第三章 路基工程施工5讲

第三章石质路基施工班级周次日期时间地点材料071第6周10月8日周五第三大节长清A-202土升091-2第5周9月29日周三第二大节土木A103工管071-2第8周10月29日周五第一大节土木AB401第三章路基工程施工3.4挖方路基施工

1．学习目标与要求：掌握石质路基施工方法与质量控制

2．本章重点：填石路堤的基底处理、填料选择、施工方法，机械选择和压实标准以及石质路堑爆破方法选择，爆破程序控制，开挖方法。

3．本章难点：石质路堑爆破方法选择、爆破程序控制及爆破参数选定。

3.4挖方路基施工一）作用圈爆破冲击波由药包中心向外扩散过程中，按其破坏程度可大致分成四个作用圈，分别称之为压缩圈、抛掷圈、松动圈和振动圈。二、爆破作用原理

二）、爆破漏斗

最小抵抗线W—药包中心至临空面最短距离：爆破漏斗口半径r0——漏斗口上圆的半径；抛掷漏斗半径R——从药包中心沿漏斗边缘至坑口的距离。3.4挖方路基施工二、爆破作用原理

三）、爆破作用的性质通常用瀑破作用指数n来表示。爆破漏斗口半径与最小抵抗线之比值

当r。＝W时，n＝1，称为标推抛掷爆破。在水平边界条件下，其抛掷率E为27%。标准抛掷漏斗的顶部夹角为直角。当r。＞W，则n＞1，称为加强抛掷爆破。抛掷率E＞27％。涡斗顶部夹角大于90。若r0<W,则n＜1，称为减弱抛掷爆破。抛掷率E＜27％。漏斗顶部夹角小于90。平坦地形的抛掷率，是指可见的爆破漏斗体积与爆破漏斗体积之比的百分数E。

二、爆破作用原理

四）、炸药的种类(一)起爆炸药爆速可达2000一8000m／S，用以制造雷管。正起炸药：如雷汞、叠氮铅、黑索金、泰安等；副起炸药：如三硝基甲硝胺、四硝化戊四醇等(二)主要炸药道路施工中常用的主要炸药如下:1．黑色炸药2．梯恩梯(三硝基甲苯)3．胶质炸药4．硝铵炸药5．铵油炸药6．桨状炸药二、爆破作用原理五）、起爆器材及起爆方法（一)起爆器材1．火雷管2．电雷管按其迟发时间分为2，4，6，8，10，12s数种。二、爆破作用原理（二)起爆方法1．导火索起爆法导火索的正常燃速为19D一120m／s，缓燃导火索燃速为180一210m／s。

2.电力起爆法

3.传爆线及传爆线起爆法传烧线又称导爆线，用黑索余或泰安为索芯的，爆速为6800一7200m／s.4.塑料导爆管非电起爆国产导爆管爆速为1600一2000m／s.二、爆破作用原理六）、药包及用药量计算(一)药包

集中药包——凡药已形状接近球形成立方体，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立方体，均属于集个药包。

延长药包——药包的长度或高度超过集中药包的限制尺寸。

分集药包

—为提高炸药有效能量的利用率，将一个集中药包分成两个保持一定距离集中的子药包时，称为分集药包。二、爆破作用原理(二)药包用药量计算

在实际工程中，情况变化多，影响爆破效果的因素很多。考虑到炸药的性能、岩石的类别与状况、抛掷率的大小、药包埋置深度以及地表面的状况等因素，根据能量守恒和介质本身潜在位能的作用相当于炸药有效爆能的提高等原理，可得如下通用药包用药量计算公式：二、爆破作用原理(二)药包用药量计算二、爆破作用原理(二)药包用药量计算二、爆破作用原理3.4挖方路基施工1、爆破法路基常用的爆破方法有：（1）裸露药包法（2）浅孔爆破（3）深孔爆破（4）药壶法（葫芦炮）（5）猫洞炮（6）综合大爆破（洞室炮）（7）光面爆破与预裂爆破（8）定向爆破（9）微差爆破。三、路基开挖方法3.4挖方路基施工2.松土法开挖

松土法充分利用岩体自身存在的各种裂隙和结构面，用推土机牵引的松土器将岩体翻碎，再以推土机或装载机与自卸式汽车相配合，将翻松了的岩块搬运出去。施工时应注意松土作业方向应尽可能顺着岩层的下坡方向，遇到较坚硬的岩石，当松土器难以贯入或引起机械后部上翘、履带打滑时，可用另一台推土机在后面顶推。若岩石较为完整和坚硬，也可以先进行适当的浅孔松动爆破，然后再进行松土作业。3.4挖方路基施工3.破碎法开挖是利用破碎机凿碎岩块，通常将凿子装在推土机或挖掘机上，利用活塞的冲击作用，使凿子产生冲击力来破碎岩石。破碎法宜用于岩体裂缝较多、岩块体积较小、抗压强度低于100MPa的岩石，但是存在着作业效率低的缺点。第三章土质路基施工2土质路堑的开挖方法（1）土质单边坡深路堑的开挖可采用分层横向全宽挖掘法。由于分层台阶较多，更应安排好各层台阶的独立运土道和临时排水设施，以免互相干扰，影响工效和施工安全。（2）土质双边坡深路堑的开挖可采用分层纵挖法和通道纵挖法。（3）若路堑纵向长度较大，一侧边坡的土壁厚度和高度不大时，可采用分段纵挖法。四土质路堑开挖

3.4挖方路基施工（1）、单层横向全宽挖掘法是指一次性挖掘高度达到路堑设计深度，掘进时逐段成型向前推进，由相反方向将土外运送出。适用于深度小、长度较短的路堑开挖。3.4挖方路基施工对于深而短的路堑，可采用双层横向全宽挖掘法，使上层在前、下层随后，在下层施工面上需要留有上层开挖操作的出土和排水通道。双层开挖增加了工作面，加快了施工进度。3.4挖方路基施工（2）纵挖法先沿路堑的纵向挖出通道，然后将通道向两侧拓宽，并利用纵向通道作为运土路线和场地排水的出路。将该层通道拓宽至路堑边坡后，再开挖下层通道，直至纵深开挖到路基设计标高。

3.4挖方路基施工（3）混合式掘进开挖混合式掘进开挖是横挖法与纵挖法两种方法的混合运用，即先顺路堑方向开挖通道，然后沿横向坡面挖掘，以增加开挖坡面，每一开挖坡面应能容纳一个施工组或一台开挖机械作业。在较大的挖方地段，还可沿横向再挖沟，配以传动设备或布置运土车辆。五、石方路基开挖深挖路基：逐级开挖，逐级防护。严禁峒室开挖，近边坡部分宜采用光面爆破或预裂爆破。边坡整修：与开挖同步分段进行，每下挖2-3M，整个一次。不宜超挖。边坡的平顺度新规范未作明确要求，只提到“无松石、危石”，但在本市仍应执行我站边坡治理的要求。（一）路堑深孔爆破

路堑、基坑、沟槽等开挖，常实施松散爆破。为保持边坡稳定，可实施光面或预裂爆破。下面主要介绍深孔爆破。1布孔方式(1)傍山半路堑开挖（一）路堑深孔爆破

（1）傍山半路堑开挖，亦称傍山开挖、单侧边坡开挖或半挖半填开挖。

布孔：

a.多平行线路方向钻孔；与边坡平行钻孔或垂直钻孔，图3.4.1。

图3.4.1图3.4.2b.高边坡路堑，分层布孔，图3.4.2。

(2)全路堑开挖(深拉槽)

特点：此法开挖工作面小，易破坏或影响边坡的稳定性。

开挖：纵向浅层开挖，每层深6～8m左右。

布孔：上层边孔可顺着边坡布置倾斜孔进行预裂爆破；下层布置垂直孔进行松动爆破，其深度不能超过边坡线，图3.4.3。图3.4.3

（二）.爆破参数选择主爆孔参数的选取，与普通的台阶式深孔爆破基本相同。光面或预裂孔参数的确定：(1)钻孔直径d

光爆孔：d=50～75mm；

主爆孔：d=80～150mm。

(2)孔间距a

用孔距a与孔直径d的比，称为孔距系数，即m=a/d

露天光爆：m=10～16(一般取12～15)；

地下光爆：m=10～18；

预裂爆破：m=8～12；

岩石坚硬：m取大值，反之取小值。在光面爆破中，最小抵抗线w亦称光面层厚度。（二）.爆破参数选择

利用密集系数，作为衡量光面爆破效果与最小抵抗线有关的因素，即＝a／w

露天：＝0.5～1.1(一般0.6～0.8)；地下：＝0.6～1.0；中硬：＝0.9～1.1；中硬下：＝0.8～0.9；破碎：＝0.5～0.8。（二）.爆破参数选择

(3)线装药密度和单位用药量q

线装药密度过大，孔壁产生超挖。线装药密度过小，孔与孔之间形成埂坎，造成坡面不平整和欠挖。（二）.爆破参数选择

光面爆破：

预裂爆破：

露天光爆：q=0.14～0.26kg／m3；

地下光爆：q=0.1～0.9kg／m3；

预裂：q=0.1～0.9kg／m3。

（二）.爆破参数选择

原则：对坚硬、完整的岩石，q取大值；对松软、结构面发育的岩石则取小值。有了q可根据上式计算。若把孔距系数m、密集系数、间距a、孔径d一起考虑，可用下式计算：（二）.爆破参数选择光面爆破：a=md，，

预裂爆破：a=md，=qa2=m2qd2

注意：

a.当光面或预裂孔与主爆破孔的钻孔方向平行时，其距离取深孔爆破最小抵抗线或排距的50％～75％。（二）.爆破参数选择

当孔径小或岩石完整、坚硬时，取小值；当孔径大或岩石破碎、松软时，取大值。

缓冲孔药量应减少25％～50％，孔距亦应减少25％～50％。b.若光面或预裂孔与主爆破孔的钻孔方向不平行，则应保证两种孔中装药部位的距离不能小于(10～30)d。（二）.爆破参数选择

光面或预裂孔与主爆破孔孔底距应为(10～30)d。若孔口距离过大，则应增加辅助孔，以保证上层岩石的破碎。辅助孔孔底与光面或预裂孔的距离应小于1m，图6.11。

(4)装药与装药结构

装药要点：①孔口0.8～1.5m长不要装药，（二）.爆破参数选择①用炮泥填塞。

（三）.爆破施工（三）.爆破施工

②若岩石较破碎，不装药段以下1～2m的线装药密度减为设计值的1／2～1／3。③孔底1～2m外的线装药密度可为设计值1～5倍，以克服孔底的夹制作用。

装药结构：

a.孔底用加粗药卷，中间用小直径药卷，上部不装炸药，用雷管或导爆索起爆，图3.4.4(一)（三）.爆破施工图3.4.4

b.若无小直径药卷，则可把普通标准药卷按设计线密度分散或连续捆扎在导爆索上，图3.4.4(二)

。

c.对坡面要求不高的工程中，可采用间隔装药结构，即用散药分散装在孔里，不装药部分用砂或泥土隔开，图3.4.4(三)。（三）.爆破施工

(5)光面爆破孔的起爆

起爆要点：①与主爆孔分开起爆，即光面爆破或预裂爆破孔先爆，所有主爆孔次后同时起爆。②与主爆孔一起起爆，要求光爆孔或预裂孔与主爆孔之间按一定的间隔时间起爆。

（三）.爆破施工

③光面爆破间隔时间由微差爆破器材来实现。④预裂爆破间隔时间为坚硬岩石50～75ms，软岩大于150ms。（三）.爆破施工四、导爆索起爆技术

起爆：先用点火管或电雷管起爆导爆索，然后依靠导爆索爆炸产生的能量在瞬间起爆多个装药。

特点：操作简单，传爆可靠，不怕雷电，抗杂流，可使成组装药同时起爆，且能实现毫秒微差爆破等。四、导爆索起爆技术

(1)起爆导爆索的方法①导爆索须用火雷管或电雷管起爆。②导爆索为1～6根时，直接固定在火雷