【水利水電】陳靈利 教材精講班教案 23-第1篇-第3章-3.1.3-石方開挖技術(shù)-3.1.5-地下工程施工

3.1.3石方開挖技術(shù)一?開挖方法1.爆破法開挖石方的基本工序有: 1.鉆孔? 2.裝藥? 3.起爆? 4.挖裝 5.運(yùn)卸等?2.爆破類型方法概念特點(diǎn)適用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)(1)淺孔爆破孔徑小于75mm?深度小于5m

的鉆孔爆破操作簡(jiǎn)單,便于控制開挖

面的形狀和規(guī)格生產(chǎn)效率較低適應(yīng)各種地形條件(2)深孔爆破孔徑大于75mm?孔深大于5m

的鉆孔爆破鉆孔工作量較小,單位耗

藥量低,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,

并可簡(jiǎn)化起爆操作過程及

勞動(dòng)組織鉆孔設(shè)備復(fù)雜,設(shè)備費(fèi)高大型基坑開挖和大

型采石場(chǎng)開采的主

要方法,深孔爆破

法一般適用于Ⅶ~XⅣ級(jí)巖石深孔爆破的主要參數(shù)有:臺(tái)階高度H?鉆孔直徑d?底盤抵抗線Wd?炮孔間距a和排距b?超鉆深度△H?鉆孔深度L?堵塞長(zhǎng)度L2及單孔裝藥量Q?爆破類型—其他方法洞室爆破法專門設(shè)計(jì)開挖的洞室或巷道內(nèi)裝藥爆破嚴(yán)禁在設(shè)計(jì)建基面?設(shè)計(jì)邊坡附近采取洞室爆破法或藥壺爆破法施工預(yù)裂爆破法沿設(shè)計(jì)開挖輪廓鉆一排預(yù)裂炮孔,在開挖區(qū)未

爆之前先行爆破,從而獲得一條預(yù)裂縫達(dá)到保護(hù)保留巖體或鄰近建筑物免

受爆破破壞目的光面爆破法光面爆破是利用布置在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上鉆一排光面爆破炮孔,在進(jìn)行主體開挖部分的爆破,然后爆破設(shè)計(jì)開挖輪廓線上的光面爆破炮孔,將作為圍巖保護(hù)層的“光爆層”

爆除,從而獲得一個(gè)平整的洞室開挖壁面?二?基礎(chǔ)開挖1)基礎(chǔ)保護(hù)層厚度巖石基坑開挖遵循“自上而下分層開挖”的原則,主要采用深孔爆破?設(shè)計(jì)邊坡輪廓面采用控制爆破?由于爆破不可避免地對(duì)保留巖體產(chǎn)生損傷,形成爆破損傷影響區(qū),故在建基面(與水工建筑物直接相連的基巖面)以上應(yīng)留有一定厚度的基礎(chǔ)保護(hù)層?保護(hù)層厚度由臺(tái)階爆破孔底以下的破壞深度的爆破試驗(yàn)確定?不具備試驗(yàn)條件時(shí),可以參考《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》DL/T53892007所列值,見表?基礎(chǔ)保護(hù)層厚度巖體特性完整和堅(jiān)硬的巖體較完整?較破碎和較堅(jiān)硬的巖體破碎和較軟的巖體H/D253040注:H為保護(hù)層厚度,D為臺(tái)階爆破孔底部的裝藥直徑?2)保護(hù)層分層爆破開挖巖體特性完整和堅(jiān)硬的巖體較完整?較破碎和較堅(jiān)硬的巖體破碎和較軟的巖體第一層爆破孔孔底距水平建基面不應(yīng)小于1.5m,藥卷直徑應(yīng)小于40mm;應(yīng)采用淺孔臺(tái)階爆破法第二層爆破孔孔底距水平建基面不宜小于0.5m爆破孔孔底距水

平建基面不宜小于0.7m第三層爆破孔不應(yīng)穿過水平建基面爆破孔不應(yīng)穿入距水平建基面0.2m的范圍內(nèi),剩余0.2m厚的巖體應(yīng)進(jìn)行撬挖爆破孔與水平建基面的夾角不應(yīng)大于60°,藥卷直徑不應(yīng)大于32mm?應(yīng)采用單孔起爆方法?《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》DLT53892007推薦的保護(hù)層一次爆破開挖法有三種:(1)沿建基面采用水平預(yù)裂爆破,上部釆用水平孔臺(tái)階爆破或豎直淺孔臺(tái)階爆破?(2)沿建基面采用水平光面爆破,上部采用水平孔臺(tái)階爆破?(3)孔底無水時(shí),可采用垂直(或傾斜)淺孔,孔底加柔性或復(fù)合材料(鋸末?發(fā)泡材料等)墊層的臺(tái)階爆破?三?爆破后檢查爆破后人員進(jìn)入工作面檢查等待時(shí)間應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行:1.明挖爆破時(shí),應(yīng)在爆破后5min進(jìn)入工作面;當(dāng)不能確定有無盲炮時(shí),應(yīng)在爆破后15min進(jìn)入工作面?2.地下洞室爆破應(yīng)在爆破后15min,并經(jīng)檢查確認(rèn)洞室內(nèi)空氣合格后,方可準(zhǔn)許人員進(jìn)入工作面?3.拆除爆破應(yīng)等待倒塌建(構(gòu))筑物和保留建(構(gòu))筑物穩(wěn)定之后,方可準(zhǔn)許人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)?四?爆破有害效應(yīng)控制1)爆破有害效應(yīng)為防范和控制爆破飛石?爆破振動(dòng)?空氣沖擊波,一般根據(jù)情況對(duì)安全控制距離進(jìn)行計(jì)算,以便確定警戒范圍和安全保護(hù)措施?衡量爆破振動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)包括位移?速度和加速度等,質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度與建筑物的破壞程度關(guān)聯(lián)性較強(qiáng),故普遍采用質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度作為安全判斷指標(biāo)?錨索灌漿?錨桿灌漿?噴混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以前,其20m范圍內(nèi)不允許爆破?沖擊波包括空氣沖擊波和水中沖擊波?空氣沖擊波超壓達(dá)到一定量值后,會(huì)導(dǎo)致影響范圍內(nèi)的建筑物破壞和人體器官損傷?空氣沖擊波的破壞范圍比爆破振動(dòng)飛石破壞范圍要小,故工程爆破安全距離是由爆破振動(dòng)和飛石控制?水下爆破產(chǎn)生的水中沖擊波對(duì)影響范圍內(nèi)的水中人員?船舶?水生物有損害?

2)飛石安全距離《爆破安全規(guī)程》GB6722-2014對(duì)飛石安全距離規(guī)定了最小值,部分指標(biāo)見表?爆破飛石對(duì)人員的安全運(yùn)行距離(露天巖石爆破)爆破方法最小安全允許距離(m)棵露藥包爆破法破大塊400淺孔爆破法破大塊300淺孔臺(tái)階爆破200(復(fù)雜地質(zhì)條件下或未形成臺(tái)階工作面時(shí)不小于300)深孔臺(tái)階爆破按設(shè)計(jì),但不小于200洞(硐)室爆破按設(shè)計(jì),但不小于300爆破公害的控制與防護(hù)措施有4個(gè)方面:(1)在爆源上控制,削弱公害強(qiáng)度?(2)在傳播途徑上控制,削弱公害強(qiáng)度?(3)在保護(hù)對(duì)象上進(jìn)行防護(hù),防止公害損傷(破壞)?(4)在管理措施上進(jìn)行控制,防止公害損傷(破壞)?【強(qiáng)化練習(xí)】重要建筑物附近的基坑巖石采用爆破開挖時(shí),應(yīng)先進(jìn)行()?【2016】A.淺孔爆破B.深孔爆破C.預(yù)裂爆破D.光面爆破答案:C解析:預(yù)裂爆破是沿設(shè)計(jì)開挖輪廓鉆一排預(yù)裂炮孔,在開挖區(qū)未爆之前先行爆破,從而獲得一條預(yù)裂縫?水工建筑物巖石建基面保護(hù)層可采用()爆破方法施工?【2020】A.分層B.分段C.分區(qū)D.分塊答案:A解析:本題考查的是建基面保護(hù)層爆破?建基面保護(hù)層可采用水平預(yù)裂?柔性墊層一次爆破法或分層爆破方法?可適應(yīng)各種地形條件,便于控制開挖面的形狀和規(guī)格的爆破方法是()?A.淺孔爆破法B.深孔爆破法C.洞室爆破法D.光面爆破法答案:A解析:淺孔爆破法能均破碎介質(zhì),不需要復(fù)雜的鉆孔設(shè)備,操作簡(jiǎn)單,可適應(yīng)各種地形條件,而且便于控制開挖面的形狀和規(guī)格?小結(jié)3.1.4錨固技術(shù)一?錨固技術(shù)(一)方法在天然地層中的錨固方法以鉆孔灌漿的方式為主?在人工填土中的錨固方法有錨錠板和加筋土兩種方式?二?錨固的應(yīng)用領(lǐng)域邊坡穩(wěn)定工程?深基坑工程與抗浮工程?抵抗傾覆的結(jié)構(gòu)工程?地下工程和沖擊區(qū)的抗浮與保護(hù)等?三?地下洞室的錨固錨噴支護(hù)包括:錨桿支護(hù)?噴射混凝土支護(hù)?鋼筋網(wǎng)支護(hù)?預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)等?【強(qiáng)化練習(xí)】在天然地層中的錨固方法以()的方式為主?A.鉆孔灌漿B.帷幕灌漿C.固結(jié)灌漿D.接觸灌漿答案:A解析:在天然地層中的錨固方法以鉆孔灌漿的方式為主?3.1.5地下工程施工1.規(guī)模分類水工地下洞室按照傾角(洞軸線與水平面的夾角)可劃分為平洞?斜井?豎井三種類型?平洞:傾角小于等于6°斜井:傾角6°?75°;6°<緩斜井≤48°;48°<斜井<75°豎井:傾角大于等于75°地下工程按其斷面大小可分為小斷面?中斷面?大斷面和特大斷面五類?表3.1.4地下工程按斷面尺寸的洞室分類斷面分類斷面面積A（m2）跨度B（m）特小斷面≤10≤3小

斷

面10<A≤253<A≤5中斷面25<A≤1005<A≤10大斷面100<A≤22510<A≤15特大斷面>225>152.洞口開挖洞口開挖洞口開挖前,應(yīng)對(duì)洞口巖體穩(wěn)定性進(jìn)行分析,確定開挖方法?支護(hù)措施和洞口邊坡加固方案?洞口削坡應(yīng)自上而下分層進(jìn)行?洞臉開挖前應(yīng)對(duì)開挖范圍外影響安全的危石進(jìn)行處理,設(shè)置排水設(shè)施,必要時(shí)可在洞臉上方設(shè)置柔性防護(hù)網(wǎng)或加設(shè)擋石欄柵?隨坡面下挖,做好坡面和洞臉加固? 3.平洞開挖平洞開挖應(yīng)根據(jù)圍巖類別?工程規(guī)模?工期要求?支護(hù)參數(shù)?施工條件?出渣方式等確定?采用預(yù)先貫通導(dǎo)洞法施工情況:(1)地質(zhì)條件復(fù)雜,需進(jìn)一步查清;(2)為解決排水或降低地下水位;(3)改善通風(fēng)和優(yōu)化交通開挖循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)圍堰情況?斷面大小和支護(hù)能力?監(jiān)測(cè)結(jié)果等條件進(jìn)行控制,在Ⅳ類圍巖中一般控制在2m以內(nèi),在Ⅴ類圍巖中一般控制在1m以內(nèi)?4.豎井和斜井開挖斜井與豎井開挖斜井開挖應(yīng)綜合分析地質(zhì)條件?結(jié)構(gòu)布置?斷面尺寸?坡度?長(zhǎng)度?交通條件等因素選擇開挖方法和施工設(shè)備?斜井傾角為6°~30°時(shí),宜采用自上而下全斷面開挖?傾角為30°~45°時(shí),可采用自上而下全斷面開挖或自下而上開挖;采用自下而上開挖時(shí),應(yīng)有扒渣和溜渣設(shè)施?傾角為45°~75°時(shí),可采用自下而上先挖導(dǎo)井?再自上而下擴(kuò)挖,或自下而上全斷面開挖?5.掘進(jìn)機(jī)開挖全斷面隧洞掘進(jìn)機(jī)(簡(jiǎn)稱TBM)是一種專用的開挖設(shè)備,它利用機(jī)械破碎巖石的原理,完成開挖?出渣?襯砌?回填灌漿等工序的平行連續(xù)流水作業(yè),連續(xù)不斷地進(jìn)行掘進(jìn)?按照破碎巖石的方法,