一種自走式U型溝渠土方掘進襯砌一體機
楚峰
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水利施工機械 - 挖掘機械
一種自走式U型溝渠土方掘進襯砌一體機（以下簡稱掘進襯砌一體機），屬湖北楚峰水電工程有限公司高級工程師、董事長孫春光為首的科研團隊自主研發。自2007年開始，為了解決水利水電承包工程中U型溝渠建設難點問題，先后歷經5年時間，自籌科研經費371.75萬元，自行設計、自行研制、自行試驗，于2010年研制成功。2011年4月國家專利局授權為實用新型專利，專利號：ZL201020538812.9；2011年12月國家專利局授權發明專利，專利號：ZL201010289127.1。專利權屬湖北楚峰水電工程有限公司，該發明填補了國內空白。
一、產品研發的目的及意義
掘進襯砌一體機是適用于農田水利基本建設的新型施工機械，屬溝渠挖掘設備技術領域，并通過該機械后部設施同時完成防滲襯砌作業，使溝渠挖掘和防滲襯砌在一臺機器上完成。該機所挖U型溝渠地面平整，表面光滑，段面標準，工作效率高，單項施工相當于勞動力二十倍，解決了現有機械所挖的溝渠深淺不一，襯砌層不密實，無法在溝渠弧形處作業的問題，適用于工農業生產中的溝渠開挖作業。U型渠施工常規是人工或機械開挖土方，使用成品U型混凝土槽由人工鋪設，其弊端是廢工時成本過高，效益較低。掘進襯砌一體機單項施工是人工作業的二十倍，且防水性能強，由此可見，不但節省社會勞動力，而且大大提高企業的經濟效益。
加大水利設施建設是國家發展社會經濟的基礎產業。2011年國務院1號文件強調“水，是生命之源，生態之基，生產之要”。它關系到“糧食安全，經濟安全，國家安全”。十八大報告指出：“要加快水利建設，增強城鄉防洪抗旱排澇能力。”建U型渠道是水利部提倡的節水防滲工程，農村渠網化將是長期任務，因而掘進襯砌一體機的研發將會發揮重要作用。
二、產品的技術原理及性能指標
本發明涉及一種自走式U型溝渠土方掘進襯砌一體機，屬溝渠挖掘設備技術領域。它由掘進機和襯砌裝置構成，掘進機由行走履帶、機組室、掘進筒、輸送筒、傳送筒、減速器、絞土葉片等構成。襯砌裝置由料斗、導向滑模、成形滑模、壓邊板、分料板和翼板構成。該機通過掘進機前端的絞土葉片和切土盤對地面進行U型溝渠掘進作業，挖掘的土方通過輸送筒送至溝渠的一側，所挖溝渠的深度可調；成形后的溝渠再由后端的襯砌裝置完成防滲襯砌作業，使溝渠挖掘和防滲襯砌在一臺機器上完成。該機所挖溝渠底面平整、斷面標準，工作效率高，解決了現有機械所挖的溝渠深淺不一，襯砌層不密實，無法在溝渠彎角處襯砌作業的問題，適用于工農業生產中的溝渠開挖作業。
三、產品的社會、經濟效益分析
在農田水利基本建設中，自走式U型溝渠土方掘進襯砌一體機具有廣闊的市場，全年按200個工作日，每臺按年生產50公里U型溝渠計算，通過與現施工方法對比，其經濟效益分析如下：
（1）勞動力施工U60槽：
序號 | 名 稱 | 型號規格 | 計量單位 | 數量 | 單價（元） | 合價（元） | ||||||
1 | 直接工程費 | 7718.99 | ||||||||||
1.1 | 直接費 | 7114.28 | ||||||||||
1.1.1 | 人工費 | 1260.42 | ||||||||||
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| 工長 | 工時 | 15.90 | 5.18 | 82.40 | ||||||
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| 高級工 | 工時 | 108.40 | 4.84 | 524.33 | ||||||
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| 中級工 | 工時 | 111.52 | 4.15 | 462.34 | ||||||
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| 初級工 | 工時 | 86.08 | 2.22 | 191.35 | ||||||
1.1.2 | 材料費 | 5665.44 | ||||||||||
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| 鋸材 | m3 | 1.00 | 1100.00 | 1100.00 | ||||||
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| 型鋼 | kg | 8.00 | 5.50 | 44.00 | ||||||
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| 鐵絲 | kg | 27.00 | 6.10 | 164.70 | ||||||
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| U60槽 | m | 100.00 | 40.00 | 4000.00 | ||||||
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| 水泥砂漿 | m3 | 1.00 | 191.72 | 191.72 | ||||||
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| 其他材料費 | % | 3.00% | 5500.42 | 165.01 | ||||||
1.1.3 | 機械使用費 | 188.42 | ||||||||||
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| 電動葫蘆 3t | 臺時 | 27.50 | 6.23 | 171.29 | ||||||
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| 其他機械費 | % | 10.00% | 171.29 | 17.13 | ||||||
1.2 | 其它直接費 |
| 2.50% | 177.86 | ||||||||
1.3 | 現場經費 |
| 6.00% | 426.86 | ||||||||
2 | 間接費 |
| 4.00% | 308.76 | ||||||||
3 | 企業利潤 |
| 7.00% | 561.94 | ||||||||
4 | 稅金 |
| 3.22% | 276.59 | ||||||||
| 合計 |
| 8866.28 | |||||||||
| 單價 |
| 元/m | 88.66 | ||||||||
（2）掘進襯砌一體機施工U60槽 | ||||||||||||
序號 | 名 稱 | 型號規格 | 計量單位 | 數量 | 單價（元） | 合價（元） | ||||||
1 | 直接工程費 | 5180.07 | ||||||||||
1.1 | 直接費 | 4774.26 | ||||||||||
1.1.1 | 人工費 | 2086.66 | ||||||||||
工長 | 工時 | 118.50 | 5.18 | 614.14 | ||||||||
高級工 | 工時 | 135.50 | 4.84 | 655.41 | ||||||||
中級工 | 工時 | 139.40 | 4.15 | 577.92 | ||||||||
初級工 | 工時 | 107.60 | 2.22 | 239.19 | ||||||||
1.1.2 | 材料費 | 197.48 | ||||||||||
水泥砂漿 | m3 | 1.00 | 191.72 | 191.72 | ||||||||
其他材料費 | % | 3.00% | 191.72 | 5.75 | ||||||||
1.1.3 | 機械使用費 | 2490.13 | ||||||||||
攤鋪機 | 臺時 | 16.50 | 12.50 | 206.25 | ||||||||
掘進機 | 臺時 | 27.50 | 75.50 | 2076.25 | ||||||||
其他機械費 | % | 10.00% | 2076.25 | 207.63 | ||||||||
1.2 | 其它直接費 | 2.50% | 119.36 | |||||||||
1.3 | 現場經費 | 6.00% | 286.46 | |||||||||
2 | 間接費 | 4.00% | 207.20 | |||||||||
3 | 企業利潤 | 7.00% | 377.11 | |||||||||
4 | 稅金 | 3.22% | 185.61 | |||||||||
合計 | 5950.00 | |||||||||||
單價 | 元/m | 59.50 | ||||||||||
由上表可以看出，現行釆用勞動力施工U型渠，每m造價為88.66元，而釆用掘進襯砌一體機施工每m造價為59.50元，每m新增利潤29.16元。每公里可增利潤29160元，單機全年生產50公里U型渠可增利潤1458000元。U型溝渠土方掘進襯砌一體機通過技術研發改進后，不但當年可收回存本，而且能大大提高生產效益。
四、產品應用成果
掘進襯砌一體機，屬湖北楚峰水電工程有限公司自主研發，共投入研發經費371.75萬元，自研制成功后，本公司在農田水利基本建設中已應用五年，先后在荊州、荊門及沙洋農場等地已生產U型渠道220多公里，深受主管部門及用戶好評，并有兩個小農水工程獲本地優質工程。由該產品累計創生產效益4500多萬元。