《高速铁路路基施工与维护（第3版）》课件 任务4-2.石质路堑施工

石质路堑的施工石质路堑施工学习目标知识：掌握控制爆破概念和爆破机理；掌握石方路堑光面爆破施工工艺；掌握路堑各部位检验项目和检验标准。技能：能够熟练进行路堑开挖的施工管理和质量控制；能够熟练进行路堑质量验收工作。素质：养成安全生产意识；具备协作精神；具备一定的协调、组织能力。1爆破相关知识2爆破器材3光面爆破工艺流程4光面爆破质量保证措施5光面爆破安全保证措施6石质路堑边坡清刷及基床检验要求7开挖石方的清运与二次爆破爆破相关知识1.基本要求石方应根据岩石的类别、风化程度和节理发育程度等确定其开挖方式。对于软石和强风化石，能用机械直接开挖的均应采用机械开挖。凡不能采用机械开挖的石方，应采用爆破方法开挖。高速铁路路堑开挖采用光面爆破，爆破过程中严格控制对边坡面的震动，并保证开挖轮廓面满足设计要求。同时，严格按照安全规程操作，保证施工安全。爆破相关知识2.控制爆破控制爆破：是指通过一定的技术措施，严格控制爆破能量和爆破规模，使爆破的声响、冲击波、爆轰波、振动、破坏区域、飞块距离以及破碎物的散塌范围，控制在规定的限度以内。根据不同场所、不同材料、不同要求而采用不同的爆破方法，以控制爆破效果。控制爆破对象的规模、质量、数量、大小、形状等不同，必须针对爆破目标有目的地加以控制。爆破相关知识2.控制爆破控制爆破的方法多种多样，有定向爆破、微差爆破、光面爆破、预裂爆破、松动爆破、切割爆破。没有定向爆破空间的只宜采用折叠爆破或原地坍塌的爆破方法，高大建筑物的控制爆破采用毫秒或半秒分段起爆的微差爆破法；需要爆破半截，留半截，或爆掉一部分，完好的保留一部分的控制爆破就应采用切割爆破或预裂爆破法和光面爆破法。爆破相关知识2.控制爆破光面爆破是一种深(浅)孔控制爆破方法，其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排孔距与最小抵抗线相匹配的光爆孔，并采用不耦合装药或其他特殊的装药结构，在开挖主体的装药响炮之后，光爆孔内的装药同时起爆，从而形成一个贯穿光爆炮孔光滑平整的开挖面。光面爆破的效果是爆破后壁面光滑平整，开挖轮廓线能大致符合设计要求，并且减少爆破对边坡岩石的扰动，减少超挖及欠挖量。目前，铁路石质路堑开挖为减少爆破对成形边坡的扰动和刷坡整形工作量，在靠近边坡附近多采用光面爆破技术。爆破相关知识2.控制爆破光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，炸药起爆时，对岩体产生两种效应：一是药包爆炸瞬时高温高压气体形成炮轰波，后转化为冲击波，井形成冲击波效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破的爆破成缝机理具体表现为如下几点：1.炸药爆炸时，炮孔壁面受压缩应力波所衍生的切向拉应力作用，在相邻炮孔之间形成应力加强带，产生少数径向裂缝；2.不耦合装药，间隔装药等缓冲装药结构使得爆轰气体对孔壁的作用时间延长，在相邻炮孔之间形成由炮轰气体引起的应力加强带；3.孔壁存在着钻孔时形成的细微裂隙，所以只要孔距合适，裂隙就从孔壁开始延炮孔连心线向邻孔方向发展。同时，孔内爆生气体高速锲入，加大了裂隙扩展速度，最终导致相邻炮孔贯穿成缝。爆破相关知识光面爆破炮孔装药结构1—导爆索；2—堵塞段；3—中间装药；4—底部增强装药1基础概念2爆破器材3光面爆破工艺流程4光面爆破质量保证措施爆破器材1.爆破器材爆破器材指的是雷管、炸药、导爆索、导爆管、非电导爆管雷管、高能燃烧剂、膨胀剂等，对于不同的爆破对象，应根据其环境、位置、破坏规模和具体要求选用适当的爆破器材。爆破器材1.爆破器材（一）炸药炸药是能够发生爆炸反应，并具有爆炸三要素的物质。工业炸药是指用于矿山、铁道、水利、建材等部门的民用炸药。工业炸药需具备以下特点：（1）具有足够的爆炸能量；（2）具有合适的感度，保证使用、运输、搬运等环节的安全，并能被8号雷管或其它引爆体直接引爆；（3）具有一定的化学安定性，在储存中不变质、老化、失效甚至爆炸，且具有一定的储存期；（4）爆炸生成的有毒气体少；（5）原材料来源广，成本低廉，便于生产加工。爆破器材1.爆破器材（二）起爆器材起爆器材是用于引爆炸药的器材。采用一定的器材和方法，使炸药按照工程需要的先后顺序准确而可靠地发生爆轰反应，利用炸药爆炸的能量。工程中使用的起爆器材包括：雷管、导火索、导爆管、导爆索、继爆管、起爆药柱、起爆弹等。1.雷管雷管分火雷管和电雷管（瞬发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管、抗杂散电流电雷管、安全电雷管）。（1）火雷管火雷管由管壳、起爆药和加强药、加强帽组成。爆破器材1.爆破器材（2）电雷管电雷管包括：瞬发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管、抗杂散电流电雷管、安全电雷管。1）瞬发电雷管构造如图所示。1-脚线；2-管壳；3-密封塞；4-纸垫；5-桥丝；6-引火头；7-加强帽；8-DDNP；9-正起爆药；10-副起爆药爆破器材1.爆破器材（2）电雷管电雷管包括：瞬发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管、抗杂散电流电雷管、安全电雷管。2）秒延期电雷管秒延期电雷管是在电桥丝与起爆药之间加了延时材料，通电至爆炸延迟时间长短以秒为单位计量爆破器材1.爆破器材（2）电雷管电雷管包括：瞬发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期电雷管、抗杂散电流电雷管、安全电雷管。3）毫秒延期电雷管爆破器材1.爆破器材2.导爆管与毫秒延期电雷管的主要区别是不用毫秒电雷管中的电点火装置，而用一个与塑料导爆管相连接的塑料连接套，由塑料导爆管的爆轰波来点燃延期药。3.导火索导火索是以黑火药为索芯，制作方法简单，费用低；但危险性大，不易用仪器量测网路，难以预测爆破效果；燃烧时有火焰喷发，产生大量有毒气体。爆破器材1.爆破器材4.继爆管继爆管与导爆索配合使用，具有毫秒延期作用的起爆器材。1—导爆索；2连接管；3—消爆管；4—外套管；5大内管；6—纸垫7—延期药；8—加强帽；9—起爆药；10—加强药；11—雷管壳图4-9继爆管构造示意图1基础概念2爆破器材3光面爆破工艺流程4光面爆破质量保证措施光面爆破工艺流程1.光面爆破工艺流程光面爆破工艺流程1.光面爆破工艺流程1.根据工程特点及现场实际情况进行光面爆破设计。确定爆破参数（包括钻孔直径D、最小抵抗线W、孔距a）装药结构、起爆程序。2.开凿作业面。清除地面杂物和覆盖土层，有必要时搭建钻孔平台。钻孔作业在高陡的坡顶上进行，钻机移位及架设均需要人工来完成，必须保证人员和机械的安全。搭建钻孔平台就是为了施工作业的安全。3.布孔。根据设计要求放出开挖轮廓线和各炮孔孔位，并予以编号，插木牌逐孔写明孔深，孔径，倾斜角方向及大小。光面爆破工艺流程1.光面爆破工艺流程4.钻孔。钻孔是保证爆破质量的重要一环，严格按爆破设计的位置、方向，角度进行钻孔，先慢后快。钻孔过程中，必须仔细操作，严防卡钻、欠钻、漏钻和错钻。钻孔精度是光面爆破成败的重要因素。要想保证钻孔精度，把炮孔钻在同一平面上，使用三角架式钻机，除提高钻孔技术外，还要按“对位准、方向正、角度精”三要点来操作。光面爆破工艺流程1.光面爆破工艺流程5.钻孔检查。装药前必须检查孔位、深度，倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有石块以及孔内有无积水。发现孔位和深度不符合设计要求时应进行补孔。严禁少打眼，多装药。清除孔口周围的碎石、杂物，孔口岩石破碎不稳固段应进行维护，避免孔口形成喇叭状，钻孔结束后封盖孔口或设立标志。光面爆破工艺流程1.光面爆破工艺流程6.装药与堵塞。严格按设计的炸药品种、规格及数量进行装药并堵塞。炮孔堵塞长度大于最小抵抗线，堵塞材料采用2／3砂和1／3黏土堵塞。7.爆破网路敷设。网路敷设前应检验起爆器材的质量、数量、段别并对其进行编号和分类，严格按敷设网路敷设，严格遵守《爆破安全规程》中有关起爆方法的规定，网路要经检查确认完好，起爆点应设在安全地带。光面爆破工艺流程1.光面爆破工艺流程8.起爆。在网路检测无误、防护工程检查无误、各方警戒正常的情况下，指挥员即可在规定时间起爆，起爆采用非电起爆。

起爆方法有两种。一是用设计段数的电雷管或非毫秒雷管绑于内药柱或药串上起爆；二是用导爆索连接起爆。9.安全检查。爆破完成并间隔规定时间后，若安全检查无误，即可进行机械施工。10.总结分析。爆破后对爆破效果进行全面检查，综合评定各项技术指标是否合理，进一步确认已暴露岩石的结构、产状、地质构造和岩石的物理力学性质，综合分析岩石单位耗药量，做好爆破记录。聘请有经验的爆破专家进行分析和总结，以对下一循环爆破作业进行优化。1基础概念2爆破器材3光面爆破工艺流程4光面爆破质量保证措施光面爆破质量保证措施1.光面爆破质量保证措施1.对参加施工的人员进行岗前培训及技术交底。2.选取光面爆破参数时，除理论计算外，还可用类比法与同类项目比较确定，必要时要在与所做工程地质条件相类似的岩层中试验，以求得更准确的爆破参数。3.钻孔要严格按照设计孔位、孔深、孔径及倾斜度进行。4.炮位设计应充分考虑岩石的产状、类别、节理发育程度、溶蚀情况等，炮孔药室宜避开溶洞和大的裂隙，避免在两种岩石硬度相差很大的交界面处设置炮孔。5光面爆破安全保证措施6石质路堑边坡清刷及基床检验要求7开挖石方的清运与二次爆破光面爆破安全保证措施1.光面爆破安全保证措施1.对参加施工的人员进行安全教育及爆破规则培训。2.石方爆破工程的施工方案在报请当地公安机关批准后，方可组织实施；爆破员须经当地公安机关培训，考试合格后，持公安机关核发的有效操作证上岗作业。3.爆破施工时，指定一名领导在现场负责全面工作。4.装药量、装药结构及堵塞质量均应符合设计要求，已装置炸药的炮孔用泥土覆盖及保护，爆破作业区段与既有建筑物之间设排架及防护网防护。5.施爆前，应规定醒目、清晰的爆破信号，并发布通告，及时疏散危险区内的人员、牲畜、设备及车辆等。对不能撤离的建筑物应采取保护、加固措施，并在危险区周围设警戒，严禁人、畜、车辆进入；爆破后，对危及人身安全的危石、落石及时清除。光面爆破安全保证措施1.光面爆破安全保证措施6.起爆后15min，由指定爆破专业人员进入爆破区内进行安全检查，确认无拒爆现象和其他问题后，方能解除警戒。7.对每次爆破的地质状况、主要参数、爆破效果等做详细记录，为改进爆破方案提供可靠依据。8.为预防盲炮现象发生，应选取合格的爆破器材，装药前要清理炮孔积水。装药时要小心以防止损坏药包相连线，联结网路时要仔细操作并按规定进行检查。9.要注意妥善处理盲炮，起爆线路完好时，可重新起爆；起爆线路已被破坏时，用木竹工具将填塞物掏出，用聚能药包将盲炮诱爆或在安全距离外用风水喷管吹出填塞物及炸药并回收雷管。光面爆破安全保证措施1.光面爆破安全保证措施10.爆破施工的路段，如空中有缆线，应查明其平面位置和高度，还应调查地下有无管线，若有则应查明其平面位置和埋设深度，同时应调查开挖边界线外的建筑物结构类型、完好程度、距开挖界距离，然后制定爆破方案。任何爆破方案的制定，都必须确保空中缆线、地下管线和施工区边界外的建筑物的安全。5光面爆破安全保证措施6石质路堑边坡清刷及基床检验要求7开挖石方的清运与二次爆破石质路堑边坡清刷及基床检验要求1.石质路堑边坡清刷及基床检验要求1．石质挖方边坡应顺直、圆滑、大面平整。边坡上、下不得有松石、危石。凸出于设计边坡线的石块，其凸出尺寸不应大于20cm，超爆凹进尺寸也不应大于20cm。对于软质岩石，凸出及凹进尺寸均不应大于10cm，否则应进行处理。2．挖方边坡应从开挖面往下分级清刷边坡。下挖2～3m时，应对新开挖边坡刷新。对于软质岩石边坡可用人工或机械清刷；对于坚石或次坚石边坡，可使用炮眼法、裸露药包法爆破清刷，同时清除危石、松石。清刷后的石质路堑边坡不应陡于设计规定。3．石质路堑边坡如因过量超挖而影响上部岩体稳定时，应用砼或浆砌片石补砌超挖的坑槽。4.石质路堑基床底高应符合设计要求，开挖后的基床基岩面标高与设计标高之差应符合规定要求。如过高，应凿平；过低，则应用砼或浆砌片石填平。石质路堑边坡清刷及基床检验要求1.石质路堑边坡清刷及基床检验要求5．石质路堑基床顶面宜使用密集小型排炮施工，炮眼底标高宜低于设计标高10～15cm。装药时，宜在孔底留5～10cm空眼，装药量按松动爆破计算。6．石质基床超挖大于10cm的坑洼，当有裂隙水时，应采用渗沟连通。渗沟宽不宜小于10cm，渗沟底略低于坑洼底，坡度不宜小于6‰，使可能出现的裂隙水或地表渗水由浅坑洼渗入深坑洼，并与边沟连接。如渗沟底低于边沟底，则应在路肩下设纵向渗沟，沟底应低于深坑洼底至少10cm，宽不宜小于60