第三章土石方工程.ppt

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第三章土石方工程,土石方工程施工的内容与土石分级洞室开挖的围岩分类土石方平衡调配原则露天土、石方开挖方法地下工程施工方法爆破技术锚固技术,第一节土石方工程施工的内容与土石分级,一、土石方工程施工的内容1、挖方明挖（露天开挖）洞挖（地下工程开挖）2、填方二、土石分级（开挖方法、开挖难易、坚固系数）1、土的分级（开挖方法）见P46表1F414011-1分为4级2、岩石的分级（坚固系数大小）见P47表1F414011-2分为12级,第二节洞室开挖的围岩分类,根据围岩地质特征分为五类一、类：

稳定围岩二、类：

基本稳定围岩三、类：

稳定性较差围岩四、类：

稳定性差的围岩五、类：

极不稳定围岩,第三节土石方平衡调配原则,一、土石方平衡调配的方法（运输费用最省的方案）一般按线性规划进行二、土石方平衡调配原则1、料尽其用2、时间匹配（保证施工高峰用料）3、容量适度（堆料场和弃渣场的设置尽可能少占地）,第四节露天土、石方开挖方法,一、开挖方式自上而下开挖；上下结合开挖；先河槽后岸坡开挖；分期分段开挖二、土方开挖1、机械开挖（挖掘机、装载机、铲运机）注意不同机械各自的适用性2、人工开挖3、土方开挖一般要求（P50需注意）三、石方开挖1、露天石方开挖的方法（爆破法）2、露天石方（岩基）爆破开挖的基本要求（P50需注意）,第五节地下工程施工方法,一、地下工程的类型1、过水和不过水两大类2、按用途可非为：

勘探井洞、施工支洞、主体洞室二、地下洞室的施工特点三、地下工程施工的内容测量放线、开挖、通风排烟、出渣、支护衬砌、其他辅助工作四、地下工程施工方法1、钻爆法（掏槽孔、崩落孔、光面孔）2、掘进机开挖法（切削式、挤压式）五、地下工程施工方式,断面分部开挖,导洞法开挖,

（1）上导洞开挖

（2）下导洞开挖（3）中导洞开挖（4）双导洞开挖,大断面洞室的施工程序,

（1）先拱后墙

（2）先墙后拱（3）肋墙肋拱法施工,竖井和斜井的施工程序,1竖井

（1）全断面法

（2）导井法2.斜井,第六节爆破技术,一、孔眼爆破二、洞室爆破三、预裂爆破四、光面爆破,一、孔眼爆破（炮孔布置原则，布孔的技术参数，药量计算，堵塞长度验算）,根据孔径的大小和孔眼的深度可分为浅孔爆破法和深孔爆破法。

浅孔爆破法：

孔径小于等于75mm，孔深小于等于5m。

适用于小规模爆破，适应性较强，有利于控制开挖面的形状和规格，使用的钻孔机具简单易操作；但生产效率低。

深孔爆破法：

孔径大于75mm，孔深大于5m。

适用于大规模、高强度爆破，如料场和基坑的采挖。

上述两种爆破方法可以起到互补的作用。

（一）炮孔布置原则,充分利用临空面；创造更多的临空面；可能的情况下，形成阶梯式开挖。

（二）布孔的技术参数（WP、H、L、a、b）,计算抵抗线长度WP（m）浅孔WP=KWd深孔式中，KW岩石性质对抵抗线的影响系数，通常用1530，岩性越软弱取值越大；d炮孔直径，浅孔以m计，深孔以mm计；H阶梯高度，m；D岩石硬度影响系数，一般取0.460.56；h阶梯高度系数，见表2-2。

阶梯高度,2.阶梯高度H（m）浅孔H=KHWP式中，KH为防止爆破顶面逸出的系数，通常采用1.22.0。

深孔爆破的阶梯高度，主要根据总挖深、地层岩石情况以及挖掘机对掌子面的要求等因素综合考虑。

炮孔深度,3.炮孔深度L（m）浅孔（竖直钻孔）L=KLH深孔（竖直钻孔）L=H+DH式中，KL岩性对孔深的影响系数；通常，对于坚硬岩石取KL=1.11.15,中等坚硬岩石取KL=1.0,松软硬岩石取KL=0.850.95。

DH超钻深度，m，DH=（0.120.3）WP,炮孔间距,4.炮孔间距a（m）浅孔a=KaWP深孔a=（0.71.4）WP式中，Ka起爆方式对孔距的影响，对火花起爆，取Ka=1.01.5；对电气起爆，取Ka=1.22.0。

炮孔排距,5.炮孔排距b（m）孔眼爆破，无论浅孔、深孔，双排布孔呈等边三角形，多排呈梅花形。

b=asin60o=0.87a,（三）药量计算,孔眼爆破的药量计算（群孔松动爆破）Q=0.33KV=0.33KHWPa根据孔径及最小堵塞长度，进行复核，是否满足允许最大装药长度的要求，否则应调整参数。

（四）堵塞长度验算,炮孔的最小堵塞长度Lmin（m）浅孔深孔,二、洞室爆破（导洞与药室、参数计算、洞室爆破施工要点）,进行大规模的采料，则要开凿洞室，在洞室中装药进行爆破，该洞室即为药室，药室用平洞或竖井相连。

在药室中装药后，将平洞或竖井堵塞。

（一）导洞与药室,导洞与药室在同样条件下，尽量用平洞；平洞或竖井皆不宜太长；有明显可利用的自由面时，则采用平行自由面的平洞进行条形布药。

集中装药的药室以立方体为好。

（二）洞室参数计算,1、洞室体积的计算：

式中：

V药室体积，m3；C炸药的装填系数；它与药室支护及装药方式有关；有支护，取1.51.8,无支护，取1.11.25；散装炸药取小值,袋装炸药取大值；Q装药量，t；D炸药密实度。

2、药室间距与排距,药室间距a（m）a=（1.11.2）WP药室排距b（m）b=（1.31.4）WP式中，WP相邻药室的平均最小抵抗线长度，m。

WP=（0.60.8）H,（三）洞室爆破施工要点,1.装药2.堵塞3.起爆系统,三、预裂爆破,预裂爆破是一种控制边线的爆破，常用于基础开挖、深槽开挖等。

除开挖区内按设计正常钻孔装药外，还沿设计开挖线周边钻一排孔并装药。

起爆时，周边孔先爆，开挖区后爆。

先爆的周边钻孔产生一条1-4cm的裂缝。

后爆的开挖区爆破时，其冲击波的能量被周边缝所削弱，使周边缝外的区域少受或免受冲击。

这样可使设计线上的边界开凿平整。

预裂爆破成缝机理,预裂爆破是一种不耦合的装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空隙。

该环状空隙削减了冲击波的压力峰值，使炮孔周围产生径向裂纹，并使周边炮孔连线上的裂纹全部贯通成缝。

预裂爆破施工技术要点,1.预裂炮孔直径通常为50200mm。

浅孔爆破用小直径，深孔用大直径。

2.炮孔孔距与岩石特性、炸药性质有关。

孔距通常为孔径的810倍。

小孔径、岩石破碎则取小倍数。

3.线状分散装药，孔底装药的密度较大。

4.保证周边孔的钻孔质量。

5.预裂孔的范围和深度要超出开挖区，并与内排孔保持一定距离。

预裂爆破的质量控制,1.预裂缝面的最小张开率；2.预裂缝面的残留半孔率；3.预裂缝的不平整度。

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