開挖溝塹和填筑路堤，一般需要與自卸汽車配合。在路基土石方施工時，首先應根據現場的施工條件（如地形、取送土位置、土壤等級、石料的塊度）、土石方量、施工進度等要求，選擇適宜的反鏟挖掘機的類型，然后根據所選定的反鏟挖掘機的動臂和斗柄長度、挖掘半徑、挖掘深度設計施工方案。

3.1開挖路塹

通常的，我們將公路兩邊的土質保護部分叫路肩，承托路面路基又叫路堤，路兩邊的排水溝叫路塹。在開挖路塹時，首先做好塹頂截、排水溝，嚴格按照路塹縱、橫斷面圖去土，不能過挖或欠挖。為了正確地做出路塹開挖的施工方案，首先應根據所選定反鏟挖掘機的性能按比例設計好挖掘機的工作斷面圖，然后用它在同一比例的路塹斷面圖上套繪出各種布置方案的工作斷面圖，從中確定最佳施工方案。該方案應使掘進道數、運輸道路的轉移次數和所留土角最少；每一掘進道工作斷面的最大深度不應超出該類土壤和該型挖掘機所容許的深度；掘進道應具有較大的緩坡以利于自卸車的運輸。反鏟挖掘機的工作斷面圖上應標明各掘進道、樁號、自卸車的位置以及工作斷面的曲線輪廓等。

3.2填筑路堤

為了提高施工質量，加快施工進度，反鏟挖掘機與自卸汽車及其它土石方工程機械配合施工中，常組織流水作業。設計流水作業程序時，應根據工程總量、路段長度、流水方向和速度以及施工期限等合理組織。流水作業是以反鏟挖掘機為主導機械，根據工程總量和施工期限確定反鏟挖掘機的生產率和數量，根據反鏟挖掘機的生產率來估計其它配合機械（自卸汽車、推土機、平地機、壓路機）的生產率和數量。配合作業機械的生產率要稍有儲備，以充分發揮出反鏟挖掘機的生產能力。

4.挖掘機在復雜工況下的安全作業

4.1埋有電纜管道的地下作業

在挖掘作業中遇有橫穿、斜穿的地下電纜、水管、煤氣管道時，首先要詳細地查明其走向和位置，然后采取前后環繞挖掘0.5-1米的距離，使電纜，管道上下土層自然脫落，避免擠壓、碰撞等破壞性動作，一點點掏空電纜、管道周圍的土方，避免水、電、暖等公共設施管線在作業中被損傷。

4.2砂石較多的河床作業

在遇到大量砂石的作業中，給土方工程造成極大困難，一鏟挖下去，碰到大塊砂石，鏟臂受力較大、鏟斗磨損。經過實踐總結，先用鏟斗的一個角去輕撥砂石，切忌用力過大，然后把松動的石頭集中在預先挖好的一米多深的泥溝里，再順著溝底慢慢把石頭挖走。對直徑不超過一米的大塊石頭，也可以把其撥至溝中挖走。對于長條形石頭，則需要先挖條鏟斗寬的小溝，把長條石撥到小溝上面，兩頭擔放在溝邊上，然后再徐徐下鏟，順著小溝把長條石慢慢端起裝車運走。裝車前要注意先在車上墊一層土，然后輕放石塊，以免砸壞車輛。

4.3鋁土礦下料口清除作業

鋁土礦是多種地質來源極不相同的含水氧化鋁礦石的總稱，構成為一般的鋁土巖或高嶺石質粘土。在氧化鋁碎礦堆料場生產中，由于自然落雨等情況，使鋁釩土礦非常粘，經常堵塞下料口，挖掘機在挖掘料器堆料時，由于作業環境僅容車寬通過，作業中車身無法回轉，而堆料通常有幾米甚至更高，隨著挖掘的不斷推進，堆料隨時有坍塌的危險。由于鋁釩土礦的粘度大，粘滿履帶后，支承輪、導向輪、驅動輪表面粘結一定程度后，出現無法向前行駛的故障。此時，可先后退至安全位置，使車身一側稍微懸空，操縱單側履帶空轉清除粘浮碎礦，待故障排除再前進行駛，完成碎礦堆料場料口清除作業，此作業中切記不能以后退方式行駛。

4.4松軟沙灘地土方挖掘作業

在松軟的沙灘地挖掘作業中，由于沙灘水位降于表面以下，表面干涸的沙灘會出現誤導現象，經常在一個車位挖掘不到三鏟時，水位已經復現泥沙表面使履帶陷入過半，此時需立即后退，此作業中嚴禁在一個車位來回磨動履帶，以免造成車身陷入泥水不能出來。

4.5大塊物料挖掘作業

在廠礦土石方挖掘中，經常會遇到大型混凝土石塊等情況，由于受作業環境限制不能采取爆破等方法時，若采用正常的挖掘方法會出現車身傾斜，造成作業失敗。此時，要找準支點，利用杠桿原理，將鏟斗斗齒放入大塊物料下，用鏟斗背部作支點，利用鏟斗油缸的推力，撬動物塊使其分裂，進行分塊挖掘作業。

總之，通過對履帶式反鏟液壓挖掘機的合理正確運用，并結合對各種特殊作業總結摸索出的現場操作經驗，有效地提高了履帶式液壓挖掘機的整機性能和作業效率，為作業安全提供了技術保障。

作者簡介：胡俊，成都市技師學院，講師。