第三章 路基工程施工5講

第三章石質路基施工班級周次日期時間地點材料071第6周10月8日周五第三大節(jié)長清A-202土升091-2第5周9月29日周三第二大節(jié)土木A103工管071-2第8周10月29日周五第一大節(jié)土木AB401第三章路基工程施工3.4挖方路基施工

1．學習目標與要求：掌握石質路基施工方法與質量控制

2．本章重點：填石路堤的基底處理、填料選擇、施工方法，機械選擇和壓實標準以及石質路塹爆破方法選擇，爆破程序控制，開挖方法。

3．本章難點：石質路塹爆破方法選擇、爆破程序控制及爆破參數(shù)選定。

3.4挖方路基施工一）作用圈爆破沖擊波由藥包中心向外擴散過程中，按其破壞程度可大致分成四個作用圈，分別稱之為壓縮圈、拋擲圈、松動圈和振動圈。二、爆破作用原理

二）、爆破漏斗

最小抵抗線W—藥包中心至臨空面最短距離：爆破漏斗口半徑r0——漏斗口上圓的半徑；拋擲漏斗半徑R——從藥包中心沿漏斗邊緣至坑口的距離。3.4挖方路基施工二、爆破作用原理

三）、爆破作用的性質通常用瀑破作用指數(shù)n來表示。爆破漏斗口半徑與最小抵抗線之比值

當r。＝W時，n＝1，稱為標推拋擲爆破。在水平邊界條件下，其拋擲率E為27%。標準拋擲漏斗的頂部夾角為直角。當r。＞W，則n＞1，稱為加強拋擲爆破。拋擲率E＞27％。渦斗頂部夾角大于90。若r0<W,則n＜1，稱為減弱拋擲爆破。拋擲率E＜27％。漏斗頂部夾角小于90。平坦地形的拋擲率，是指可見的爆破漏斗體積與爆破漏斗體積之比的百分數(shù)E。

二、爆破作用原理

四）、炸藥的種類(一)起爆炸藥爆速可達2000一8000m／S，用以制造雷管。正起炸藥：如雷汞、疊氮鉛、黑索金、泰安等；副起炸藥：如三硝基甲硝胺、四硝化戊四醇等(二)主要炸藥道路施工中常用的主要炸藥如下:1．黑色炸藥2．梯恩梯(三硝基甲苯)3．膠質炸藥4．硝銨炸藥5．銨油炸藥6．槳狀炸藥二、爆破作用原理五）、起爆器材及起爆方法（一)起爆器材1．火雷管2．電雷管按其遲發(fā)時間分為2，4，6，8，10，12s數(shù)種。二、爆破作用原理（二)起爆方法1．導火索起爆法導火索的正常燃速為19D一120m／s，緩燃導火索燃速為180一210m／s。

2.電力起爆法

3.傳爆線及傳爆線起爆法傳燒線又稱導爆線，用黑索余或泰安為索芯的，爆速為6800一7200m／s.4.塑料導爆管非電起爆國產導爆管爆速為1600一2000m／s.二、爆破作用原理六）、藥包及用藥量計算(一)藥包

集中藥包——凡藥已形狀接近球形成立方體，以及高度不超過直徑四倍的圓柱體和最長邊不超過最短邊四倍的立方體，均屬于集個藥包。

延長藥包——藥包的長度或高度超過集中藥包的限制尺寸。

分集藥包

—為提高炸藥有效能量的利用率，將一個集中藥包分成兩個保持一定距離集中的子藥包時，稱為分集藥包。二、爆破作用原理(二)藥包用藥量計算

在實際工程中，情況變化多，影響爆破效果的因素很多?？紤]到炸藥的性能、巖石的類別與狀況、拋擲率的大小、藥包埋置深度以及地表面的狀況等因素，根據(jù)能量守恒和介質本身潛在位能的作用相當于炸藥有效爆能的提高等原理，可得如下通用藥包用藥量計算公式：二、爆破作用原理(二)藥包用藥量計算二、爆破作用原理(二)藥包用藥量計算二、爆破作用原理3.4挖方路基施工1、爆破法路基常用的爆破方法有：（1）裸露藥包法（2）淺孔爆破（3）深孔爆破（4）藥壺法（葫蘆炮）（5）貓洞炮（6）綜合大爆破（洞室炮）（7）光面爆破與預裂爆破（8）定向爆破（9）微差爆破。三、路基開挖方法3.4挖方路基施工2.松土法開挖

松土法充分利用巖體自身存在的各種裂隙和結構面，用推土機牽引的松土器將巖體翻碎，再以推土機或裝載機與自卸式汽車相配合，將翻松了的巖塊搬運出去。施工時應注意松土作業(yè)方向應盡可能順著巖層的下坡方向，遇到較堅硬的巖石，當松土器難以貫入或引起機械后部上翹、履帶打滑時，可用另一臺推土機在后面頂推。若巖石較為完整和堅硬，也可以先進行適當?shù)臏\孔松動爆破，然后再進行松土作業(yè)。3.4挖方路基施工3.破碎法開挖是利用破碎機鑿碎巖塊，通常將鑿子裝在推土機或挖掘機上，利用活塞的沖擊作用，使鑿子產生沖擊力來破碎巖石。破碎法宜用于巖體裂縫較多、巖塊體積較小、抗壓強度低于100MPa的巖石，但是存在著作業(yè)效率低的缺點。第三章土質路基施工2土質路塹的開挖方法（1）土質單邊坡深路塹的開挖可采用分層橫向全寬挖掘法。由于分層臺階較多，更應安排好各層臺階的獨立運土道和臨時排水設施，以免互相干擾，影響工效和施工安全。（2）土質雙邊坡深路塹的開挖可采用分層縱挖法和通道縱挖法。（3）若路塹縱向長度較大，一側邊坡的土壁厚度和高度不大時，可采用分段縱挖法。四土質路塹開挖

3.4挖方路基施工（1）、單層橫向全寬挖掘法是指一次性挖掘高度達到路塹設計深度，掘進時逐段成型向前推進，由相反方向將土外運送出。適用于深度小、長度較短的路塹開挖。3.4挖方路基施工對于深而短的路塹，可采用雙層橫向全寬挖掘法，使上層在前、下層隨后，在下層施工面上需要留有上層開挖操作的出土和排水通道。雙層開挖增加了工作面，加快了施工進度。3.4挖方路基施工（2）縱挖法先沿路塹的縱向挖出通道，然后將通道向兩側拓寬，并利用縱向通道作為運土路線和場地排水的出路。將該層通道拓寬至路塹邊坡后，再開挖下層通道，直至縱深開挖到路基設計標高。

3.4挖方路基施工（3）混合式掘進開挖混合式掘進開挖是橫挖法與縱挖法兩種方法的混合運用，即先順路塹方向開挖通道，然后沿橫向坡面挖掘，以增加開挖坡面，每一開挖坡面應能容納一個施工組或一臺開挖機械作業(yè)。在較大的挖方地段，還可沿橫向再挖溝，配以傳動設備或布置運土車輛。五、石方路基開挖深挖路基：逐級開挖，逐級防護。嚴禁峒室開挖，近邊坡部分宜采用光面爆破或預裂爆破。邊坡整修：與開挖同步分段進行，每下挖2-3M，整個一次。不宜超挖。邊坡的平順度新規(guī)范未作明確要求，只提到“無松石、危石”，但在本市仍應執(zhí)行我站邊坡治理的要求。（一）路塹深孔爆破

路塹、基坑、溝槽等開挖，常實施松散爆破。為保持邊坡穩(wěn)定，可實施光面或預裂爆破。下面主要介紹深孔爆破。1布孔方式(1)傍山半路塹開挖（一）路塹深孔爆破

（1）傍山半路塹開挖，亦稱傍山開挖、單側邊坡開挖或半挖半填開挖。

布孔：

a.多平行線路方向鉆孔；與邊坡平行鉆孔或垂直鉆孔，圖3.4.1。

圖3.4.1圖3.4.2b.高邊坡路塹，分層布孔，圖3.4.2。

(2)全路塹開挖(深拉槽)

特點：此法開挖工作面小，易破壞或影響邊坡的穩(wěn)定性。

開挖：縱向淺層開挖，每層深6～8m左右。

布孔：上層邊孔可順著邊坡布置傾斜孔進行預裂爆破；下層布置垂直孔進行松動爆破，其深度不能超過邊坡線，圖3.4.3。圖3.4.3

（二）.爆破參數(shù)選擇主爆孔參數(shù)的選取，與普通的臺階式深孔爆破基本相同。光面或預裂孔參數(shù)的確定：(1)鉆孔直徑d

光爆孔：d=50～75mm；

主爆孔：d=80～150mm。

(2)孔間距a

用孔距a與孔直徑d的比，稱為孔距系數(shù)，即m=a/d

露天光爆：m=10～16(一般取12～15)；

地下光爆：m=10～18；

預裂爆破：m=8～12；

巖石堅硬：m取大值，反之取小值。在光面爆破中，最小抵抗線w亦稱光面層厚度。（二）.爆破參數(shù)選擇

利用密集系數(shù)，作為衡量光面爆破效果與最小抵抗線有關的因素，即＝a／w

露天：＝0.5～1.1(一般0.6～0.8)；地下：＝0.6～1.0；中硬：＝0.9～1.1；中硬下：＝0.8～0.9；破碎：＝0.5～0.8。（二）.爆破參數(shù)選擇

(3)線裝藥密度和單位用藥量q

線裝藥密度過大，孔壁產生超挖。線裝藥密度過小，孔與孔之間形成埂坎，造成坡面不平整和欠挖。（二）.爆破參數(shù)選擇

光面爆破：

預裂爆破：

露天光爆：q=0.14～0.26kg／m3；

地下光爆：q=0.1～0.9kg／m3；

預裂：q=0.1～0.9kg／m3。

（二）.爆破參數(shù)選擇

原則：對堅硬、完整的巖石，q取大值；對松軟、結構面發(fā)育的巖石則取小值。有了q可根據(jù)上式計算。若把孔距系數(shù)m、密集系數(shù)、間距a、孔徑d一起考慮，可用下式計算：（二）.爆破參數(shù)選擇光面爆破：a=md，，

預裂爆破：a=md，=qa2=m2qd2

注意：

a.當光面或預裂孔與主爆破孔的鉆孔方向平行時，其距離取深孔爆破最小抵抗線或排距的50％～75％。（二）.爆破參數(shù)選擇

當孔徑小或巖石完整、堅硬時，取小值；當孔徑大或巖石破碎、松軟時，取大值。

緩沖孔藥量應減少25％～50％，孔距亦應減少25％～50％。b.若光面或預裂孔與主爆破孔的鉆孔方向不平行，則應保證兩種孔中裝藥部位的距離不能小于(10～30)d。（二）.爆破參數(shù)選擇

光面或預裂孔與主爆破孔孔底距應為(10～30)d。若孔口距離過大，則應增加輔助孔，以保證上層巖石的破碎。輔助孔孔底與光面或預裂孔的距離應小于1m，圖6.11。

(4)裝藥與裝藥結構

裝藥要點：①孔口0.8～1.5m長不要裝藥，（二）.爆破參數(shù)選擇①用炮泥填塞。

（三）.爆破施工（三）.爆破施工

②若巖石較破碎，不裝藥段以下1～2m的線裝藥密度減為設計值的1／2～1／3。③孔底1～2m外的線裝藥密度可為設計值1～5倍，以克服孔底的夾制作用。

裝藥結構：

a.孔底用加粗藥卷，中間用小直徑藥卷，上部不裝炸藥，用雷管或導爆索起爆，圖3.4.4(一)（三）.爆破施工圖3.4.4

b.若無小直徑藥卷，則可把普通標準藥卷按設計線密度分散或連續(xù)捆扎在導爆索上，圖3.4.4(二)

。

c.對坡面要求不高的工程中，可采用間隔裝藥結構，即用散藥分散裝在孔里，不裝藥部分用砂或泥土隔開，圖3.4.4(三)。（三）.爆破施工

(5)光面爆破孔的起爆

起爆要點：①與主爆孔分開起爆，即光面爆破或預裂爆破孔先爆，所有主爆孔次后同時起爆。②與主爆孔一起起爆，要求光爆孔或預裂孔與主爆孔之間按一定的間隔時間起爆。

（三）.爆破施工

③光面爆破間隔時間由微差爆破器材來實現(xiàn)。④預裂爆破間隔時間為堅硬巖石50～75ms，軟巖大于150ms。（三）.爆破施工四、導爆索起爆技術

起爆：先用點火管或電雷管起爆導爆索，然后依靠導爆索爆炸產生的能量在瞬間起爆多個裝藥。

特點：操作簡單，傳爆可靠，不怕雷電，抗雜流，可使成組裝藥同時起爆，且能實現(xiàn)毫秒微差爆破等。四、導爆索起爆技術

(1)起爆導爆索的方法①導爆索須用火雷管或電雷管起爆。②導爆索為1～6根時，直接固定在火雷