一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机
楚峰
—
水利施工机械 - 挖掘机械
一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机（以下简称掘进衬砌一体机），属湖北楚峰水电工程有限公司高级工程师、董事长孙春光为首的科研团队自主研发。自2007年开始，为了解决水利水电承包工程中U型沟渠建设难点问题，先后历经5年时间，自筹科研经费371.75万元，自行设计、自行研制、自行试验，于2010年研制成功。2011年4月国家专利局授权为实用新型专利，专利号：ZL201020538812.9；2011年12月国家专利局授权发明专利，专利号：ZL201010289127.1。专利权属湖北楚峰水电工程有限公司，该发明填补了国内空白。
一、产品研发的目的及意义
掘进衬砌一体机是适用于农田水利基本建设的新型施工机械，属沟渠挖掘设备技术领域，并通过该机械后部设施同时完成防渗衬砌作业，使沟渠挖掘和防渗衬砌在一台机器上完成。该机所挖U型沟渠地面平整，表面光滑，段面标准，工作效率高，单项施工相当于劳动力二十倍，解决了现有机械所挖的沟渠深浅不一，衬砌层不密实，无法在沟渠弧形处作业的问题，适用于工农业生产中的沟渠开挖作业。U型渠施工常规是人工或机械开挖土方，使用成品U型混凝土槽由人工铺设，其弊端是废工时成本过高，效益较低。掘进衬砌一体机单项施工是人工作业的二十倍，且防水性能强，由此可见，不但节省社会劳动力，而且大大提高企业的经济效益。
加大水利设施建设是国家发展社会经济的基础产业。2011年国务院1号文件强调“水，是生命之源，生态之基，生产之要”。它关系到“粮食安全，经济安全，国家安全”。十八大报告指出：“要加快水利建设，增强城乡防洪抗旱排涝能力。”建U型渠道是水利部提倡的节水防渗工程，农村渠网化将是长期任务，因而掘进衬砌一体机的研发将会发挥重要作用。
二、产品的技术原理及性能指标
本发明涉及一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机，属沟渠挖掘设备技术领域。它由掘进机和衬砌装置构成，掘进机由行走履带、机组室、掘进筒、输送筒、传送筒、减速器、绞土叶片等构成。衬砌装置由料斗、导向滑模、成形滑模、压边板、分料板和翼板构成。该机通过掘进机前端的绞土叶片和切土盘对地面进行U型沟渠掘进作业，挖掘的土方通过输送筒送至沟渠的一侧，所挖沟渠的深度可调；成形后的沟渠再由后端的衬砌装置完成防渗衬砌作业，使沟渠挖掘和防渗衬砌在一台机器上完成。该机所挖沟渠底面平整、断面标准，工作效率高，解决了现有机械所挖的沟渠深浅不一，衬砌层不密实，无法在沟渠弯角处衬砌作业的问题，适用于工农业生产中的沟渠开挖作业。
三、产品的社会、经济效益分析
在农田水利基本建设中，自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机具有广阔的市场，全年按200个工作日，每台按年生产50公里U型沟渠计算，通过与现施工方法对比，其经济效益分析如下：
（1）劳动力施工U60槽：
序号 | 名 称 | 型号规格 | 计量单位 | 数量 | 单价（元） | 合价（元） | ||||||
1 | 直接工程费 | 7718.99 | ||||||||||
1.1 | 直接费 | 7114.28 | ||||||||||
1.1.1 | 人工费 | 1260.42 | ||||||||||
|
| 工长 | 工时 | 15.90 | 5.18 | 82.40 | ||||||
|
| 高级工 | 工时 | 108.40 | 4.84 | 524.33 | ||||||
|
| 中级工 | 工时 | 111.52 | 4.15 | 462.34 | ||||||
|
| 初级工 | 工时 | 86.08 | 2.22 | 191.35 | ||||||
1.1.2 | 材料费 | 5665.44 | ||||||||||
|
| 锯材 | m3 | 1.00 | 1100.00 | 1100.00 | ||||||
|
| 型钢 | kg | 8.00 | 5.50 | 44.00 | ||||||
|
| 铁丝 | kg | 27.00 | 6.10 | 164.70 | ||||||
|
| U60槽 | m | 100.00 | 40.00 | 4000.00 | ||||||
|
| 水泥砂浆 | m3 | 1.00 | 191.72 | 191.72 | ||||||
|
| 其他材料费 | % | 3.00% | 5500.42 | 165.01 | ||||||
1.1.3 | 机械使用费 | 188.42 | ||||||||||
|
| 电动葫芦 3t | 台时 | 27.50 | 6.23 | 171.29 | ||||||
|
| 其他机械费 | % | 10.00% | 171.29 | 17.13 | ||||||
1.2 | 其它直接费 |
| 2.50% | 177.86 | ||||||||
1.3 | 现场经费 |
| 6.00% | 426.86 | ||||||||
2 | 间接费 |
| 4.00% | 308.76 | ||||||||
3 | 企业利润 |
| 7.00% | 561.94 | ||||||||
4 | 税金 |
| 3.22% | 276.59 | ||||||||
| 合计 |
| 8866.28 | |||||||||
| 单价 |
| 元/m | 88.66 | ||||||||
（2）掘进衬砌一体机施工U60槽 | ||||||||||||
序号 | 名 称 | 型号规格 | 计量单位 | 数量 | 单价（元） | 合价（元） | ||||||
1 | 直接工程费 | 5180.07 | ||||||||||
1.1 | 直接费 | 4774.26 | ||||||||||
1.1.1 | 人工费 | 2086.66 | ||||||||||
工长 | 工时 | 118.50 | 5.18 | 614.14 | ||||||||
高级工 | 工时 | 135.50 | 4.84 | 655.41 | ||||||||
中级工 | 工时 | 139.40 | 4.15 | 577.92 | ||||||||
初级工 | 工时 | 107.60 | 2.22 | 239.19 | ||||||||
1.1.2 | 材料费 | 197.48 | ||||||||||
水泥砂浆 | m3 | 1.00 | 191.72 | 191.72 | ||||||||
其他材料费 | % | 3.00% | 191.72 | 5.75 | ||||||||
1.1.3 | 机械使用费 | 2490.13 | ||||||||||
摊铺机 | 台时 | 16.50 | 12.50 | 206.25 | ||||||||
掘进机 | 台时 | 27.50 | 75.50 | 2076.25 | ||||||||
其他机械费 | % | 10.00% | 2076.25 | 207.63 | ||||||||
1.2 | 其它直接费 | 2.50% | 119.36 | |||||||||
1.3 | 现场经费 | 6.00% | 286.46 | |||||||||
2 | 间接费 | 4.00% | 207.20 | |||||||||
3 | 企业利润 | 7.00% | 377.11 | |||||||||
4 | 税金 | 3.22% | 185.61 | |||||||||
合计 | 5950.00 | |||||||||||
单价 | 元/m | 59.50 | ||||||||||
由上表可以看出，现行釆用劳动力施工U型渠，每m造价为88.66元，而釆用掘进衬砌一体机施工每m造价为59.50元，每m新增利润29.16元。每公里可增利润29160元，单机全年生产50公里U型渠可增利润1458000元。U型沟渠土方掘进衬砌一体机通过技术研发改进后，不但当年可收回存本，而且能大大提高生产效益。
四、产品应用成果
掘进衬砌一体机，属湖北楚峰水电工程有限公司自主研发，共投入研发经费371.75万元，自研制成功后，本公司在农田水利基本建设中已应用五年，先后在荆州、荆门及沙洋农场等地已生产U型渠道220多公里，深受主管部门及用户好评，并有两个小农水工程获本地优质工程。由该产品累计创生产效益4500多万元。