坝肩开挖翻渣分析

1坝肩高边坡翻碴分析根据坝肩开挖现场实际地形条件，无名沟位置无法安排施工出渣道路，为保证施工进度安排，我单位在无名沟使用反铲进行高边坡开挖翻渣施工：翻碴重复次数：随翻碴时碴料滚落到坡底的比例随坡度、高差、粒径的不同而变化，从现场观察记录看，从坡顶滚落的大部分细颗粒石碴及土留在边坡上，只有少量大颗粒石碴能滚到坡底，挂坡碴料存在多次重复翻碴才能到达坡底的问题。即接近边底的石碴只需翻碴一次，而随高度的增加翻碴次数也随之增加，在高差达225m的情况下，上部石碴可能需重复翻碴几十次才能到达坡底。翻碴次数随翻渣高程下降,水平面翻碴而随之增大，同时翻碴次数与厚度有着密切的直接关系。准确确定翻碴重复次数的理论非常困难，为了直观的体现出重复翻碴量，用CAD制图模拟重复翻碴及挂坡情况，其CAD模拟计算见下图表一，图中的断面为抽取的典型断面（EL1245m～EL1020m高程间）形式，利用此典型断面来说明整个F5沟的重复翻碴。图中是按每2m一层翻碴模拟计算的，翻碴的外坡比为1：1.2。翻碴清运出碴临界点为江边EL994m从下游往上游方向清运，此处的出碴位置距F5沟的设计开挖线约为135.02m，所以重复翻碴的底宽取为135.02m。重复翻碴的次数以模拟的宽度为依据进行计算。图表122、图中每一层的高度为2米，重新堆积的外坡比为1：1.2。3、图中用不同的图形和颜色所填充的条状体为每2米层的翻渣重新堆积形状。说明：1、图中的断面为F5沟的典型翻渣体断面。135.0224.972根据以上情况在模拟计算图中所计算出的工程量为：典型断面的翻碴外边线与收方线间的面积为6001.633m2；重复翻碴外边线与松碴清理完后的线间的面积为14037.08m2，由此可得出重复翻碴量的系数为：14037.08÷6001.633=2.339，则平均重复翻碴次数为2.339次。3、钻爆开挖和翻碴与运碴轮流作业造成的机械窝工时间：在钻爆开挖和翻碴作业时，因大量石碴滚落，为安全计不允许同时进行运碴作业。实际施工采用轮流作业法，当下部堆碴达一定数量时（受不允许碴料下江及满足运碴机械作业条件的限制）停止翻碴作业，运碴机械开始作业，运碴至一定数量时（为防止过度运碴造成碴体崩塌，需控制运碴数量）停止运碴转入翻碴作业。轮流作业周期具有不确定性，据现场间断性观察记录，翻碴连续作业时间在1～5天内，运碴作业时间一般在1天以内（采用4m3挖掘机、5m3装载机装碴），运碴作业时间大致占20%。即轮流作业造成的机械窝工为：翻碴机械窝工时间为20%，降效系数考虑为0.8。运碴机械可调作他用暂不考虑窝工。同时存在装碴设备斗容充盈系数问题，4m3挖掘机或5m3装载机装土能达到设计斗容方量，装石碴均无法达到设计额定斗容方量，达不到的主要因素是与石碴粒径大小关系，准确确定石碴的斗容充盈系数非常困难，按水电长期施工积累的经验和处理贯列，石碴的斗容充盈系数3～5%，F5沟装碴设备斗容的充盈系数取中值4%,降效系数考虑为0.96。4、由于积碴清运作业期间，受上下交叉立体施工干扰较大，同时作业本身难度也较大，大孤石解爆处理时翻碴机械需避开等等，造成一定程度上的降效。5、水平断面上翻碴机械配置（反铲挖掘机与推土机）作业范围的划分5.1、施工机械的有关参数：（1）两边角设计开挖线15m范围内为反铲挖掘机单独作业区直接翻碴下坡；（2）靠山体设计开挖线则的10m范围为反铲挖掘机、推土机联合作业区；（3）外边其余部分为推土机作业区直接推碴下坡；（4）除挖掘机与推土机共同作业区域外，其它区域以一种机械为主，另一机械作为辅助机械。5.2、翻碴过程（自上而下）的论述：初期翻碴厚度不大（碴体厚度＜10m时，利用挖掘机可直接将碴挖翻抛落坡面,所以挖掘机是主要施工机械，推土机仅作为辅助机械。当降坡到一定程度时（碴体厚度10～20m时），虽然可由挖掘机单独作业，但不经济，考虑靠山体开挖线侧两边角15m范围内的石碴由挖掘机直接挖翻下坡，其余部分由推土机直接推碴下坡。除两边角外，挖掘机已无法将开挖线山体内侧的石碴直接翻下坡，即开挖线内侧需挖掘机、推土机联合作业将碴料挖抛推运成堆后；3再由推土机直接推碴下坡。随着碴体厚度的增加，直接用挖掘机挖碴下坡的比例减少，而联合作业区和推土机作业区直接推碴下坡的比例随之增大。5.3、模拟EL1190m高程水平断面：该断面位于碴体1/3高程处，由碴体外边线、设计开挖线组成（见附图表二），碴体最大宽度28.93m、最大厚度55m，总面积4849.253m2。根据机械作业区域划分原则：两边角15m范围由挖掘机直接翻碴下坡的面积为672.895m2；挖掘机与推土机联合作业面积为1524.48m2、挖翻推运距离约30m；开挖线以外由推土机直接推碴下坡面积为2651.878m2、推运距离＜20m。图表2205.26反铲作业区AC=318.929AC=353.966反铲作业区10反铲/推土机联合作业区AC=1524.480AC=2651.878推土机作业区推土机作业面积=2651.878反铲作业面积=672.895翻渣总面积=4849.253EL1190横断面101515101515反铲/推土机联合作业面积=1524.48028.93开挖线松渣外边线5.4、模拟EL1130m高程水平断面：该断面位于碴体2/3高程处，由碴体外边线、设计开挖线组成（见附图表三），碴体最大宽度37.17m、最大厚度66m，总面积5998.767m2。接机械作业区域划分原则：两边角15m范围由挖掘机直接翻碴下坡的面积为686.093m2；挖掘机与推土机联合作业面积为2031.851m2、挖翻推运距离约40m；开挖线以外由推土机直接推碴下坡面积为3280.823m2、推运距离约＜40m。图表3222.01反铲作业区AC=367.933AC=318.160反铲作业区AC=2031.851推土机作业区AC=3280.823推土机作业面积=3280.823反铲作业面积=686.093翻渣总面积=5998.767EL1130横断面15151515101010反铲/推土机联合作业区反铲/推土机联合作业面积=2031.85137.17开挖线松渣外边线45.5、模拟EL1070m高程水平断面：该断面位于碴体下部（见附图表四），碴体最大宽度46.98m、最大厚度60m，总面积7315.036m2。接机械作业区域划分原则：两边角15m范围由挖掘机直接翻碴下坡的面积为1028.258m2；挖掘机与推土机联合作业面积为2169.164m2、挖翻推运距离约50m；开挖线以外由推土机直接推碴下坡面积为4117.614m2、推运距离约＜40m。图表4242.241010开挖线AC=710.462反铲作业区AC=317.796反铲作业区AC=2169.164AC=4117.614推土机作业区翻渣总面积=7315.036反铲作业面积=1028.258推土机作业面积=4117.614EL1070横断面15151515反铲/推土机联合作业区反铲/推土机联合作业面积=2169.16446.98松渣外边线6、挖掘机挖碴、推土机推碴作业量的确定6.1、挖掘机直接翻碴下坡作业区域内，挖掘机作为主要机械，作业量按100％计；推土机作为辅助机械，配合挖掘机进行作业，作业量参照97概算定额中石碴装运子目按50％计。6.2、挖掘机与推土机共同作业区域内，石碴由挖掘机挖碴成堆后由推土机推碴下坡，两种机械均为主要施工机械，作业量按100％计。6.3、推土机直接推碴下坡作业区域内，推土机作为主要机械，作业量按100％计；挖掘机作为辅助机械，主要用于修筑降坡道路、配合大孤石解爆（挖除孤石周围石碴）等施工，作业量按30％计。6.4、EL1190m高程水平断面机械作业量所占比重挖掘机作业量=[直接翻碴672.895m2+联合翻碴1524.48m2+配合翻碴2651.878m2×30％]÷水平翻碴总面积4849.253m2=61.72％推土机作业量=[直接推碴2651.878m2+联合翻碴1524.48m2+配合翻碴672.895m2×50％]÷水平翻碴总面积4849.253m2=93.06％推土机推运距离＜20m占2651.878m2÷4849.253=55％，推运30m占45％56.5、EL1130m高程水平断面机械作业量所占比重挖掘机作业量=[直接翻碴686.093m2+联合翻碴2031.851m2+配合翻碴3280.823m2×30％]÷水平翻碴总面积5998.767m2=61.72％推土机作业量=[直接推碴3280.823m2+联合翻碴2031.851m2+配合翻碴686.093m2×50％]÷水平翻碴总面积5998.767m2=94.3％推土机推运距离＜40m占3280.823m2÷5998.767=55％，推运40m占45％6.6、EL1070m高程水平断面机械作业量所占比重挖掘机作业量=[直接翻碴1028.258m2+联合翻碴2169.164m2+配合翻碴4117.614m2×30％]÷水平翻碴总面积7315.036m2=60.6％推土机作业量=[直接推碴4117.614m2+联合翻碴2169.164m2+配合翻碴1028.258m2×50％]÷水平翻碴总面积7315.036m2=93％推土机推运距离＜40m占4117.614m2÷7315.036=56％，推运50m占44％6.7、机械平均作业量：从以上3个水平断面计算表明，从上至下挖掘机作业面积逐步下降，推土机作业面积逐步增加，算术平均机械作业量为：挖掘机平均作业量=(61.72％+61.72％+60.6％)÷3=61.35％推土机平均作业量=(93.06％+94.3％+93％)÷3=93.45％推土机推运距离＜40m=（55％+55％+56％）÷3=55.3％推土机推运距离40m=（45％+45％+44％）÷3=44.7％三、翻碴单价计算1各类系数汇总：翻碴重复次数2.339次，轮流作业造成的翻碴机械降效系数0.8，挖掘机作业量61.35％，推土机作业量93.45％，土石方比例：土方(自然方)占总量的12.27％；松碴（松方）占总量的25.19％；石方(自然方)占总量的62.54％。松实系数：石方1.532.自然方土方单价={(查挖掘机挖土方预算定额编制单价分析表×2.339×61.35%×12.27%÷0.8)+(查推土机推运土方预算定额编制单价分析表×2.339×93.45%×12.27%÷0.8)}3.松方石方单价={(查挖掘机挖石方预算定额编制单价分析表×2.339×61.35%×25.19%÷0.8)+(查推土机推运石方预算定额编制单价分析表×2.339×93.45%×25.19%÷0.8)}/1.534.自然石方单价={(查挖掘机挖石方预算定额编制单价分析表×2.339×61.35%6×62.54%÷0.8)+(查推土机推运石方预算定额编制单价分析表×2.339×93.45%×62.54%÷0.8)}将上述单价相加即可得出综合翻碴单价。