挖方路堑的施工.ppt

第三章挖方路堑的施工 路堑开挖的特点 路堑开挖是路基施工中工程量最大 最普遍的施工内容 须有多种机械进行施工 一 路堑开挖的特点 1 开挖前均应先开挖截水沟 设法引走一切可能影响边坡稳定的地面水和地下水 2 开挖时应按横断面自上而下 切不可逆转施工 3 在地址不良拟设挡土墙的路堑中 路堑应分段开挖 路堑开挖的特点 4 路堑弃土应按要求 整齐的堆放在路基一侧或两侧 5 松软土地带或其他不符合要求的土质地段 要采取各种稳定处理措施 土质路堑开挖施工 二 土质路堑开挖施工路堑开挖时将路基范围内设计标高之上的天然土体挖除 并运到填方地段或其他指定地点的施工活动 土质路堑开挖的方式 1 横挖法2 纵挖法3 混合式开挖法 土质路堑开挖施工 1 横挖法 纵向全宽掘进法 横挖法 在路线一端或两端 沿线成纵向向前开挖 双层时 下层上留有上层操作的出土和排水通道 适用 平缓地面上短而浅的土石路堑 用挖 装 车运机具施工 土质路堑开挖施工 2 纵挖法 横向通道掘进 1 分层纵挖 横断面全宽纵向分层开挖 适用 较长路堑开挖 2 通道纵挖 沿纵向挖一通道 再开挖两边 适用 较长 较宽 较深而两端地面坡度较小的路堑开挖 土质路堑开挖施工 土质路堑开挖施工 3 分段纵挖法 沿路堑纵向选择一个或几个适宜处 将较薄一侧路堑横向挖穿 将路堑在纵方向上按桩号分成两段或数段 各段再纵向开挖 适用 路堑过长 弃土运距过远的傍山路堑 或一侧的堑壁不厚的路堑开挖 同时还应满足其中间段有经批准的弃土场 土方调配计划有多余的挖方废弃的条件 土质路堑开挖施工 3 混合式开挖法 沿纵向挖通道 沿通道向横向坡面挖掘 适用 路堑纵向长度和深度都很大的地段 土质路堑开挖施工 路堑开挖原则及注意事项1 坡顶坡面检查对危石 裂缝或其他不稳定情况必需进行妥善处理 开挖时 首先将表层腐殖土推开弃至指定弃土场 然后将利用土调配至填方路堤段进行填土 若试验发现有不合格土时同样弃至弃土场 土质路堑开挖施工 2 开挖顺序开挖从上至下 由中心向两边 逐层顺坡开挖 严禁掏底开挖 开挖过程中随时进行刷坡处理 使边坡一次成型 深挖路堑还修出降坡台阶 土质路堑开挖施工 3 保护层在有护坡的边坡 当防护不能紧跟开挖时 暂时留一定的保护层 待作防护层时再刷坡挖够 土质路堑开挖施工 应注意的问题1 先挖截水沟2 弃方不能随意丢弃3 及时设置支挡工程 石质路堑开挖 三 石质路堑开挖方法爆破法 松土法 破碎法 爆破法开挖 爆破法 利用炸药爆炸的能量将土石炸碎以利挖运或借助爆炸能量将土石移到预定位置 优点 功效高 速度快 劳动力消耗少 施工成本低等 爆破作用的基本原理 1 基本概念1 药包 是指为了爆破某一岩体 在其中或表面放置一定数量的炸药 2 临空面 爆破介质与空气的交界面 爆破作用的基本原理 3 最小抵抗线 指爆破时岩石产生抵抗力 阻力 最小的方向 工程爆破中 通常指药包中心或重心到最近自由面的最短距离 常用 表示 爆破作用的基本原理 1 药包的分类根据形状和集结程度的不同 1 集中药包 形状接近球形或立方体 高度不超过直径4倍的圆柱体和最长边不超过最短边4倍的直角六面体 2 延长药包 高度超过直径4倍的圆柱体和最长边超过最短边4倍的直角六面体 3 分集药包 是提高炸药有效能量利用率的新型装药方式 是将一个集中药包分为两个保持一定距离集中的子药包 爆破作用的基本原理 分集药包示意图 爆破作用的基本原理 2 药包在无限介质内的作用 球形爆破作用药包破坏程度 1 压缩圈 2 抛掷圈 3 松动圈 4 振动圈 1 压缩圈 介质直接承受药包爆炸产生的巨大作用力 2 抛掷圈 介质原有结构受到强烈破坏而破裂成碎块 并将其抛掷出去 3 松动圈 使介质结构受到不同程度的破坏 但没有较大位移 4 振动圈 介质不产生破坏 只有振动现象 爆破作用的基本原理 3 药包在有限介质内的爆破作用 爆破漏斗爆破漏斗 在有限介质中爆破 当药包埋设较浅 爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥体的爆破坑 这个坑叫作爆破漏斗 爆破漏斗的形成过程 爆破漏斗的形状和大小 不但与药包量大小 炸药性能 介质的性质等有关 同时还与临空面的数量和所处的边界条件有关 爆破作用的基本原理 倾斜地形爆破漏斗示意图 爆破作用的基本原理 爆破漏斗构成要素 爆破漏斗半径 最小抵抗线 漏斗破裂半径 漏斗可见深度 漏斗张开角 爆破作用的基本原理 爆破作用的性质通常用爆破作用指数 来表示 爆破作用指数 爆破漏斗半径 与最小抵抗线 的比值 1 当 时 为标准抛掷爆破漏斗 2 当 时 为加强抛掷爆破漏斗 3 当0 75 时 为减弱抛掷爆破漏斗 4 当1 3 0 75时 为松动爆破漏斗 爆破的影响因素 二 影响爆破的主要因素爆破效果 药包在介质中爆破时 介质被抛掷和松动的体积或破碎的程度 影响效果的因素主要有 1 炸药的威力 2 炸药的用量 3 地形条件 4 地质条件 地质条件对爆破的影响 炸药 起爆器材及起爆方法 一 炸药1 炸药的性质 1 炸药的威力 2 炸药的敏感度 3 炸药的安定性 炸药的种类 2 炸药分类1 起爆炸药 爆炸速度极高的烈性炸药 爆速可达2000 8000m s 用以制造雷管 起爆炸药可分为 正起炸药 对热能和机械冲击能均具有强烈的敏感性 副起炸药 须由正起炸药起爆 其爆速甚高 可加强雷管的起爆能量 2 主要炸药 用以对岩石或其他介质进行爆炸的炸药 它的敏感性较低 要在起爆炸药强力的冲击下才能爆炸 主要炸药可分为 缓性炸药 爆速1000 35000m s 粉碎性炸药 爆速为3500 7000m s 3 道路工程中常用炸药的主要成分 1 黑色炸药 2 TNT 三硝基甲苯 3 胶质炸药 4 硝铵炸药 5 铵油炸药 6 浆状炸药 四 起爆器材及其起爆方法1 起爆器材 1 火雷管 用火焰激发的雷管 2 电雷管 以电能激发的雷管 2 起爆方法 1 导火索起爆 用导火索和火雷管引爆炸药 火花起爆 2 电力起爆 电力起爆是电源通过电线输送电能激发电雷管 继而起爆炸药的方法 起爆器材 3 导爆索起爆 首先用雷管侧向起爆导爆索 而后导爆索再侧向起爆药卷 4 塑料导爆管起爆 导爆管起爆法是20世纪70年代发展起来的一种新型非电起爆方法 首先通过雷管激发导爆管 并在管内形成稳定传播的冲击波 该稳定冲击波将会使末端的导爆雷管起爆进而引起药卷的起爆 导爆索起爆药包加工 中小型爆破 1 裸露药包法 表面爆破法 裸露爆破多是利用扁平形药包 放在被爆物体的表面进行爆破 裸露爆破实质上是利用炸药的猛度 对被爆物体的局部 炸药所接触的表面附近 产生压缩 粉碎或击穿作用 特点 不需钻孔设备 操作简单迅速 耗药量大 中小型爆破 主要用于破碎大孤石或进行大块岩石的二次爆破 2 钢钎炮定义 指孔深小于5m 孔径在35 7mm的炮孔爆破方法 布孔原则 1 炮孔方向不与最小抵抗线方向重合 以免产生冲天炮 降低爆破效率 2 利用地形多创临空面 减小爆破阻力 3 炮孔尽量垂直岩石层面 节理 裂隙 不穿过较宽裂缝 免漏气 中小型爆破 单独使用钢钎炮是不经济的 其原因 1 炮眼浅 用药少 每次爆破方量不大 全靠工人清除 所以工效低 2 不利于爆破能量的利用 由于炮孔浅 爆炸气体很易冲出 变成不做功的声波 使个别飞石飞得很远 造成响声大 而炸下石方不多 因此在路基石方较集中的地段 应尽可能少用这种炮型 中小型爆破 钢钎炮 炮眼法 在综合爆破中是一种改造地形 为其他炮型服务的辅助炮型 中小型爆破 3 深孔爆破法定义 孔深大于5m 孔径大于75cm的炮孔爆破方法 优点 单位土石方钻孔工作量和耗药量小 劳动生产率高 适用 大型深基坑 大型采石场 炮孔布置形式 垂直孔和倾斜孔 如有打斜孔设备应尽量打斜孔 斜孔优点 1 岩石破碎均匀 大块率低 减少解小时间和炸药 2 底盘抵抗线较小 避免残埂 3 可按需要调整坡面坡度 且爆后坡面平整 4 钻孔施工安全 斜孔缺点 钻孔难度大 效率低 装药困难 中小型爆破 爆破开挖布置方式一般采用台阶式布置 即梯段爆破 这样钻孔 爆破 出渣可以平行作业 c 中小型爆破 4 药壶爆破法 葫芦炮 坛子炮 葫芦炮 将炮眼底部扩大成葫芦形 便于将炸药基本集中于炮眼底部的扩大部分 以提高效果的一种炮型 其炮眼深度在2 5 3 0m 适用 均匀致密的硬土 次坚石 坚石 优点 药壶炮有省药 爆能利用高等 中小型爆破 炮眼深度小于2 5 或在节理发达的软石 薄层岩石 渗水或雨季施工时 不宜采用 中小型爆破 5 猫洞炮定义 这种方法是在岩土底部开凿一直径为0 2 0 5m 深度在0 5m左右的洞穴 采用集中药包 直接放在洞穴内 进行爆破 适用 猫洞炮主要用于较坚硬的土壤松动或在坚石 次坚石爆破中配合钢钎炮 药壶炮爆破 中小型爆破 由于潜孔钻机的采用 掘孔已由原来用小炮扩孔挖掘 发展到直接采用钻机 使工效提高很多 中小型爆破 6 深孔多排微差爆破微差爆破又称毫秒爆破 是将相邻药包或药包群以毫秒时间的间隔 按一定顺序起爆的种方法 延期间隔时间由几毫秒到几十毫秒 由于前后相邻段药包爆炸时间间隔很短 致使各药包造成能量相互发生影响 而产生一系列良好的爆破效果 中小型爆破 优点 可减震1 3 2 3左右 前发药包为后发药包开创了临空面 从而加强了岩石的破碎效果 降低多排孔一次爆破的堆积高度 有利于挖掘机作业 多排孔微差爆破是浅孔深孔爆破发展的方向 中小型爆破 中小型爆破 7 光面爆破定义 在开挖限界的周边 适当排列一定间隔的炮孔 在有侧向临空面的情况下 用控制抵抗线和药量的方法进行爆破 使之形成一个光滑平整的边坡 中小型爆破 光面爆破 中小型爆破 8 预裂爆破定义 是在开挖限界处按适当间隔排列炮孔 在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下 用控制药量的方法 预先炸出一条裂缝 使拟爆体与山体分开 作为隔震减震带 起保护和减弱开挖限界以外山体或建筑物的地震破坏作用 光面与预裂爆破后 在边坡壁上通常均留下半个炮孔的痕迹 预裂爆破 预裂爆破与光面爆破之间的主要差别表现在两个方面 1 预裂爆破是在主爆区之前起爆 而光面爆破是在主爆区之后起爆 2 预裂爆破是在一个自由面条件下爆破 所受的夹制作用很大 而光面爆破是在两个自由面条件下爆破 受夹制作用小 7 大爆破大爆破工程施工 是采用导洞和药室装药 用药量在1000kg以上的爆破 公路石方开挖一般不宜采用 只有当路线穿过孤独山丘 开挖后边坡不高于16 0m 且根据岩石产状和风化程度 确认开挖后边坡稳定 方可采用大爆破方案 但须做好技术设计 并有详细技术经济论证和边坡稳定性分析 爆破设计时 应充分考虑路基边坡必须在爆破岩层松动区外 一 爆破网络的连接方式 串联 并联 混合联串联 有一个雷管失效 整个网路将中断 并联 各个雷管的作用互不相干 个别雷管失效也不会影响其他雷管的正常起爆 混合联 雷管间并联 组与组之间串联 或者与之相反 二 导洞药室1 形状 L 形或倒 T 形 2 组成 导洞 横拐洞和药室 3 导洞药室的开挖 1 断面尺寸 一般为1 0 1 2 1 5 1 8m22 炮眼布置数量 坚石7 9个 次坚石5 6个 松石3 4个 炮眼深度0 6 0 8m 断面大的可深到1 1 2m 炮眼依其作用和位置分为掏槽眼 边眼 导洞及药室示意图 3 炮眼装药与堵塞炮眼装药量应视炮眼深度和石质情况及炮眼的作用确定 堵塞时对紧贴起