总结4 施工机械选择及计算原则4.1 基本条件4.1.1本条强调进行施工机械选择及计算应具备的最基本的文件和资料。

4.1.2强调应进行基础资料分析及社会和现场调查，为选准选好施工机械提供充分的资料。

例如土石方开挖的难易程度直接影响挖掘机的生产率。

海拔高程和气温与内燃机的输出功率密切相关等。

我国水电工程施工企业拥有巨额施工机械固定资产，机械种类、型号繁多，充分利用这些机械设备有明显的经济效益。

4.2 选择原则4.2.1施工方法确定后，进行施工机械配套时，流水作业线上的施工机械种类不宜过多，因为每种施工机械出故障都会影响流水线正常工作，一般情况下，机械种类越多，机群生产效率越低。

例如，三种机械组合配套，每种机械的作业效率均为0.9，则组合作用时总效率为0.9×0.9×0.9＝0.729，而两种机械组合配套，其组合作业总效率为0.9×0.9＝0.81。

同一类型的施工机械，在满足施工要求的前提下，其型号、生产厂家或生产国别应尽可能单一。

同一类型的施工机械，型号、生产厂家不同，结构特点往往不同，型号越多，对维修人员的水平要求越高。

鉴于目前我国水电施工队伍机械修理人员的水平状况，修理施工机械有很大难度。

型号或生产厂家不同的机械、零部件通常不能互换，增加了零部件备件种类和数量。

此外，不同型号的机械，其使用和操作性能往往有一定差异。

不同型号的机械，有时对操作技术的要求也有差别。

型号多，对操作人员的技术要求也高，由于操作不熟练，对机械生产率也有影响。

因此，在同样能满足工程施工要求的前提下，机械型号和来源应尽量减少。

4.2.2优先选用国产施工机械或中外合资生产的施工机械，有利于提高我国机械行业的生产能力和技术水平，能节省大量外汇，促进工程机械行业进一步发展。

我国生产的工程机械，在产品种类、质量和性能等方面基本能满足国内工程的施工需要。

必须选择进口施工机械时，应按照国家有关规定执行。

应根据水电工程已有的使用经验，对不同国别、公司的产品进行慎重比较，选择厂家信誉好、产品质量好、技术指标先进的设备。

此外工程机械更新换代很快，应选择技术寿命长的设备。

技术寿命是设备的技术有效时间，它是技术无形损耗的结果。

机械设备从制成到由于技术性能低而被淘汰所经历的时间为技术寿命。

施工机械从整体上讲技术寿命较长，但有些类型的设备技术寿命只有几年。

技术寿命短，将使设备提前报废。

4.2.3本条强调选用通用设备，目的是减少机械台班费用，降低工程造价。

通用施工机械一般是批量生产，加工工艺先进，质量好售价低，通用施工机械对工程施工条件适应性好，可广泛用于各水电工程，设备利用率高。

而且，一旦不用这些设备时，也较容易以合理价格转让。

专用设备售价高，并且这类设备往往功能寿命低，而提高设备的功能寿命是一项不容忽视的问题，由于施工生产对象的特殊性，作业条件的多变性，有些设备纯属是为了某一个特定的施工目的而专门制造的，在设备完成了预定的功能任务后，再也不能或者很少再有可预见的使用可能，就认为该设备的功能寿命结束。

对具有功能寿命的机械设备，若不愿低价出售，保留巨额固定资产帐面价值，实际上毫无经济效益可言。

为了减少这种设备的浪费情况，对于具有功能寿命而且价格昂贵的专用设备一定要慎重选用。

专用设备在特定条件下具有很高的生产率和良好的施工质量等优点，对于工程量大、工期长的工程，选用专用施工机械则有可能避免设备功能寿命低的缺点，而发挥专用设备的优点。

4.2.4关键线路工程施工进度是整个工程能否按期完成的关键。

水电工程施工季节性强，工期紧，关键线路工程进度对于工程成败有很大影响。

当选择关键线路工程的施工机械时，必须首先保证机械设备的技术性能能满足施工要求，以及可靠性和数量的要求，即技术保证是首要条件。

水工建筑物为永久性建筑物，用于工程关键部位施工的机械设备，应技术性能先进，能确保施工质量。

当存在多种施工机械选择方案时，应强调机械设备的技术性能指标，只有当机械设备的技术性能指标确能满足要求时，才考虑经济指标。

4.3 机械组合方案和计算原则4.3.1施工机械配套组合时，必须首先确定对施工强度、工程单价起决定作用的主导机械，其它配套机械的类型、型号、数量应服从主导机械进行配置。

例如，在土石方开挖工程中，一般情况下挖装机械是主导机械，运输机械的生产能力应略大于挖装机械的生产能力，避免因运输机械不足而造成挖装机械停工。

4.3.2本标准中所列各类施工机械需要量计算公式，参考了国内外各有关手册、专著、教材和厂家提供的资料，并将有些公式计算所得结果与国外提供的图表、数据和水利水电建筑工程预算定额进行过比较。

由于各参数选择范围较宽，计算结果有差异，因此，本标准在正文提示的附录中只列出计算公式，而将各参数选择范围放在编制说明部分，以便使用标准时有一定的灵活性，便于设计人员根据自己的经验和工程实际，合理地选择参数。

据了解，各工程设计单位在确定机械数量时，可能采用定额法、类比法或公式计算法。

按定额计算所需机械数量一般偏多，按公式计算所得机械数量一般偏少。

如何处理这三种方法的关系，本标准回避了这一需待解决的问题。

鉴于定额的地位和作用，建议先用定额进行计算，用公式法进行验算，结合工程施工条件，用类比法协调两者之间的距离。

设备清单需由有经验的施工设计人员最后审核。

4.3.3 水电工程施工工期很长，各施工期进度不同，必须满足不同的施工进度要求，同时又不宜投入过多的施工机械，造成设备利用率降低，机械的利用率应达到部颁要求。

由于机械管理制度不完善，机械维修、保养水平较低，设备折旧年限长，施工机械完好率较低，由此而造成施工机械停工、实际施工天数减少，对此必须要充分考虑。

可根据施工单位施工机械完好率统计资料，合理确定有效施工天数。

地质、地形、气候等原因直接影响施工机械的生产率，使得实际施工进度不均匀，在计算机械需要量时应合理选择不均匀系数。

4.3.4国外为大中型水电、矿山等工程施工进行施工机械选型和配套计算时，已经采用计算机系统仿真技术，利用计算机仿真模型来模拟复杂的施工过程。

通过改变各种参数，得出不同的施工机械配套方案对施工质量、施工强度、施工进度、施工成本及设备利用率的影响，并作统计分析比较，确定最优施工机械配套方案。

同时，根据模拟计算还可预测将来工程施工可能出现的问题，为修改设计提供依据。

由于这种方法改变参数容易，计算结果准确快捷，并能将结果迅速打印出来，仿真程序还具有图形显示和方案的模糊评判功能，在招投标活动中更具优越性。

我国已开始尝试对施工机械的选型、配套作计算机仿真计算。

武汉大学动力与机械学院研制开发了碾压混凝土坝施工机械配套仿真系统，并成功地用于龙滩工程。

目前，我国在进行施工机械选型配套设计时，仍普遍采用手算或利用定额推算，在施工机械台班费占施工成本比例逐年增长的情况下，为保证工程质量，加快工程进度，减少工程投资，尽快推广计算机系统仿真技术，对施工机械配套进行优化组合，具有很现实的意义。

水利水电工程施工机械化程度不断提高，机械投放量增多，机械费用所占工程费用比例也逐年提高，在选择工程所用施工机械类型和数量、进行配套组合时，必须进行技术经济比较，要求技术上可行(能满足工期和质量)，经济上合理。

在进行技术经济比较时，不仅要对各种类型、型号的施工机械进行单独比较，更重要的是应对各种配套方案组成的不同施工机械机群的技术性能和经济性进行比较，应从工程整体考虑，而不仅仅限于某工序，这样确定的方案才能获得最优的工程整体效益。

在进行施工机械组合方案的技术经济比较时，应确定合理的比较范围和方法，首要的环节是使各方案的条件等同化，力求达到四个方面的可比性要求，即：使用价值可比性，相关费用可比性，时间因素可比性和计费价格可比性。

进行技术经济比较首先应将参与分析的各种因素定量化，然后运用数学手段进行综合运算，分析对比，从中选出最优方案。

在方案比较中首要的环节是使各方案的条件等同化，否则分析得出的结果毫无意义，或者导致错误的结论。

这就是所谓的“可比性问题”。

由于各个方案涉及的因素是极其复杂且多样化的，所以不可能做到绝对的等同化，何况其中还包括一些目前还不能加以定量表达的所谓不可转化因素。

因此在实际工作中只能做到在几个与经济效果有较大影响的主要方面达到可比性要求。

使用价值的主要内容有数量、质量、品种等，两个方案如果使用价值不同，则不能相比较。

例如有两个混凝土吊罐，一个为6m3，一个为3m3，就不能直接比较两者的经济性，应把它们折算为每单位时间内每吊运1m3混凝土所对应的投资额或成本费用后才能相比较。

相关费用可比性就是如何确定合理计算费用的范围。

如果计算费用的范围不合理，就没有可比性。

例如隧洞出渣采用风动装岩机或电动装岩机方案，就不能仅比较两种设备的购置费，要使这两种装岩机实际发挥生产效益，都需要一系列配套设备，必须同时计算这些配套设备的购置费。

时间因素可比性是考虑资金与时间的关系，即资金的时间流概念，不同年份发生的费用不能直接作比较，必须折算到同一年份才能比较。

计费价格可比性，绝大部分费用都是在某种单位基础上计算出来的，不同方案所涉及的各种设备、材料、燃料、动力及劳务不一定相同，它们的价格是否相对合理对于分析计算的结果有直接的影响。

在审定计费价格是否具备可比性时，主要看所使用的各种单价数据在比较期内是否具有稳定性。

可比性所涉及的问题不止以上四种，还有定额标准、安全系数等，分析人员认为有必要的，可自行斟酌决定。

另外，在计算施工机械生产率，确定土石方体积和土石方单价时，必须明确是按自然方、松方或压实方三种状况中的哪种状态计算。

这是强调统一计算土石方体积标准的必要性。

在土石方施工中，原状土壤经爆破、挖掘、铲装、运输、堆置、填筑或压实后，其体积和容量都将发生一定的变化。

通常在计算土石方体积时有自然方、实方和松方三种形式。

自然方是指原地未经扰动的自然状态土方；松方是指经过机械或人工开挖而松动过的土方；实方是指填筑、回填经过压实后的成品方。

由于三种方量计算结果差异较大，因此，应统一计量标准。

根据水利水电建筑工程预算定额规定，土石方定额的计量单位，除注明外，均按自然方计算。

当用公式法计算时，开挖、运输土石方体积按自然方计算，对于运输车辆，应将松方换算成自然方，填筑、压实土石方体积按实方计算。

5 土石方开挖机械5.1 钻孔凿岩机械5.1.1合理选择钻孔机械，应考虑多方面的影响因素。

本条提出了主要的影响因素，根据大中型水电工程作业条件复杂多变的特点，要求对诸因素的影响进行综合分析和比较，然后确定选型方案。

不同岩石硬度和物理成分是影响钻孔机械钻进速度和钻头磨损的首要因素。

在其它条件相同时，考虑岩石条件，对较完整的岩石，选用较大孔径的钻机；裂缝较发育的岩石，选用较小孔径的钻机，有利于获得较好的爆破效果，减少超径块体。