土质和石质路堑开挖、压实.ppt

土质路堑开挖 土方路堑开挖前 应作好现场伐树除根等清理工作 如果移挖作填时 还需将表层土壤单独掘弃 路堑的开挖根据路堑深度和纵向长度及现场的施工条件 可分为横挖法 纵挖法 混合式挖法三种 全断面横挖法 对路堑整个横断面的宽度和深度从一端或两端逐渐向前开挖的方式称为全断面横挖法 全断面横挖法可分为一层横向全宽挖掘法和多层横向全宽挖掘法两种方式 2 纵挖法 是沿道路的纵向进行挖掘 纵挖法分层纵挖法 分段纵挖法和通道纵挖法 分层纵挖法 沿路堑全宽以深度不大的纵向分层挖掘前进的作业方式称为分层纵挖法 分层纵挖法适用于较长的路堑开挖 当路堑长度不超过100m 开挖深度不大于3m 地面较陡时 宜采用推土机作业 当地面横坡较缓时 表面宜横向铲土 下层的土宜纵向推运 当路堑横向宽度较大时 宜采用两台或多台推土机横向联合作业 当路堑前傍陡峻山坡时 宜采用斜铲推土 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 各段再纵向开挖称为分段纵挖法 分段纵挖法适用于路堑过长 弃土运距过远的傍山路堑 或一侧的整壁不厚的路堑开挖 同时还应满足其中间段有弃土场 土方调配计划有多余的挖方废弃的条件 通道纵挖法 沿路线纵向挖掘一条通道 然后将通道向两侧拓宽 混合开挖法 横挖法与通道纵挖法混合 先在路堑的中央沿路线纵向挖成通道 然后在堑内改为横向挖成若干个通道 使许多挖掘机械各自到达横向通道内的工作面后 再沿路线纵向进行全断面开挖 称为混合式开挖 石质路堑施工 山区公路路基石方工程量大 而且集中 据统计一般约占土石方总量的45 75 左右 因此爆破是石方路基施工最有效的方法 亦可用于爆松冻土 淤泥 开采石料等等 高边坡多台阶洞室加预裂爆破1 高边坡多台阶洞室加预裂爆破3 三峡围堰爆破成功 一 爆破器材 一 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 二 石质路堑开挖 按其形状或集结程度的不同 可以分为集中药包 延长药包和分集药包三种 1 集中药包 形状接近球形或立方体 以及高度不超过直径四倍的圆柱体和最长边不超过最短边四倍的直角六面 2 延长药包 高度超过直径四倍的圆柱体和最长边超过最短边四倍的直角六面体 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 2 爆破作业圈 1 压缩圈2 抛掷圈3 松动圈4 振动圈 3 爆破漏斗要素 平坦地形爆破漏斗示意图 爆破作用圈示意图 最小抵抗线 爆破点到临空面最小距离 二 石方路堑常用的爆破方法 主要用于破碎大孤石或进行大块岩石的二次爆破 1 裸露药包法 三 综合爆破方法 2 钢钎炮钢钎炮通常是指孔径在75mm以下 孔深在5 0m以下 炮眼中炸药装成长条形 并用泥土堵塞的一种爆破方法 单独使用钢钎炮是不经济的 其原因一是孔浅 用药少 每次爆破方量不大 全靠工人清除 所以工效低 二是由于炮孔浅 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 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 3 葫芦炮 药壶炮 葫芦炮是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5 0 7 0m 适用于均匀致密的硬土 次坚石 坚石 药壶炮有省药 爆能利用高等优点 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 4 猫洞炮 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 这种方法是在岩土底部开凿一直径为0 2 0 5m 洞穴呈水平或略有倾斜 深度小于5m 采用集中药包 直接放在洞穴内 进行爆破 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 5 深孔松动爆破其孔径在75mm以上 深度在5 0m以上 是机械化程度很高的一种作业方式 钻孔采用凿岩机或穿孔机 爆破方式多采用深孔多排微差爆破 每次爆破方量可达1万m3以上 出渣方式多采用正铲或反铲挖掘机装车 翻斗自卸车外运 推土机配合清理道路和作业面 生产效率高 适合于深路堑施工 进行深孔爆破 要先将地面修成台阶 称为梯段 梯段的倾角最好为60 75 高度在5 15m之间 炮孔直径为80 300mm 在公路工程中 以用100 150mm为宜 布孔方式有垂直 倾斜 水平三种 5 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 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 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 光面爆破 预裂爆破 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将山体分开 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 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6 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 三 炸药 起爆器材及起爆方法 1 炸药 炸药的性能 爆炸威力和粉碎力 药包量 根据具体条件和爆破目的确定 2 起爆器材 四 爆破施工程序 三 路基压实 压实的意义 密实度提高 透水性降低 毛细高度降低 变形减小 强度和水温稳定性提高 三 路基压实 压实的机理 压实排除土内气体 土粒彼此挤紧 内摩阻力和粘结力提高 最终导致强度增加 稳定性提高 三 路基压实 路基压实标准和施工要点 1 压实标准衡量路基的压实程度是实际达到的干容重与室内标准试验所得的最大干容重的比值 即压实度或称压实系数 正确选用压实度 关系到土路基的受力状态 路基路面设计要求 施工条件 必须兼顾需要与可能 讲究实效与经济 1 压实标准表2 2为交通部颁布的公路土质路基的压实标准 表列压实度是以重型击实试验法为准 当二级公路修建高级路面时 其压实度标准应按高一档次的规定 对于平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地区的压实度标准可降低2 3个百分点 路基压实 影响路基压实的因素内因 含水量 土质 外因 压实功能 压实机具和方法等 路基压实影响因素 含水量对压实的影响对密实度的影响 最佳含水量w0 最大密实度 0对强度的影响 含水量wk 最大强度Emaxw0 wk 如何选择 对水稳定性的影响 饱水后 土体密实度和强度均降低 但在w0降低幅度最小 路基压实影响因素 土质对压实的影响 不同土质 w0 0不同 粘性较高的土 w0较高 0较低 亚砂土和亚粘土的压实性能较粘性土好 路基压实影响因素 压实功能的影响 同一种土的w0随压实功能的增大而减小 0随压实功能的增加而增大 在相同含水量条件下 压实功能越大 土的密实度越大 当压实功能增加到一定程度后 土的密实度增加不明显 甚至会破坏土基结构 路基压实影响因素 压实机具和方法的影响 压实机具不同 压力传布的有效深度不同 压实机具质量较小时 荷载作用时间越长 土的密实度越高 密实度的增长随作用时间的增长而减小 压实机具较重时 土的密实度随荷载作用时间的增加而迅速增大 超过某一时间限度 土基变形增加而破坏 碾压速度越高 压实效果越差 2 压实方法压实土层的密实度随深度递减 表面5cm的密实度最高 填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型 土的种类和压实度要求有关 应通过试验路来确定 同样质量的振动压路机要比光轮静碾压路机的压实有效深度大1 5 2 5倍 如果压实遍数超过10遍仍达不到压实度要求 则继续增加遍数的效果很小 不如减小压实层厚 2 压实方法碾压时 横向接头的轮迹应有一部分重叠 对振动压路机一般重叠40 50cm 对三轮压路机一般重叠1 2后轮宽 前后相邻两区段亦宜纵向重叠1 1 5m 应做到无漏压 无死角和确保碾压均匀 2 压实方法压路机行驶速度过慢则影响生产率 行驶过快则对土压实效果较差 一般光轮静碾压路机的最佳速度为2km h 5km h 振动压路机为3km h 6km h 各种压路机械的最大速度不宜超过4km h 对压实度要求高以及铺土层较厚时 行驶速度要更慢些 碾压开始宜用慢速 随着土层的逐步密实 速度逐步提高 压实时的单位压力不应超过土的强度极限 2 压实方法开始时宜先轻压 随着土体密度的增加 再逐步提高压强 推运摊铺土料时 应力求机械车辆均匀分布行驶在整个路堤宽度内 以便填土得到均匀预压 否则要采用轻型光轮压路机 6t 8t 进行预压 正式碾压时 若为振动压路机 第一遍应静压 然后由弱振到强振 碾压时 在直线路段和大半径曲线路段 应先压边缘 后压中间 小半径曲线地段因有较大的超高 碾压顺序宜先低 内侧 后高 外侧 2 压实方法路堤边缘往往压实不到 仍处于松散状态 故两侧可采取多填宽度40cm 50cm 压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平 也可以采用卷扬机牵引的小型振动压路机从坡脚向上碾压 或采用人工拍实 坡度不陡于1 1 75时 可用履带式推土机从下向上压实 2 压实方法不同的填料和场地条件选择不同的压实机械 一般来说轻型光轮压路机 6t 8t 适用于各种填料的预压整平 重型光轮压路机 12t 15t 适用于细粒土 砂类土和砾石土 重型轮胎压路机 30t以上 适用于各种填料 尤其是细粒土 气胎压力应根据填料种类进行调整 土颗粒越细气压越高 羊足碾最适用于细粒土 亦适用于粉土质与粘土质砂 需有光轮压路机配合对被翻松的表层进行补压 2 压实方法振动压路机具有滚压和振动的双重作用 用于砂类土 砾石土和巨粒土 其效果远远优于其它压实机械 但对细粒土的压实效果不理想 牵引式碾压机械结构质量大 爬坡能力