工程机械在施工中的应用研究

1 引言

基础设施建设与实施是社会经济发展的重要基石， 更是人民生活幸福指数不断提升的重要保障。 电子化、信息化、智能化等技术的发展与支持，使工程机械的作业精度、作业质量与作业性能进一步提升，为施工技术的高效、精准实施提供了工具设备，为基础设施的高质量、高效率建设提供了支持[1]。论文根据基础设施建设与实施中的工程机械， 对工程机械在施工技术中的应用以及工程机械在施工环境下的有效管理进行研究， 对于进一步发挥工程机械在施工中的作用具有重要意义。

2 工程机械的选择

2.1 工程机械的选择依据

先进的施工技术有赖于先进的工程机械作为基础设备工具，在施工技术应用中，需结合特定的环境以及施工条件选择适宜的工程机械，具体选择依据如下。

2.1.1 气象条件

工程施工过程中影响工程机械选择的首要因素即为气象条件，在不同的气象条件下适用的工程机械不同。 例如，在强降雨天气下，土壤中的水分含量较高，若当地土质本身黏性较大，在雨水加持下施工环境会更加恶劣，不利于大型工程机械的作业，土壤的高黏性会形成较大的阻力，工程机械作业时的难度更大[2]。 因此，需要结合当地实时的气象条件优选工程机械， 并在整个工期内根据气象变化调整工程机械。

2.1.2 施工条件

工程施工所在地的环境条件，如地质地貌、地形条件等，也会影响工程机械的选择与使用， 不同的海拔高度等作业环境下，所适用的工程机械也存在较大差异。 例如，在高海拔地区，燃油车的内燃机性能会受到影响， 而柴油机在高海拔缺氧环境下的动力性能与动力表现明显优于燃油车，因此，通常会选用以柴油机为动力的工程机械，利用其更高的涡轮增压效率减少转速，切实保证高海拔地区的工程机械工作效能。与此同时，还需为以柴油机提供动力的工程机械配备一定的增压装置，进一步提高工程机械的涡轮增压效率。 当前以电能为动力的工程机械也得以普及使用，在特殊的施工条件下，以电能为动力的工程机械应优选驱动能力大的品种与规格， 并在使用过程中及时调整电机驱动功率， 提高工程机械电机运转的安全性能。

2.1.3 工程量

工程机械的选择关系到工程施工效率与施工成本， 在选择工程机械时，需根据工程量优选适宜的工程机械。 工程量较小时，应尽可能避免使用大型工程机械，以减少大型工程机械的租赁费用与人工费用。 施工单位可将工程量按时间周期进行细化， 将需要同一种工程机械的施工内容与施工技术有机整合，以便施工单位统一组织工程机械的施工作业，提高工程机械的施工效率、降低工程机械的施工成本。

2.2 工程机械的选择原则

2.2.1 经济适用

工程机械的选择应重点关注工程施工内容的统筹度与连续性，将同一类施工技术有机整合后，施工单位组织工程机械的租赁与现场操作， 将工程施工中的同类型施工技术连带处理与应用。 同时，施工单位在选择工程机械时，应在满足施工技术有效实施的基础上，严格遵循经济适用原则，优选性价比更高的工程机械，切实降低工程机械的施工成本。

2.2.2 合理配置

施工技术实施时， 选用工程机械需综合考虑工程机械的性能、数量、类型，统筹兼顾施工技术的实施顺序，理清工程机械使用时的主次顺序，为工程机械配备一定的附属装置，如增压装置等，确保工程机械的规格、性能、类型、技术参数等均符合施工技术的应用要求。

2.2.3 安全可靠

安全是工程机械选用的最关键原则。 施工单位在根据施工技术需要选用适宜的工程机械时， 还应充分考虑工程机械操作与使用的安全性与可靠性，以确保施工作业安全为前提，推进工程施工的有序开展。

3 工程机械在施工中的具体应用

1）路基路面施工之前，通常需要利用工程机械对目标区域的土方进行开挖、运输与填筑。 （1）对于短距离开挖与运输，可选用铲运机，以高效完成土方松土、铲土、短距离运输、卸土、填平等工序，降低土方挖填的施工成本。 在铲运机的规格方面，应选用容量较大的铲运机，同时配备推土机或平地机、振动压路机，前者用于初步平整填土，后者用于对路面进行压紧压实，其规格宜为15 t。 （2）对于长距离开挖与运输，可选用适用于长距离运输的装载机以及用于卸土的自卸车。 自卸车的数量根据装载机的数量、运输距离以及工程量确定，确保松土、挖土、运土、卸土等流程中装载机不发生熄火等候现象，切实提高土方挖填效率。

2）在填筑路基时，施工单位通常采用分层摊铺的施工方式，确保修整路基刷坡后的路堤边缘有足够的压实度。 在综合考虑填料性质以及填筑要求的基础上， 选用适宜的压实机作为碾压工具，并结合压实机的工作参数确定填料的松铺厚度。在填土压实的初步阶段，采用石方与土石填筑路堤时，用于填筑的石料强度应大于施工标准值， 石料粒径应符合路基填筑的设计要求， 填筑期间的路基空隙部分应采用粒径更小的石料或石屑进行填充，推土机与压路机相互交替开展工作，将待松铺基底推成相对平整的路面。 考虑到初压过程中路面以粗骨料为主，可选用振荡式压路机。 当路面进入复压环节时，可将振荡式压路机的振荡模式关闭， 或者选用双轮钢筒式压路机，以满足施工技术的应用要求。

3）摊铺路面时，主要涉及的工程机械为沥青拌和站与摊铺设备，其中，沥青拌和站是将沥青材料、不同粒度的粗集料、细集料、填料等按照一定比例进行混合与搅拌，最终形成用于路面摊铺的沥青混凝土。 选择沥青拌和站时：（1）应考虑拌和站所在场地的容纳材料， 施工单位需要预先在沥青混凝土拌和生产前，将沥青材料、粗集料、细集料、填料等均做好充分备货并贮存在沥青拌和站附近， 以便及时从备料库中装载一定量的原料输送至沥青拌和站中[3]。（2）要根据材料供货计划、施工级配需求、每日产量需要等确定沥青拌和站的沥青罐数量、矿粉罐大小、 拌和站加热材料 （选用重油、 轻质燃油或天然气）、拌和站型号等，进一步提高沥青拌和站与实际工程施工需要和施工环境的适配性， 以便沥青拌和站与其他运输以及浇筑工程机械有机组合。 （3）在沥青拌和站使用过程中，应充分协调好沥青拌和站交办工序、 摊铺设备现场摊铺等工序的配合，并采取分层摊铺的方式，确保沥青摊铺的连续性。 分层摊铺时， 需待下层摊铺的沥青凝结固化状态为初凝后方可进行上层摊铺，确保沥青的摊铺质量。

4 工程机械在施工中的优化应用

4.1 工程机械高质量管理

为实际有效地发挥工程机械在施工中的应用效果， 需要加强对工程机械的统筹与管理， 要健全与完善工程机械管理制度。 由于工程施工过程中工程机械的种类繁多、规格不一、操作流程不同、施工工艺不同、操作人员水平差异等，需对各个工程机械的适用性进行全面、细致的分析，结合施工作业环境以及机械的工作量， 制定工程机械维修保养制度以及日常管理制度，并针对每一个工程机械建立个性化档案，将每一次工程机械的使用、维修、保养情况等逐一登记，作为工程机械安全使用的重要依据。 在工程建设成本的考虑下，施工单位通常选用的租赁方式是从机械租赁公司租赁想要使用的工程机械，并在租赁过程中加强项目设施材料的管理。 若是施工企业自行采购工程机械，则应做好工程机械的集中管理工作，在充分满足施工作业需要的基础上， 适时将闲置的工程机械承包租赁出去，缩减工程机械的闲置时间，与租赁单位共同分担工程机械的采购支出。

4.2 工程机械使用培训

进行工程机械使用培训可以提高作业人员对工程机械操作与使用的熟练度， 减小工程机械在应用中的故障率与危险系数，切实保证工程机械运行的质效。 近年来，随着信息化、自动化、 智能化技术的快速发展， 工程机械的更新迭代非常快速，工程机械的操控性更强，对操作人员的操控能力、应变能力要求更高。 因此，施工单位应高度重视对工程机械操作与使用人员的规范化、标准化培训，确保一线操作人员熟练掌握工程机械的操作流程、控制方法，对工程机械的作业原理以及如何操作、优化工程机械的工作性能等有着一定深度的了解，方可提高操作人员对工程机械的操控能力。 同时，施工单位应加强对工程机械维养人员的培训， 培养其利用先进检测设备或仪器排查工程机械故障、发现故障原因以及所在位置的能力，夯实工程机械维修养护工作。

4.3 工程机械维修与保养

在工程机械存放方面， 尽量避免设备存放在潮湿阴暗环境中，需要设置专门存放点，同时定期做好仓库、机房防潮等工作，及时检查工程机械自身的受损等情况；在工程机械本身方面，不仅要检查工程机械机身是否存在受损，同时，还要注意零部件完好性检查，并及时更换，避免工程机械运行受到影响；做好工程机械管理，不仅要保证工程机械闲置时安全，同时还需要确保工程机械使用过程中不会出现安全问题。

4.4 重视施工安全

安全可靠是工程机械选用的重要原则。 以沥青拌和站为例：（1）在操作人员方面，施工单位应安排专业的拌和站操作人员从事此项工作，在拌和站作业期间不得离开工位。 在具体操作方面， 操作人员在操作前应观察沥青拌和站的各项仪表指针参数，如果指示灯或者某个仪表盘指针指示异常，则需要及时排查故障并加以修复。 沥青拌和站作业时，应关闭拌和站的冲洗开关，料斗应正常工作、上下搬运物料，若是此过程中出现未知故障，需先将料斗中的物料卸除，再对故障原因进行排查。 （2）沥青拌和站的定期维修与养护也是施工安全的重要内容。 对于沥青拌和站而言，重点维养部位包括滚轮、皮带、轨道等（建议与现有设备相结合），通过细部检查与故障诊断分析，及时发现沥青拌和站的一些潜在风险点。

再如，挖掘机是工程施工中的重要机械，在挖掘机具体工作时，需要对作业现场的障碍物情况进行分析，对作业现场的土壤是否存在松动进行检查， 确保挖掘机行驶与挖土的时候无障碍、无风险。 作业人员还应重点关注挖掘机的振动情况，从异常振动中发现故障， 切实提高工程机械在施工技术应用中的安全性。

5 结语