工程機械在施工中的應用研究

1 引言

基礎設施建設與實施是社會經濟發展的重要基石， 更是人民生活幸福指數不斷提升的重要保障。 電子化、信息化、智能化等技術的發展與支持，使工程機械的作業精度、作業質量與作業性能進一步提升，為施工技術的高效、精準實施提供了工具設備，為基礎設施的高質量、高效率建設提供了支持[1]。論文根據基礎設施建設與實施中的工程機械， 對工程機械在施工技術中的應用以及工程機械在施工環境下的有效管理進行研究， 對于進一步發揮工程機械在施工中的作用具有重要意義。

2 工程機械的選擇

2.1 工程機械的選擇依據

先進的施工技術有賴于先進的工程機械作為基礎設備工具，在施工技術應用中，需結合特定的環境以及施工條件選擇適宜的工程機械，具體選擇依據如下。

2.1.1 氣象條件

工程施工過程中影響工程機械選擇的首要因素即為氣象條件，在不同的氣象條件下適用的工程機械不同。 例如，在強降雨天氣下，土壤中的水分含量較高，若當地土質本身黏性較大，在雨水加持下施工環境會更加惡劣，不利于大型工程機械的作業，土壤的高黏性會形成較大的阻力，工程機械作業時的難度更大[2]。 因此，需要結合當地實時的氣象條件優選工程機械， 并在整個工期內根據氣象變化調整工程機械。

2.1.2 施工條件

工程施工所在地的環境條件，如地質地貌、地形條件等，也會影響工程機械的選擇與使用， 不同的海拔高度等作業環境下，所適用的工程機械也存在較大差異。 例如，在高海拔地區，燃油車的內燃機性能會受到影響， 而柴油機在高海拔缺氧環境下的動力性能與動力表現明顯優于燃油車，因此，通常會選用以柴油機為動力的工程機械，利用其更高的渦輪增壓效率減少轉速，切實保證高海拔地區的工程機械工作效能。與此同時，還需為以柴油機提供動力的工程機械配備一定的增壓裝置，進一步提高工程機械的渦輪增壓效率。 當前以電能為動力的工程機械也得以普及使用，在特殊的施工條件下，以電能為動力的工程機械應優選驅動能力大的品種與規格， 并在使用過程中及時調整電機驅動功率， 提高工程機械電機運轉的安全性能。

2.1.3 工程量

工程機械的選擇關系到工程施工效率與施工成本， 在選擇工程機械時，需根據工程量優選適宜的工程機械。 工程量較小時，應盡可能避免使用大型工程機械，以減少大型工程機械的租賃費用與人工費用。 施工單位可將工程量按時間周期進行細化， 將需要同一種工程機械的施工內容與施工技術有機整合，以便施工單位統一組織工程機械的施工作業，提高工程機械的施工效率、降低工程機械的施工成本。

2.2 工程機械的選擇原則

2.2.1 經濟適用

工程機械的選擇應重點關注工程施工內容的統籌度與連續性，將同一類施工技術有機整合后，施工單位組織工程機械的租賃與現場操作， 將工程施工中的同類型施工技術連帶處理與應用。 同時，施工單位在選擇工程機械時，應在滿足施工技術有效實施的基礎上，嚴格遵循經濟適用原則，優選性價比更高的工程機械，切實降低工程機械的施工成本。

2.2.2 合理配置

施工技術實施時， 選用工程機械需綜合考慮工程機械的性能、數量、類型，統籌兼顧施工技術的實施順序，理清工程機械使用時的主次順序，為工程機械配備一定的附屬裝置，如增壓裝置等，確保工程機械的規格、性能、類型、技術參數等均符合施工技術的應用要求。

2.2.3 安全可靠

安全是工程機械選用的最關鍵原則。 施工單位在根據施工技術需要選用適宜的工程機械時， 還應充分考慮工程機械操作與使用的安全性與可靠性，以確保施工作業安全為前提，推進工程施工的有序開展。

3 工程機械在施工中的具體應用

1）路基路面施工之前，通常需要利用工程機械對目標區域的土方進行開挖、運輸與填筑。 （1）對于短距離開挖與運輸，可選用鏟運機，以高效完成土方松土、鏟土、短距離運輸、卸土、填平等工序，降低土方挖填的施工成本。 在鏟運機的規格方面，應選用容量較大的鏟運機，同時配備推土機或平地機、振動壓路機，前者用于初步平整填土，后者用于對路面進行壓緊壓實，其規格宜為15 t。 （2）對于長距離開挖與運輸，可選用適用于長距離運輸的裝載機以及用于卸土的自卸車。 自卸車的數量根據裝載機的數量、運輸距離以及工程量確定，確保松土、挖土、運土、卸土等流程中裝載機不發生熄火等候現象，切實提高土方挖填效率。

2）在填筑路基時，施工單位通常采用分層攤鋪的施工方式，確保修整路基刷坡后的路堤邊緣有足夠的壓實度。 在綜合考慮填料性質以及填筑要求的基礎上， 選用適宜的壓實機作為碾壓工具，并結合壓實機的工作參數確定填料的松鋪厚度。在填土壓實的初步階段，采用石方與土石填筑路堤時，用于填筑的石料強度應大于施工標準值， 石料粒徑應符合路基填筑的設計要求， 填筑期間的路基空隙部分應采用粒徑更小的石料或石屑進行填充，推土機與壓路機相互交替開展工作，將待松鋪基底推成相對平整的路面。 考慮到初壓過程中路面以粗骨料為主，可選用振蕩式壓路機。 當路面進入復壓環節時，可將振蕩式壓路機的振蕩模式關閉， 或者選用雙輪鋼筒式壓路機，以滿足施工技術的應用要求。

3）攤鋪路面時，主要涉及的工程機械為瀝青拌和站與攤鋪設備，其中，瀝青拌和站是將瀝青材料、不同粒度的粗集料、細集料、填料等按照一定比例進行混合與攪拌，最終形成用于路面攤鋪的瀝青混凝土。 選擇瀝青拌和站時：（1）應考慮拌和站所在場地的容納材料， 施工單位需要預先在瀝青混凝土拌和生產前，將瀝青材料、粗集料、細集料、填料等均做好充分備貨并貯存在瀝青拌和站附近， 以便及時從備料庫中裝載一定量的原料輸送至瀝青拌和站中[3]。（2）要根據材料供貨計劃、施工級配需求、每日產量需要等確定瀝青拌和站的瀝青罐數量、礦粉罐大小、 拌和站加熱材料 （選用重油、 輕質燃油或天然氣）、拌和站型號等，進一步提高瀝青拌和站與實際工程施工需要和施工環境的適配性， 以便瀝青拌和站與其他運輸以及澆筑工程機械有機組合。 （3）在瀝青拌和站使用過程中，應充分協調好瀝青拌和站交辦工序、 攤鋪設備現場攤鋪等工序的配合，并采取分層攤鋪的方式，確保瀝青攤鋪的連續性。 分層攤鋪時， 需待下層攤鋪的瀝青凝結固化狀態為初凝后方可進行上層攤鋪，確保瀝青的攤鋪質量。

4 工程機械在施工中的優化應用

4.1 工程機械高質量管理

為實際有效地發揮工程機械在施工中的應用效果， 需要加強對工程機械的統籌與管理， 要健全與完善工程機械管理制度。 由于工程施工過程中工程機械的種類繁多、規格不一、操作流程不同、施工工藝不同、操作人員水平差異等，需對各個工程機械的適用性進行全面、細致的分析，結合施工作業環境以及機械的工作量， 制定工程機械維修保養制度以及日常管理制度，并針對每一個工程機械建立個性化檔案，將每一次工程機械的使用、維修、保養情況等逐一登記，作為工程機械安全使用的重要依據。 在工程建設成本的考慮下，施工單位通常選用的租賃方式是從機械租賃公司租賃想要使用的工程機械，并在租賃過程中加強項目設施材料的管理。 若是施工企業自行采購工程機械，則應做好工程機械的集中管理工作，在充分滿足施工作業需要的基礎上， 適時將閑置的工程機械承包租賃出去，縮減工程機械的閑置時間，與租賃單位共同分擔工程機械的采購支出。

4.2 工程機械使用培訓

進行工程機械使用培訓可以提高作業人員對工程機械操作與使用的熟練度， 減小工程機械在應用中的故障率與危險系數，切實保證工程機械運行的質效。 近年來，隨著信息化、自動化、 智能化技術的快速發展， 工程機械的更新迭代非常快速，工程機械的操控性更強，對操作人員的操控能力、應變能力要求更高。 因此，施工單位應高度重視對工程機械操作與使用人員的規范化、標準化培訓，確保一線操作人員熟練掌握工程機械的操作流程、控制方法，對工程機械的作業原理以及如何操作、優化工程機械的工作性能等有著一定深度的了解，方可提高操作人員對工程機械的操控能力。 同時，施工單位應加強對工程機械維養人員的培訓， 培養其利用先進檢測設備或儀器排查工程機械故障、發現故障原因以及所在位置的能力，夯實工程機械維修養護工作。

4.3 工程機械維修與保養

在工程機械存放方面， 盡量避免設備存放在潮濕陰暗環境中，需要設置專門存放點，同時定期做好倉庫、機房防潮等工作，及時檢查工程機械自身的受損等情況；在工程機械本身方面，不僅要檢查工程機械機身是否存在受損，同時，還要注意零部件完好性檢查，并及時更換，避免工程機械運行受到影響；做好工程機械管理，不僅要保證工程機械閑置時安全，同時還需要確保工程機械使用過程中不會出現安全問題。

4.4 重視施工安全

安全可靠是工程機械選用的重要原則。 以瀝青拌和站為例：（1）在操作人員方面，施工單位應安排專業的拌和站操作人員從事此項工作，在拌和站作業期間不得離開工位。 在具體操作方面， 操作人員在操作前應觀察瀝青拌和站的各項儀表指針參數，如果指示燈或者某個儀表盤指針指示異常，則需要及時排查故障并加以修復。 瀝青拌和站作業時，應關閉拌和站的沖洗開關，料斗應正常工作、上下搬運物料，若是此過程中出現未知故障，需先將料斗中的物料卸除，再對故障原因進行排查。 （2）瀝青拌和站的定期維修與養護也是施工安全的重要內容。 對于瀝青拌和站而言，重點維養部位包括滾輪、皮帶、軌道等（建議與現有設備相結合），通過細部檢查與故障診斷分析，及時發現瀝青拌和站的一些潛在風險點。

再如，挖掘機是工程施工中的重要機械，在挖掘機具體工作時，需要對作業現場的障礙物情況進行分析，對作業現場的土壤是否存在松動進行檢查， 確保挖掘機行駛與挖土的時候無障礙、無風險。 作業人員還應重點關注挖掘機的振動情況，從異常振動中發現故障， 切實提高工程機械在施工技術應用中的安全性。

5 結語