土方開(kāi)挖的開(kāi)挖方式包括自上而下開(kāi)挖、上下結(jié)合開(kāi)挖、先岸坡后河槽開(kāi)挖和分期分段開(kāi)挖等。水利水電工程建設(shè)中，土方開(kāi)挖的方法主要有機(jī)械開(kāi)挖、人工開(kāi)挖等。下面就機(jī)械開(kāi)挖土方中的挖土機(jī)械特性及選型進(jìn)行一下闡述
（一）挖土機(jī)械特性
機(jī)械開(kāi)挖的主要挖土機(jī)械有挖掘機(jī)、裝載機(jī)和鏟運(yùn)機(jī)等。
1、挖掘機(jī)用斗狀工作裝置挖取土壤或其他物料，剝離土層，是土石方工程開(kāi)挖的主要施工機(jī)械設(shè)備。挖掘機(jī)分為正鏟、反鏟、索鏟和抓斗，斗容量有0.5m3、0.6m3、1.0m3、1.6m3、2.5m3等多種。
�。�1）正鏟挖掘機(jī)，具有強(qiáng)力推力裝置，能挖各種堅(jiān)實(shí)土和破碎后的巖石，適用于開(kāi)挖停機(jī)面以上的土石方，挖掘停機(jī)面以下不深的土方。正鏟與運(yùn)輸工具配合時(shí)，其開(kāi)挖工作面的布置有側(cè)向挖掘與正向挖掘兩種方式。正向挖掘布置方式適用于挖方高度較大的情況，運(yùn)輸工具停在正鏟后側(cè)的同一平面高程上，運(yùn)輸工具要倒車進(jìn)入指定的裝車地點(diǎn)，從而使裝車的轉(zhuǎn)角增大，影響正鏟挖掘機(jī)的效率。
�。�2）反鏟挖掘機(jī)主要用于開(kāi)挖停機(jī)面以下的溝槽，其基本作業(yè)方式有溝端挖掘、溝側(cè)挖掘、直線挖掘、曲線挖掘、保持一定角度挖掘、超深溝挖掘和溝坡挖掘等；亦適用于水下開(kāi)挖。反鏟挖掘機(jī)每一作業(yè)循環(huán)包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸料和返回等四個(gè)過(guò)程。
�。�3）拉鏟挖掘機(jī)，主要用于開(kāi)挖停機(jī)面以下的土料，適用于坑槽挖掘，也可水下掏掘土石料。拉鏟挖掘機(jī)可根據(jù)挖方寬度的大小分為正向開(kāi)行與側(cè)向開(kāi)行兩種開(kāi)挖方式。當(dāng)挖方寬度較小時(shí)，挖掘機(jī)可沿挖方軸線移動(dòng)進(jìn)行挖掘，并將土卸在挖方體兩側(cè)，這種開(kāi)挖方式稱為正向開(kāi)行。當(dāng)挖方寬度較大，可采用側(cè)向開(kāi)行法進(jìn)行挖掘，此時(shí)挖掘機(jī)分別沿挖方兩側(cè)開(kāi)行，并將挖出的土直接卸在堆放的地方，不再轉(zhuǎn)運(yùn)。拉鏟挖掘機(jī)每一個(gè)作業(yè)循環(huán)包括就位、拋鏟、拉鏟、回轉(zhuǎn)、卸料。
�。�4）抓鏟挖掘機(jī)，用鋼繩牽拉，靈活性較差，工效不高，不能挖掘堅(jiān)硬土；可以裝在簡(jiǎn)易機(jī)械上工作，使用方便�？蛇M(jìn)行水下泥沙開(kāi)挖。
抓斗挖掘機(jī)作業(yè)特點(diǎn)為：開(kāi)挖直井或沉井土方；可裝車或甩上；排水不良也能開(kāi)挖；吊桿傾斜角度應(yīng)在45°以上，距邊坡應(yīng)不小于2m。
2、裝載機(jī)是應(yīng)用較廣泛的土石方施工機(jī)械，與挖掘機(jī)比較，它不僅能進(jìn)行挖裝作業(yè)，而且能進(jìn)行集渣、裝載、推運(yùn)、平整、起重及牽引等工作，生產(chǎn)率較高，購(gòu)置費(fèi)用低。裝載機(jī)不僅適用于停機(jī)面以下溝槽開(kāi)挖，亦可進(jìn)行停機(jī)面以上開(kāi)挖。
3、推土機(jī)。推土機(jī)是工地上用得最多的一種機(jī)械。它能平整場(chǎng)地、邊坡與道路，開(kāi)挖基坑、骨料與淺溝渠，回填溝槽，以及推樹(shù)拔根等。
推土機(jī)用于開(kāi)挖與推運(yùn)土料時(shí)，其運(yùn)距以不超過(guò)60m為宜。
4、鏟運(yùn)機(jī)。鏟運(yùn)機(jī)是集開(kāi)挖、運(yùn)輸和鋪填三項(xiàng)工序于一身的設(shè)備，其施工簡(jiǎn)單、管理方便、費(fèi)用低，適用于開(kāi)挖有黏性的土壤。鏟運(yùn)機(jī)有拖式和自行式兩類。它是一種鏟土、運(yùn)土、鋪土和壓實(shí)的綜合機(jī)械，可用于鏟除腐殖土，開(kāi)采土料，修筑渠道與路基，以及軟基的開(kāi)挖等。
鏟運(yùn)機(jī)適用于挖方深度和填方高度均不大，開(kāi)挖Ⅰ～Ⅱ級(jí)土（Ⅲ、IV級(jí)土需翻松），運(yùn)距不遠(yuǎn)（600～1500m）的情況。
鏟運(yùn)機(jī)是一種循環(huán)作業(yè)機(jī)械，由鏟土、運(yùn)土、卸土、回駛四個(gè)過(guò)程組成。它的開(kāi)行方式有環(huán)形和“8”字形兩種。當(dāng)挖填方靠近（如修渠道和路基等），且挖填方高差在1.5m以內(nèi)時(shí)，常用環(huán)形開(kāi)行，高差超過(guò)1.5m時(shí)，可采用“8”字形開(kāi)行。
（二）
1、機(jī)械設(shè)備配套原則
選擇挖土和運(yùn)輸機(jī)械時(shí)，應(yīng)考慮工程量的大小，此外，在選擇土方開(kāi)挖運(yùn)輸機(jī)械時(shí)，應(yīng)盡可能選用容量大、數(shù)量少、型號(hào)規(guī)格單一的機(jī)械，便于管理和修配。
2、機(jī)械配備方法
土方挖掘機(jī)械一般采用挖掘機(jī)，運(yùn)輸機(jī)械分為循環(huán)運(yùn)輸機(jī)械和連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，其中循環(huán)運(yùn)輸機(jī)械主要有有規(guī)機(jī)車和自卸汽車；連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械主要有帶式運(yùn)輸機(jī)。
另外還包括挖、裝、運(yùn)組合機(jī)械，主要有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)。
在水利水電工程施工中常用的土方施工機(jī)械組合為：挖掘機(jī)挖土、自卸汽車運(yùn)輸。下面以此為例簡(jiǎn)述土方機(jī)械配置方法：
第一步選擇技術(shù)上適應(yīng)的機(jī)械，根據(jù)需開(kāi)挖土石方的分類選擇適應(yīng)的挖土機(jī)械。一般來(lái)說(shuō)挖掘機(jī)適應(yīng)土石方開(kāi)挖及回填的使用。
第二步是按經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)方案選擇運(yùn)土機(jī)械，運(yùn)土機(jī)械的選擇原則為：運(yùn)土機(jī)械滿載重量等于挖土機(jī)械2-5斗的容量為宜。自卸汽車為是最為常見(jiàn)的長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)械，一般運(yùn)距在2公里以上選擇自卸汽車為宜。（注：運(yùn)輸機(jī)械對(duì)運(yùn)輸?shù)缆芬嘤幸欢ǖ囊螅?nbsp;
例如：挖掘機(jī)斗容量分為：0.6m3、1.0m3、1.6m3、2.0m3、2.5m3、3.0m3等；自卸汽車按載重量分為：5.0t、8.0t、10t、15t、20t、25t等；將自卸汽車按照土石方分類的自然容重折算成斗容量（按壤土容重1.8t/m3計(jì)算）為：2.78m3、4.44m3、5.56m3、8.33m3、11.11m3、13.89m3等；按2-5斗容量進(jìn)行技術(shù)搭配如下：0.6m3挖掘機(jī)搭配5.0t自卸汽車；1.0m3挖掘機(jī)搭配5t、8t自卸汽車；1.6m3挖掘機(jī)搭配8t、10t自卸汽車；2.0m3挖掘機(jī)搭配10t、15t自卸汽車；2.5m3挖掘機(jī)搭配20t自卸汽車；3m3挖掘機(jī)搭配25t自卸汽車；
第三步選擇經(jīng)濟(jì)上適用的機(jī)械組合，計(jì)算機(jī)械的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：上述每種機(jī)械均可以計(jì)算其生產(chǎn)率（m3/臺(tái)時(shí)）和臺(tái)時(shí)費(fèi)（元/臺(tái)時(shí)），機(jī)械經(jīng)濟(jì)指標(biāo)=臺(tái)時(shí)費(fèi)/生產(chǎn)率=（元/m3）。機(jī)械經(jīng)濟(jì)指標(biāo)實(shí)際上反映每挖掘或運(yùn)輸一立方的土所需的費(fèi)用。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)方案的適宜性選擇合適組合機(jī)械。
第四步按照工程量及工期計(jì)算工作強(qiáng)度，其公式為：工作強(qiáng)度=計(jì)算系數(shù)*（總工程量/總工期），計(jì)算系數(shù)一般按1.5計(jì)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
第五步根據(jù)第四步計(jì)算的工作強(qiáng)度及第三步確定的機(jī)械組合計(jì)算配備挖土機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械的數(shù)量。一般在開(kāi)挖、運(yùn)輸施工工藝中以開(kāi)挖機(jī)械為主導(dǎo)機(jī)械，采用工作強(qiáng)度除以機(jī)械生產(chǎn)率計(jì)算主導(dǎo)開(kāi)挖機(jī)械的數(shù)量。確定主導(dǎo)機(jī)械的數(shù)量后，以主導(dǎo)機(jī)械的生產(chǎn)率與運(yùn)輸機(jī)械生產(chǎn)率比值乘以一個(gè)擴(kuò)大系數(shù)（一般擴(kuò)大系數(shù)為1.2）計(jì)算運(yùn)輸機(jī)械的數(shù)量。
說(shuō)明：上述方法僅適用的開(kāi)挖、運(yùn)輸施工工序；而開(kāi)挖、運(yùn)輸、回填施工工藝應(yīng)考慮碾壓機(jī)械技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)主導(dǎo)機(jī)械為碾壓機(jī)械。
