正文 第六章 土石挖掘原理(一)(3 / 3)

5.挖掘機工作裝置各油缸過載閥開啟壓力

為了避免鏟鬥或鬥柄挖掘時,由於動臂油缸、鬥柄油缸或鏟鬥油缸的過載壓力過低,不能充分發揮最大鬥齒力,影響作業的順利進行,需要確定合理的各油缸過載閥開啟壓力值。為此,須計算出閉鎖狀態下各油缸的被動作用力。

6.4平地、鏟拋與夯實

6.4.1平地

一、平地概述

不論是水田、梯田、灌水旱田、雨養旱田或壟作、溝種、窪田、台田,凡是田麵精細平整的,都在不同程度上有利於土壤水分的均勻供應,減少鹽堿性土壤的堿斑(據輯道:田內高差5-7cm時,鹽堿斑麵積為6.05%;高差10-20cm時為22.39%),避免水多時積澇、局部的坑凹,方便機耕作業,有助於苗齊、植株長勢均勻、產量較高。田麵地勢平整還有助於防止或減少農田水土的衝刷流失。在灌溉情況下,平整的田麵較之不平整的田麵,可節約灌溉用水達40%-50%;據統計,我國6.2億畝水澆地中需要進一步平整的占70%-80%。但是,平地工作量大,成本高,還往往將底層生土帶到耕層來,影響當年作物的生長;與地麵平整有關的基本建設工程還需長年維護;因此,平地需要有針對性有計劃地結合綜合措施進行。平地有大平大整,小平小整之分。大平大整是消滅田麵中小地形的起伏,一般以渠道所控製的範圍為單位。大平大整可專門平整,亦可結合修築田間工程時平整。大平大整一般需進行平地設計,這時需要比例尺為1/2000、等高線間距為0.lm的地形圖,需要根據土壤圖和氣象資料、種植計劃、農技要求規定平後所達的水平標準,進行平地設計,製定出土方工作量最經濟的方案;確定挖填範圍、深度、運距、土方量及所用機具的選型配套等。小平小整往往由農民在每年的耕作栽培過程中有意識地進行。河北省石家莊地區一帶農民在這方麵具有豐富的經驗,他們采用在犁地中遇到高地就使犁“貪生”,遇到低地時使犁“貪熟”,耙擦的方向與犁地的方向相反,出犁進耙,高勒低撒(韁繩同時,在耕作栽培過程中,隨時順便用鍁將高處撩平,或用手工具平耙、鐵耙耮平;這樣長年下來,達到地平如鏡的地步。

微地形平整程度的評定標準分為四級:

(1)微地形良好:等高線平行,坡度一致,無倒坡現象,小高地或小窪地的高度小於5cm。

(2)變化不大的微地形:等高線稍有彎曲,坡度亦有變化,但無倒坡,小高地或小窪地的高度在20cm以下。

(3)複雜的微地形:等高線彎曲多,沿灌水方向坡度變化不大,有倒坡或無倒坡,但小高地或小窪地的高度在20cm以上。

(4)微地形很複雜:等高線彎曲很厲害並有封閉曲線,沿灌水方向坡度變化不定,有倒坡或無倒坡。

地麵坡度分為小坡度(小於0.002),中等坡度(0.002-0.006)及大坡度(0.006-0.02)。適於灌溉的坡度根據毛渠間距和土質結構而定,一般須使灌水通過地表的流速低於臨界衝刷流速(每秒0.1-0.2m,地麵水層厚度在2-3cm以上),即溝灌的坡度宜在0.005-0.002之間;漫灌的坡度宜小於0.001而約在0.0005。這樣,屬於小坡度的地麵坡度及微地形良好或微地形變化不大的田麵不經平整即可適於灌溉,屬於大坡度的地麵坡度及微地形複雜或很複雜的田麵不適於灌溉,需要調整坡度及平整微地形。

這樣,平地作業有時亦分為切土填土量大、以構成田麵基本形狀為目的的粗平,以及以調整田麵坡降和調理微地形平整度為目的的細平。

二、平地方案設計方法的舉例

在田塊較小(長度在15-20m以內),比如小塊梯田上,為了避免複雜的土方計算和測量中立標樁等所費工時而直接用平地機平整田麵之外,其餘為了減少切土、運土、填土部位、數量和方向上的盲目性,確保平地標準符合要求,以及整個工程土方工作量最為經濟,一般都需要事先進行平地方案的設計。為此需要有比例尺小(1=2000)、等高線間隔0.lm的地形圖,並按等高線或橫斷麵計算平整後的標高。在施工過程中沿作業路線拉線,並根據路程和時間製訂平地工作機構的上下移動計劃。在施工後也要按標樁點標高計算平地質量。評價平地質量可將平地後平均起伏量或最大高度差與平地前比較,亦可在等高線地形圖上將平地後的最高點和最低點之間的最大高度差與平地前相比較。現代激光平地發射接收和自動控製鏟刀工作位置係統的應用,使需要平整成具有雙麵坡度的大田塊的平整工作,及其它有關的施工作業大為簡化,工效大為提高,質量亦能得到保證。平地方案的設計原則則仍然相似。

對於平地方案的設計,Ragu(l%0)提出矩形田塊移土量最少的平地坡度直接計算法。他假設,當①挖方與填方相等和②任一水平麵U上土的容積中心在平地前後保持不變時,地表土的移動量最少。例如,現有矩形田塊,按間隔J分成麵積小格並測出各小格平地後麵積中心點的標高等於各組成麵積的平均標高時移土量最小的原則,即使對於極不規則的田塊亦是適用的。

三、梯田的修築

我國長期農業生產的實踐經驗表明,不論水田、山區或旱坡地區,梯田是最好的保持水土、均勻調整田麵墒情和肥力、提高耕耘效果的措施。大麵積擴展的主要障礙在於土方量大。梯田可在任一地勢下修築,尤其是小塊稻田。在旱坡情況下,如沿等高線修築梯田將大量省工,並可發揮機械的作用。梯田的缺點是土埂占去部分耕地,還需經常維修,有的地區須防止鼠洞。另外,還須安排多餘水(灌溉水、雨水)的處理問題。等高線梯田在我國沒有得到發展,原因是受限於小農經營和缺乏技術和經驗。隨著農業經營規模效益日益等到雷視,等高線梯田將有所發展。

等高線梯田最適宜於土層較深的緩坡,典型剖麵見。一般無橫向坡度,縱向坡度依地塊長短和灌水方法而定。地塊短時一般無縱向坡度,如稻田、小塊梯田;地塊長並可能漬澇時則有縱向坡度;縱向坡度小可減少灌水用量,可存水,還須小於大雨時開始衝刷的坡度,一般在0-0.003。梯田寬度為作業機械寬度的倍數;加大寬度可減少墊埂所占麵積比例,但亦增加建造時的移土量和維護問題;最大寬度有時受土層深度的限製,因為寬則高差大,建造時易翻上底土。

四、平地工作部件

建造梯田和進行各種平地作業,往往既需用鏟運機,亦需用平地機。平地機是用於修整坡度和大麵積平整地麵的專用機械,與推土機比有精度高工效高的特點;為了縮小不易平整到的死角,平地機多用前後輪轉向、折腰轉向以及液壓傳動、液壓控製和激光鏟刀升降與傾斜自動控製係統等。推土機的切土能力低,適用於鬆軟地帶的輕淺鏟挖,遇到較堅硬粘土時,須先用耙齒耙鬆才能作業。平地機則能切土(鏟土)、側向移土,刮削路塹的裏外斜坡,攤平、整形,還常用於築路和修機場。平地機的工作部件刮土鏟與推土機的推土鏟,對土體的作用基本上相似,這裏不再重述,而隻涉及一些特點。