挖方路塹的施工

第三章 挖方路塹的施工,路塹開挖的特點(diǎn),路塹開挖是路基施工中工程量最大、最普遍的施工內(nèi)容，須有多種機(jī)械進(jìn)行施工。 一、路塹開挖的特點(diǎn) （1）開挖前均應(yīng)先開挖截水溝，設(shè)法引走一切可能影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水。 （2）開挖時(shí)應(yīng)按橫斷面自上而下，切不可逆轉(zhuǎn)施工。 （3）在地址不良擬設(shè)擋土墻的路塹中，路塹應(yīng)分段開挖。,路塹開挖的特點(diǎn),（4）路塹棄土應(yīng)按要求，整齊的堆放在路基一側(cè)或兩側(cè)。 （5）松軟土地帶或其他不符合要求的土質(zhì)地段，要采取各種穩(wěn)定處理措施。,土質(zhì)路塹開挖施工,二、土質(zhì)路塹開挖施工 路塹開挖時(shí)將路基范圍內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高之上的天然土體挖除，并運(yùn)到填方地段或其他指定地點(diǎn)的施工活動(dòng)。 土質(zhì)路塹開挖的方式： 1.橫挖法 2.縱挖法 3.混合式開挖法,土質(zhì)路塹開挖施工,1.橫挖法（縱向全寬掘進(jìn)法） 橫挖法：在路線一端或兩端，沿線成縱向向前開挖；雙層時(shí)，下層上留有上層操作的出土和排水通道。 適用：平緩地面上短而淺的土石路塹，用挖、裝、車運(yùn)機(jī)具施工。,土質(zhì)路塹開挖施工,2.縱挖法（橫向通道掘進(jìn)） 1）分層縱挖：橫斷面全寬縱向分層開挖。 適用：較長路塹開挖。 2）通道縱挖：沿縱向挖一通道，再開挖兩邊。 適用：較長、較寬、較深而兩端地面坡度較小的路塹開挖。,土質(zhì)路塹開挖施工,土質(zhì)路塹開挖施工,3）分段縱挖法：沿路塹縱向選擇一個(gè)或幾個(gè)適宜處，將較薄一側(cè)路塹橫向挖穿，將路塹在縱方向上按樁號分成兩段或數(shù)段，各段再縱向開挖。 適用：路塹過長，棄土運(yùn)距過遠(yuǎn)的傍山路塹，或一側(cè)的塹壁不厚的路塹開挖，同時(shí)還應(yīng)滿足其中間段有經(jīng)批準(zhǔn)的棄土場、土方調(diào)配計(jì)劃有多余的挖方廢棄的條件。,土質(zhì)路塹開挖施工,3.混合式開挖法：沿縱向挖通道，沿通道向橫向坡面挖掘。 適用：路塹縱向長度和深度都很大的地段。,土質(zhì)路塹開挖施工,路塹開挖原則及注意事項(xiàng) 1. 坡頂坡面檢查 對危石、裂縫或其他不穩(wěn)定情況必需進(jìn)行妥善處理。開挖時(shí)，首先將表層腐殖土推開棄至指定棄土場，然后將利用土調(diào)配至填方路堤段進(jìn)行填土，若試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有不合格土?xí)r同樣棄至棄土場。,土質(zhì)路塹開挖施工,2. 開挖順序 開挖從上至下，由中心向兩邊，逐層順坡開挖，嚴(yán)禁掏底開挖。開挖過程中隨時(shí)進(jìn)行刷坡處理，使邊坡一次成型。深挖路塹還修出降坡臺階。,土質(zhì)路塹開挖施工,3. 保護(hù)層 在有護(hù)坡的邊坡，當(dāng)防護(hù)不能緊跟開挖時(shí)，暫時(shí)留一定的保護(hù)層，待作防護(hù)層時(shí)再刷坡挖夠。,土質(zhì)路塹開挖施工,應(yīng)注意的問題 1. 先挖截水溝 2. 棄方不能隨意丟棄 3. 及時(shí)設(shè)置支擋工程,石質(zhì)路塹開挖,三、石質(zhì)路塹開挖方法 爆破法、松土法、破碎法,爆破法開挖,爆破法：利用炸藥爆炸的能量將土石炸碎以利挖運(yùn)或借助爆炸能量將土石移到預(yù)定位置。 優(yōu)點(diǎn)：功效高、速度快、勞動(dòng)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）藥包：是指為了爆破某一巖體，在其中或表面放置一定數(shù)量的炸藥。 2）臨空面：爆破介質(zhì)與空氣的交界面。,爆破作用的基本原理,3）最小抵抗線：指爆破時(shí)巖石產(chǎn)生抵抗力（阻力）最小的方向。工程爆破中，通常指藥包中心或重心到最近自由面的最短距離，常用表示。,爆破作用的基本原理,1.藥包的分類 根據(jù)形狀和集結(jié)程度的不同: （1）集中藥包：形狀接近球形或立方體，高度不超過直徑4倍的圓柱體和最長邊不超過最短邊4倍的直角六面體。 （2）延長藥包：高度超過直徑4倍的圓柱體和最長邊超過最短邊4倍的直角六面體。 （3）分集藥包：是提高炸藥有效能量利用率的新型裝藥方式，是將一個(gè)集中藥包分為兩個(gè)保持一定距離集中的子藥包。,爆破作用的基本原理,分集藥包示意圖,爆破作用的基本原理,2.藥包在無限介質(zhì)內(nèi)的作用球形爆破作用 藥包破壞程度： （1）壓縮圈 （2）拋擲圈 （3）松動(dòng)圈 （4）振動(dòng)圈,（1）壓縮圈介質(zhì)直接承受藥包爆炸產(chǎn)生的巨大作用力。 （2）拋擲圈介質(zhì)原有結(jié)構(gòu)受到強(qiáng)烈破壞而破裂成碎塊，并將其拋擲出去。 （3）松動(dòng)圈使介質(zhì)結(jié)構(gòu)受到不同程度的破壞，但沒有較大位移。 （4）振動(dòng)圈介質(zhì)不產(chǎn)生破壞，只有振動(dòng)現(xiàn)象。,爆破作用的基本原理,3.藥包在有限介質(zhì)內(nèi)的爆破作用爆破漏斗 爆破漏斗：在有限介質(zhì)中爆破，當(dāng)藥包埋設(shè)較淺，爆破后將形成以藥包中心為頂點(diǎn)的倒圓錐體的爆破坑，這個(gè)坑叫作爆破漏斗。,爆破漏斗的形成過程,爆破漏斗的形狀和大小，不但與藥包量大小、炸藥性能、介質(zhì)的性質(zhì)等有關(guān)，同時(shí)還與臨空面的數(shù)量和所處的邊界條件有關(guān)。,爆破作用的基本原理,傾斜地形爆破漏斗示意圖,爆破作用的基本原理,爆破漏斗構(gòu)成要素： ）爆破漏斗半徑 ）最小抵抗線 ）漏斗破裂半徑 ）漏斗可見深度 ）漏斗張開角,爆破作用的基本原理,爆破作用的性質(zhì)通常用爆破作用指數(shù)來表示。 爆破作用指數(shù)：爆破漏斗半徑與最小抵抗線的比值： 1）當(dāng)時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗； 2）當(dāng)時(shí)，為加強(qiáng)拋擲爆破漏斗 ； 3）當(dāng)0.75時(shí)，為減弱拋擲爆破漏斗 ； 4）當(dāng)1/30.75時(shí)，為松動(dòng)爆破漏斗 。,爆破的影響因素,二、影響爆破的主要因素 爆破效果：藥包在介質(zhì)中爆破時(shí)，介質(zhì)被拋擲和松動(dòng)的體積或破碎的程度。 影響效果的因素主要有： （1）炸藥的威力 （2）炸藥的用量 （3）地形條件 （4）地質(zhì)條件,地質(zhì)條件對爆破的影響,炸藥、起爆器材及起爆方法,一、炸藥 1. 炸藥的性質(zhì) （1）炸藥的威力 （2）炸藥的敏感度 （3）炸藥的安定性,炸藥的種類,2.炸藥分類 1）起爆炸藥：爆炸速度極高的烈性炸藥，爆速可達(dá)2000 8000m/s，用以制造雷管。 起爆炸藥可分為： 正起炸藥：對熱能和機(jī)械沖擊能均具有強(qiáng)烈的敏感性。 副起炸藥：須由正起炸藥起爆，其爆速甚高，可加強(qiáng)雷管的起爆能量。,2）主要炸藥：用以對巖石或其他介質(zhì)進(jìn)行爆炸的炸藥，它的敏感性較低，要在起爆炸藥強(qiáng)力的沖擊下才能爆炸。 主要炸藥可分為： 緩性炸藥：爆速1000 35000m/s； 粉碎性炸藥：爆速為3500 7000m/s,3.道路工程中常用炸藥的主要成分： （1）黑色炸藥 （2）TNT(三硝基甲苯) （3）膠質(zhì)炸藥 （4）硝銨炸藥 （5）銨油炸藥 （6）漿狀炸藥,四、起爆器材及其起爆方法 1.起爆器材 （1）火雷管用火焰激發(fā)的雷管。 （2）電雷管以電能激發(fā)的雷管。 2.起爆方法 （1）導(dǎo)火索起爆用導(dǎo)火索和火雷管引爆炸藥。（火花起爆） （2）電力起爆電力起爆是電源通過電線輸送電能激發(fā)電雷管，繼而起爆炸藥的方法。,起 爆 器 材,（3）導(dǎo)爆索起爆首先用雷管側(cè)向起爆導(dǎo)爆索，而后導(dǎo)爆索再側(cè)向起爆藥卷。 （4）塑料導(dǎo)爆管起爆導(dǎo)爆管起爆法是 20 世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來的一種新型非電起爆方法。 首先通過雷管激發(fā)導(dǎo)爆管，并在管內(nèi)形成穩(wěn)定傳播的沖擊波。該穩(wěn)定沖擊波將會使末端的導(dǎo)爆雷管起爆進(jìn)而引起藥卷的起爆。,導(dǎo)爆索起爆藥包加工,中小型爆破,1.裸露藥包法（表面爆破法） 裸露爆破多是利用扁平形藥包,放在被爆物體的表面進(jìn)行爆破;裸露爆破實(shí)質(zhì)上是利用炸藥的猛度, 對被爆物體的局部(炸藥所接觸的表面附近)產(chǎn)生壓縮、粉碎或擊穿作用。 特點(diǎn)：不需鉆孔設(shè)備，操作簡單迅速，耗藥量大。,中小型爆破,主要用于破碎大孤石或進(jìn)行大塊巖石的二次爆破。,2.鋼釬炮 定義：指孔深小于5m，孔徑在357mm的炮孔爆破方法。 布孔原則 （1）炮孔方向不與最小抵抗線方向重合，以免產(chǎn)生沖天炮，降低爆破效率。 （2）利用地形多創(chuàng)臨空面，減小爆破阻力。 （3）炮孔盡量垂直巖石層面、節(jié)理（裂隙），不穿過較寬裂縫，免漏氣。,中小型爆破,單獨(dú)使用鋼釬炮是不經(jīng)濟(jì)的，其原因： （1）炮眼淺，用藥少，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。由于炮孔淺，爆炸氣體很易沖出，變成不做功的聲波，使個(gè)別飛石飛得很遠(yuǎn)，造成響聲大，而炸下石方不多。 因此在路基石方較集中的地段，應(yīng)盡可能少用這種炮型。,中小型爆破,鋼釬炮（炮眼法）,在綜合爆破中是一種改造地形，為其他炮型服務(wù)的輔助炮型,中小型爆破,3.深孔爆破法 定義：孔深大于5m，孔徑大于75cm的炮孔爆破方法。 優(yōu)點(diǎn)：單位土石方鉆孔工作量和耗藥量小，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。 適用：大型深基坑、大型采石場。 炮孔布置形式：垂直孔和傾斜孔。 如有打斜孔設(shè)備應(yīng)盡量打斜孔。,斜孔優(yōu)點(diǎn)： 1）巖石破碎均勻，大塊率低，減少解小時(shí)間和炸藥； 2）底盤抵抗線較小，避免殘??； 3）可按需要調(diào)整坡面坡度，且爆后坡面平整； 4）鉆孔施工安全。 斜孔缺點(diǎn)： 鉆孔難度大，效率低，裝藥困難。,中小型爆破,爆破開挖布置方式 一般采用臺階式布置，即梯段爆破。 這樣鉆孔、爆破、出渣可以平行作業(yè)。,c,中小型爆破,4.藥壺爆破法（葫蘆炮、壇子炮） 葫蘆炮:將炮眼底部擴(kuò)大成葫蘆形，便于將炸藥基本集中于炮眼底部的擴(kuò)大部分，以提高效果的一種炮型。 其炮眼深度在2.53.0m， 適用：均勻致密的硬土、次堅(jiān)石、堅(jiān)石。 優(yōu)點(diǎn)：藥壺炮有省藥、爆能利用高等。,中小型爆破,炮眼深度小于2.5，或在節(jié)理發(fā)達(dá)的軟石、薄層巖石，滲水或雨季施工時(shí)，不宜采用。,中小型爆破,5.貓洞炮 定義：這種方法是在巖土底部開鑿一直徑為0.20.5m，深度在0.5m左右的洞穴，采用集中藥包，直接放在洞穴內(nèi)，進(jìn)行爆破。 適用：貓洞炮主要用于較堅(jiān)硬的土壤松動(dòng)或在堅(jiān)石、次堅(jiān)石爆破中配合鋼釬炮、藥壺炮爆破。,中小型爆破,由于潛孔鉆機(jī)的采用，掘孔已由原來用小炮擴(kuò)孔挖掘，發(fā)展到直接采用鉆機(jī)，使工效提高很多。,中小型爆破,6.深孔多排微差爆破 微差爆破又稱毫秒爆破，是將相鄰藥包或藥包群以毫秒時(shí)間的間隔，按一定順序起爆的種方法，延期間隔時(shí)間由幾毫秒到幾十毫秒。 由于前后相鄰段藥包爆炸時(shí)間間隔很短，致使各藥包造成能量相互發(fā)生影響，而產(chǎn)生一系列良好的爆破效果。,中小型爆破,優(yōu)點(diǎn)： 可減震1/32/3左右； 前發(fā)藥包為后發(fā)藥包開創(chuàng)了臨空面，從而加強(qiáng)了巖石的破碎效果； 降低多排孔一次爆破的堆積高度，有利于挖掘機(jī)作業(yè)； 多排孔微差爆破是淺孔深孔爆破發(fā)展的方向。,中小型爆破,中小型爆破,7.光面爆破 定義：在開挖限界的周邊，適當(dāng)排列一定間隔的炮孔，在有側(cè)向臨空面的情況下，用控制抵抗線和藥量的方法進(jìn)行爆破，使之形成一個(gè)光滑平整的邊坡。,中小型爆破,光面爆破,中小型爆破,8.預(yù)裂爆破 定義：是在開挖限界處按適當(dāng)間隔排列炮孔，在沒有側(cè)向臨空面和最小抵抗線的情況下，用控制藥量的方法，預(yù)先炸出一條裂縫，使擬爆體與山體分開，作為隔震減震帶，起保護(hù)和減弱開挖限界以外山體或建筑物的地震破壞作用。 光面與預(yù)裂爆破后，在邊坡壁上通常均留下半個(gè)炮孔的痕跡。,預(yù)裂爆破,預(yù)裂爆破與光面爆破之間的主要差別表現(xiàn)在兩個(gè)方面： 1）預(yù)裂爆破是在主爆區(qū)之前起爆，而光面爆破是在主爆區(qū)之后起爆； 2）預(yù)裂爆破是在一個(gè)自由面條件下爆破，所受的夾制作用很大。而光面爆破是在兩個(gè)自由面條件下爆破，受夾制作用小。,7、大爆破 大爆破工程施工，是采用導(dǎo)洞和藥室裝藥，用藥量在1000kg以上的爆破。 公路石方開挖一般不宜采用，只有當(dāng)路線穿過孤獨(dú)山丘，開挖后邊坡不高于16.0m，且根據(jù)巖石產(chǎn)狀和風(fēng)化程度，確認(rèn)開挖后邊坡穩(wěn)定，方可采用大爆破方案。但須做好技術(shù)設(shè)計(jì)，并有詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和邊坡穩(wěn)定性分析，爆破設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮路基邊坡必須在爆破巖層松動(dòng)區(qū)外。,（一）爆破網(wǎng)絡(luò)的連接方式： 串聯(lián)、并聯(lián)、混合聯(lián) 串聯(lián)有一個(gè)雷管失效，整個(gè)網(wǎng)路將中斷。 并聯(lián)各個(gè)雷管的作用互不相干，個(gè)別雷管失效也不會影響其他雷管的正常起爆。 混合聯(lián)雷管間并聯(lián)，組與組之間串聯(lián)，或者與之相反。,（二）導(dǎo)洞藥室 1.形狀：“L”形或倒“T”形。 2.組成：導(dǎo)洞、橫拐洞和藥室。 3.導(dǎo)洞藥室的開挖： 1）斷面尺寸：一般為1.01.21.51.8m2 2）炮眼布置數(shù)量：堅(jiān)石79個(gè)，次堅(jiān)石56個(gè)，松石34個(gè)。 炮眼深度0.60.8m，斷面大的可深到11.2m。 炮眼依其作用和位置分為掏槽眼、邊眼。,導(dǎo)洞及藥室示意圖,3）炮眼裝藥與堵塞 炮眼裝藥量應(yīng)視炮眼深度和石質(zhì)情況及炮眼的作用確定。 堵塞時(shí)對緊貼起爆藥