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胡 利 超 土木工程施工 Hulichao_FOX@sohu.com Hulichao_FOX@ 163 .com 3373908 13882377940 土木工程学院 网址:http://210.41.128.250/wlxt/ 教学单位:土木工程学院.

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1 胡 利 超 土木工程施工 Hulichao_FOX@sohu.com Hulichao_FOX@ 163 .com
土木工程学院 网址: 教学单位:土木工程学院

2 1、每次课提前5分钟开始点名; 2、上课记笔记时,言简意赅; 3、作业通过网络课堂上交; 4、并没有完全与教学大纲一致的教材; 5、每章结束后下载练写题; 6、上课要积极思考; 7、电话、短信、邮件应明示自己姓名。

3 土木工程學院 hulichao 1、引子 1st Q:假如你是工程项目管理人员,组织施工要实现哪些目标?
概述 1、引子 2、课程的特点、学习方法 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 1、引子 1st Q:假如你是工程项目管理人员,组织施工要实现哪些目标? A:要实现质量、工期、成本、安全、文明施工五大目标。 2nd Q:为了实现上述目标要考虑哪些因素? A:要考虑下列五大因素: 4M1E 人—多少人?水平? 机—需要什么机械设备? 料—准备哪些材料? 法—用什么样的施工方法? 环—施工的环境有哪些条件?  

4 土木工程學院 hulichao 3rd Q: 建筑工程由哪几个分部工程组成组成? A:一:地基与基础工程 第1章 土方工程 第2章 基础工程
概述 1、引子 2、课程的特点、学习方法 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3rd Q: 建筑工程由哪几个分部工程组成组成? A:一:地基与基础工程 第1章  土方工程  第2章  基础工程 二:主体结构 第3章 砌筑工程   第4章 钢筋混凝土工程 第5章 结构安装工程     三:建筑屋面   防水工程         四:建筑装饰装修 装饰工程   第6章 桥梁工程 第7章  道路工程    4th Q: 四大分部工程分别又包括哪些内容呢? A:四个分部工程共有30个子分部工程,174个分项工程。 《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300—2001)

5 概述 1、引子 2、课程的特点、学习方法 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao   课程介绍: 《土木工程施工》是土木工程专业的一门主要专业课程,该课程主要研究土木工程施工的工艺过程、施工方法、施工技术、施工机械的选用、工程材料的加工;在这基础上,有重点地讲授主要分部分项工程的施工技术、基本工艺过程、施工方法,进一步介绍了这些分部、子分部工程施工中容易出现的质量通病及防治办法,从而了解分部、子分部工程的验收规范。     通过对本课程的学习,使学生熟悉和掌握建筑工程主要分部分项工程的施工工艺流程、容易出现的质量通病防治及相关验收要求,具有独立分析和解决建筑施工中的有关技术问题的基本能力。     

6 土木工程學院 hulichao (一)课程特点――应用科学
概述 1、引子 2、课程特点、学习方法 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (一)课程特点――应用科学 1、综合性强:与许多专业课、专业基础课联系密切(建筑测量;建筑材料;房屋建筑学;地基基础、混凝土结构、砌体结构、钢结构等结构类课程;三控制;建筑工程概预算…)应注意知识间的联系; 2、实践性强:来自实践又应用于实践,在实践中探索与创新。 (二)学习方法 1、课堂教学、习题、生产实习等教学环节; 2、参观、录相、学习课外资料,理论联系实际。 3、对土木工程施工课程的研究对象要加以理解,结合学习有关的参考资料和报刊杂志以及最新的发展动向。 4、施工规范与施工规程是工程建设的一种法规性文件,是工程中必须严格遵守。国家颁发的施工规范、规程也在不断的修订、修改或有新的规范、规程颁发,在以后的章节学习中应予以注意。      

7 土木工程學院 hulichao 职称及注册执业资格简介 (一)职称评定时间 (二)注册资格考试报名门槛
概述 1、建筑工程的划分 2、课程介绍 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 职称及注册执业资格简介 (一)职称评定时间 助工4年→工程师,本科以下原则不允许评高工; 本科1年→转助工4年→工程师5年→高工 硕士毕业后2-3年评工程师,博士毕业后1年评工程师 (二)注册资格考试报名门槛 1、造价工程师:专科6年本科5年(从事工程造价业务工作) 2、监理工程师:取得工程技术或工程经济专业中级职称,并任职满3年 3、一级建造师:专科6年;本科4年;二级:专科2年

8 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程 土木工程學院 一、土方工程 1、概述
2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程

9 土木工程學院 hulichao 第一节、概述 土方工程是建筑施工的先行,在大型建筑工程中, 其工程量大、工期长,对整个工程影响较大。
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第一节、概述 土方工程是建筑施工的先行,在大型建筑工程中, 其工程量大、工期长,对整个工程影响较大。 常见的土方工程有: 场地平整;地下室、基坑(槽)及管沟开挖与回填; 地平填土及碾压;路基填筑等。 土方工程的施工过程一般为: 开挖或爆破,运输,填筑或弃土,平整和压实 土方工程施工具有以下特点: 1、面大量大、劳动繁重 大型工矿企业工地 2、施工条件复杂 露天作业 土石为天然物质,成分复杂 因此,施工中直接受地区、气候、水文、地质的影响。

10 1、勘察 首先进行现场勘察,并做好施工前准备 场地清理 地下障碍物清除 修筑运土道路
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 根据以上特点,土方工程施工组织工作: 1、勘察 首先进行现场勘察,并做好施工前准备 场地清理 地下障碍物清除 修筑运土道路 2、机械化 尽可能采用机械施工,或半机械化和革新工具,以代替或减轻繁重的体力劳动; 3、雨季 合理安排施工计划尽可能避开雨季,否则应做好防洪排水准备工作; 4、土地利用 为降低工程费用,不占或少占农田,有利于改地造田,要作出土方的合理调配方案,统筹安排。

11 土的工程性质 影响土方工程施工方法的选择、劳动量的消耗和工程费用,应予以充分重视。 包括:密度(天然密度、干密度)
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土的工程性质 影响土方工程施工方法的选择、劳动量的消耗和工程费用,应予以充分重视。 包括:密度(天然密度、干密度) 含水量 渗透性 可松性 压缩性 渗透性:与水力坡度差成正比成正比 渗流速度:与水位,与渗流途径长度成反比

12 土壤渗透系数 土壤的种类 m/d 土木工程學院 hulichao 土的渗透系数K应经试验确定,下表的数值可供参考。 一、土方工程 1、概述
2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土的渗透系数K应经试验确定,下表的数值可供参考。 土壤渗透系数 土壤的种类 m/d 亚粘土、粘土 亚粘土 含亚粘土的粉砂 纯粉砂 含粘土的细砂 <0.1 0.1~0.5 0.5~1.0 1.5~5.0 10~15 含粘土的中砖及纯细砂 含粘土的细砂及纯中砂 纯粗砂 粗砂夹砾石 砾  石 20~25 35~50 50~75 50~100 100~200

13 土木工程學院 hulichao 土有可松性: 自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加后虽经压实,仍不能恢复原来的体积。
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土有可松性: 自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加后虽经压实,仍不能恢复原来的体积。 用可松系数表示: Ks : 最初可松系数 Ks’: 最后可松系数 V1 : 土天然状态体积 V 2 : 土开挖后的松散体积 V3 : 土回填压实后的体积 土的可松性质对土方的平衡调配、计算运输工具数量等有直接影响,不可忽视。

14 土的压缩性 土的压缩率 K的参考值 土木工程學院 hulichao
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土的压缩性 移挖作填或取土回填,松土经运输、填压以后,均会压缩,一般土的压缩率见下表。 土的压缩率 K的参考值

15 土的分类繁多,其分类法也很多,如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土的工程分类 土的分类繁多,其分类法也很多,如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。 在土木工程施工中,按土的开挖难易程度将土分为八类,土的工程性质影响施工方法选择、劳动量的消耗和工程费用,也是确定土木工程劳动定额的依据。 土的工程分类见表 按土开挖的难易程度

16 表1.1 土的工程分类与现场鉴别方法 土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KS K’s 一类土 (松软土)
表1.1 土的工程分类与现场鉴别方法 土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KS K’s 一类土 (松软土) 砂,亚砂土,冲积砂土层,种植土,泥炭(淤泥) 1.08~1.17 1.01~1.03 能用锹、锄头挖掘 二类土 (普通土) 亚粘土,潮湿的黄土,夹有碎石、卵石的砂,种植土,填筑土及亚砂土 1.14~1.28 1.02~1.05 用锹、锄头挖掘,少许用镐翻松 三类土 (坚土) 软及中等密实粘土,重亚粘土,粗砾石,干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土,压实的填筑土 1.24~1.30 1.04~1.07 要用镐,少许用锹、锄头挖掘,部分用撬棍 四类土(砂砾坚土) 重粘土及含碎石、卵石的粘土,粗卵石,密实的黄土,天然级配砂石,软泥灰岩及蛋白石 1.26~1.32 1.06~1.09 整个用镐、撬棍,然后用锹挖掘,部分用楔子及大锤

17 土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KS K’s 五类土 (软石) 硬石炭纪粘土,中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土,胶结不紧的砾岩,软的石炭岩 1.30~1.45 1.10~1.20 用镐或撬棍、大锤挖掘,部分使用爆破方法 六类土 (次坚石) 泥岩,砂岩,砾岩,坚实的页岩,泥灰岩,密实的石灰岩,风化花 岗岩,片麻岩 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土 (坚石) 大理岩,辉绿岩,玢岩,粗、中粒花岗岩,坚实的白云岩、砂岩、砾 岩、片麻岩、石灰岩,风化痕迹的安山岩、玄武岩 用爆破方法开挖 八类土(特坚硬石) ) 安山岩,玄武岩,花岗片麻岩,坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.45~1.50 1.20~1.30

18 土方工程施工准备与辅助工作 土木工程學院 hulichao 施工准备工作:
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土方工程施工准备与辅助工作 施工准备工作: 在组织土方工程施工以前,要做好施工场地的清理,地面水的排除,临时道路的修筑,供水、供电管线的敷设,停机棚、修理间的搭设,土方工程定位放线等一系列工作。 辅助工作: 土方工程施工中,基坑、沟槽的土壁加固,降低地下水位等辅助工作。

19 1、施工场地清理: 土木工程學院 hulichao 对施工区域内有碍施工的建筑物、构筑物、道路、沟渠、管线、坟墓、窑洞、树木进行妥善处理。
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 1、施工场地清理: 对施工区域内有碍施工的建筑物、构筑物、道路、沟渠、管线、坟墓、窑洞、树木进行妥善处理。 拆除建筑物和构筑物 拆除方案,安全措施 有积水的坑、塘、沟渠 排水、清淤,回填平整 含有有机质的草皮、耕植土 进行清除 场地上的树木: 有碍或少碍施工 尽量保留 其余树木 尽可能移栽 砍伐后的树墩应清除掉

20 2、地面水的排除: 土木工程學院 hulichao 为保证土方工程顺利进行,场地内积水必须排除,尤其是雨季施工时还应做好地面水的排除。
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2、地面水的排除: 为保证土方工程顺利进行,场地内积水必须排除,尤其是雨季施工时还应做好地面水的排除。 方 式: 排水沟、抽水机 —— 将场内水引出 截水沟、土 堤 —— 防止场外水侵入 原 则:a:临时排水系统与原排水系统相适应; b:临时排水设施与永久性排水设施相结合; c:尽量利用自然地形设置排水沟,以便直接排除 场外或流至低洼处用水泵抽出。 d:主排水系统应尽量设置在施工区域的边缘或道 路两侧。

21 平坦地区为减少排水沟工程量,也为了不至于出水口过低而使用水泵,适当放宽限度 ≥2‰
一、土方工程 1、概述 2、土方边破和土壁支护 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 断面、坡度应根据施工期内最大流量确定: 一 般: 断面 500×500 坡度 ≥3‰ 满足流速要求 平坦地区为减少排水沟工程量,也为了不至于出水口过低而使用水泵,适当放宽限度 ≥2‰ 山坡地区施工在较高一侧山坡作永久性或临时性截水沟,以阻止水、流砂、泥石流等的侵入。

22 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程 土木工程學院 hulichao 一、土方工程
2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程

23 第二节、土方边坡和土壁支护 土木工程學院 hulichao
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第二节、土方边坡和土壁支护 在基坑、沟槽开挖过程中,土壁的稳定主要由土体的内摩擦力和粘结力来保持平衡的,一旦在外力作用下失去平衡,土壁会坍蹋,妨害施工,危及附近建筑,导致人身伤亡事故等。   为保证施工安全防止坍蹋,土壁应放出足够的边坡,场地受限时或为了减少土方工程量,可设置土壁支撑。

24 一、土方边坡 边坡大小的决定因素: 土质条件、开挖深度、地下水位、施工方法、工期、附近堆土及相临建筑物情况,等。
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 一、土方边坡 边坡大小的决定因素:   土质条件、开挖深度、地下水位、施工方法、工期、附近堆土及相临建筑物情况,等。 当土质均匀、地下水位(非承压水)低于沟槽、坑底面作直立壁而不加支撑的限值,详教材表1-3,超过时其放坡系数详教材表1-4、5、6。

25 造成边坡塌方的主要原因: 土木工程學院 hulichao 1、边坡太陡,土体本身稳定性不够; 2、雨水、地下水或施工用水浸入边坡,土体
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 造成边坡塌方的主要原因: 1、边坡太陡,土体本身稳定性不够; 2、雨水、地下水或施工用水浸入边坡,土体 重量和抗减能力降低; 3、基坑上边缘附近大量堆土或停放机具,土 体内剪切力大于抗剪强度。 雨季施工时尤其应注意检查,放缓边坡或设置支撑。 注意,施工组织时要考虑不同施工阶段现场的情况。

26 土方边坡坡度以其高度H与其底宽度B之比表示土方边坡坡度式中,m=B/H,称为坡度系数。
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 边坡可做成直线形、折线形或踏步形。 直线形; b) 折线形; c) 踏步形 土方边坡坡度以其高度H与其底宽度B之比表示土方边坡坡度式中,m=B/H,称为坡度系数。

27 流砂及其防治 土木工程學院 hulichao
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 流砂及其防治 当基坑挖到地下水位以下而又采用坑内抽水时,有时坑底下面的土会形成流动状态,随地下水一起涌入坑内,这种现象称为“流砂”。 后果:土会丧失承载能力,工人难以立足,施工条件恶化土边挖边冒,难以达到设计深度,引起边坡塌方,附近建筑物下沉、倾斜甚至倒塌。 流砂发生的原因:动水压力大于水的浸水容重时,土粒处于悬浮状态,能随渗流的水一起流动,带入基坑,便发生流砂现象。

28 土木工程學院 hulichao 容易发生流砂现象的情况: 流砂的防治措施: 防治途径:
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 容易发生流砂现象的情况: 1、土的颗粒组成中,粘粒含粒小于10%,粉粒含量大于75% 2、颗粒级配中,土的不均匀系数小于5 3、土的天然空隙比,大于0。75 4、土的天然含水量大于30% 流砂的防治措施: 防治途径: 减小或平衡动水压力;设法是动水压力向下;截断地下水流。 防治措施: 1、枯水期施工;2、抛大石块;3、打钢板桩;4水下挖土法;5、人工降低地下水位;6、地下连续墙。

29 二、土壁支护 土木工程學院 hulichao 对于一般的土方开挖,土质及周边条件允许时采用放坡开挖较为经济,但是:
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 二、土壁支护 对于一般的土方开挖,土质及周边条件允许时采用放坡开挖较为经济,但是: 建筑物稠密地区,不能按要求坡度放坡; 当坑槽深度较大于宽度时,放坡土方量所占比列或绝对数量较大。 因而采用土壁支护方法,其形式由工程特点、土质条件、开挖深度和施工方法确定。 开挖基坑(槽)时,如地质条件及周围环境许可,采用放坡开挖是较经济的。 但在建筑稠密地区施工,或有地下水渗入基坑(槽)时往往不可能按要求的坡度放坡开挖,这时就需要进行基坑(槽)支护,以保证施工的顺利和安全,并减少对相邻建筑、管线等的不利影响。

30 基槽支护 土木工程學院 hulichao 开挖较窄的沟槽,多用横撑式土壁支撑。 水平挡土板式(a) 垂直挡土板式(b)
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 基槽支护 开挖较窄的沟槽,多用横撑式土壁支撑。 水平挡土板式(a) 垂直挡土板式(b) 湿度小的粘性土挖土 间断式水平支撑 深度小于3m 对松散、湿度大的土 连续式水平支撑 深度可达5m 松散和湿度很高的土 垂直式支撑 深度不限 1—  水平挡土板 2—立柱 3—工具式横撑 4—垂直挡土板 5—横楞木 6—调节螺丝

31 基坑支护 土木工程學院 hulichao 分类:加固型支护,支挡型支护,两种结合型 加固型支护: 深层搅拌水泥土桩墙
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 基坑支护 分类:加固型支护,支挡型支护,两种结合型 加固型支护: 深层搅拌水泥土桩墙 高压喷射旋喷桩支护(详教材,略) 支挡型支护: 土钉支护 土层锚杆 排桩式(详教材,略) 钢板桩 单锚板桩

32 1、深层搅拌水泥土桩墙 土木工程學院 hulichao 通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌,形成柱状的水泥加固土(搅拌桩)。
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 1、深层搅拌水泥土桩墙 通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌,形成柱状的水泥加固土(搅拌桩)。 水泥掺量 通常12%~15% 水泥土的强度可达0.8~1.2MPa 渗透系数很小,一般不大于10~6cm/s 作用 水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙,具有挡土 作用,又有隔水作用。 适用范围 ~6m深的基坑,最大可达7~8m。 水泥土墙通常布置成格栅式,格栅的置换率(加固土的面积:水泥土墙的总面积)为0.6~0.8。

33 墙体的宽度b、插入深度hd 根据基坑开挖深度h估算,
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao   墙体的宽度b、插入深度hd 根据基坑开挖深度h估算, 一般: b=(0.6~0.8)h hd =(0.8~1.2)h   水泥土墙的设计        设计内容:主要包括整体稳定、抗倾覆稳定、抗滑移稳定、位移等,有时还应验算抗渗、墙体应力、地基强度等。(略)

34 深层搅拌桩挡墙 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 Civil Engineering School
3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 深层搅拌桩挡墙

35 组成 深层搅拌机(主机)、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 组成 深层搅拌机(主机)、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械 常用的机架有三种形式: 塔架式、桅杆式、履带式。 前两种构造简便、易于加工,在我国应用较多,但其搭设及行走较困难。 履带式的机械化程度高,塔架高度大,钻进深度大,但机械费用较高。 水泥土搅拌桩的施工机械

36 水泥土搅拌桩的施工机械 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 2、土方边破和土壁支护
3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 水泥土搅拌桩的施工机械 1—主机;2—机架;3—灰浆拌制机;4—集料斗;5—灰浆泵;6—贮水池; 7—冷却水泵;8—道轨;9—导向管;10—电缆;11—输浆管;12—水管

37 水泥土搅拌桩的施工工艺 土木工程學院 hulichao a)定位;b)预埋下沉;c)提升喷浆搅拌;
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 水泥土搅拌桩的施工工艺 a)定位;b)预埋下沉;c)提升喷浆搅拌; d)重复下沉搅拌;e)重复提升搅拌;f)成桩结束 “一次喷浆、二次搅拌” “二次喷浆、三次搅拌” 水泥掺量较小,土质较松时,可用前者。

38 水泥土搅拌桩的施工工艺 土木工程學院 hulichao
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 水泥土搅拌桩的施工工艺 当采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺时可在图示步骤e)作业时也进行注浆,以后再重复d)与e)的过程。 施工注意事项: 水泥浆配合比、搅拌制度、水泥浆喷射速率与提升速度的关系、每根桩的水泥浆喷注量,以保证注浆的均匀性与桩身强度。 控制桩的垂直度、桩的搭接,以保证水泥土墙的整体性与抗渗性。

39 1—板桩墙;2—围檩;3—钢支撑;4—斜撑;5—拉锚;
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2、板桩 板式支护结构组成: 挡墙系统 支撑(或拉锚)系统 悬臂式板桩支护结构不设支撑(或拉锚) 板式支护结构 1—板桩墙;2—围檩;3—钢支撑;4—斜撑;5—拉锚; 6—土锚杆;7—先施工的基础;8—竖撑 挡墙系统常用的材料有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩及地下连续墙等。

40 支撑系统一般采用大型钢管、H型钢或格构式钢支撑,或现浇钢筋砼。 拉锚系统一般用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 支撑系统一般采用大型钢管、H型钢或格构式钢支撑,或现浇钢筋砼。 拉锚系统一般用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。 根据基坑开挖的深度及挡墙系统的截面性能可设置一道或多道支点。或采用悬臂式挡墙而不设支点。 支撑或拉锚与挡墙系统通过围檩、冠梁等连接成整体。

41 钢板桩 土木工程學院 hulichao 钢板桩形式: 平板形 波浪形。
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 钢板桩 钢板桩形式: 平板形 波浪形。 钢板桩之间通过锁口互相连接,连接牢固,形成一道整体连续的挡墙,具有较好的隔水能力。 钢板桩截面积小,易打入。波浪式截面抗弯能力较好。 钢板桩在基础施工完毕后还可拔出重复使用。

42 3、钢板桩施工 板桩墙的施工方法随挡墙系统的形式而异。 钢板桩、混凝土板桩 打入法(振动沉入) 灌注桩及地下连续墙 就地成孔(槽)现浇
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3、钢板桩施工 板桩墙的施工方法随挡墙系统的形式而异。 钢板桩、混凝土板桩 打入法(振动沉入) 灌注桩及地下连续墙 就地成孔(槽)现浇 板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械、流水段划分,以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用,且板桩墙面平直,以满足基础施工的要求,对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。

43 钢板桩 打桩方法 土木工程學院 hulichao 三种:单独打入法 围檩插桩法 分段复打桩 单独打入法
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 钢板桩 打桩方法 三种:单独打入法 围檩插桩法 分段复打桩 单独打入法 从一角开始逐块插打,每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此,桩机行走路线短,施工简便,打设速度快。但是,由于单块打入,易向一边倾斜,累计误差不易纠正,墙面平直度难以控制。 一般在钢板桩长度不大(小于10m)、工程要求不高时可采用此法。

44 一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 围檩插桩法 围檩支架作板桩打设导向装置。 围檩:由围檩和围檩桩组成 平面:分单面围檩和双面围檩 竖向:单层、双层。 双面围檩之间的距离,比两块板桩组合宽度大8~15mm大。 双层围檩插桩法是在地面上,离板桩墙轴线一定距离先筑起双层围檩支架,而后将钢板桩依次在双层围檩中全部插好,成为一个高大的钢板桩墙,待四角实现封闭合拢后,再按阶梯型逐渐将板桩一块块打入设计标高。 此法优点是可以保证平面尺寸准确和钢板桩垂直度,但施工速度慢,不经济。

45 土木工程學院 hulichao 分段复打桩 屏风法
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 分段复打桩 屏风法 将10~20块钢板桩组成的施工段沿单层围檩插入土中一定深度形成较短的屏风墙,先将其两端的两块打入,严格控制其垂直度,打好后用电焊固定在围檩上,然后将其他的板桩按顺序以1/2或1/3板桩高度打入。 优点:防止板桩过大的倾斜和扭转,防止误差积累,有利实现封闭合拢,且分段打设,不会影响邻近板桩施工。 桩锤过重,产生板桩顶部纵向弯曲,一般情况下,桩锤重量约为钢板桩重量的2倍。 锤体外形尺寸,其宽度不能大于组合打入板桩块数的宽度之和。 地下工程施工结束后,钢板桩一般都要拔出,以便重复使用。钢板桩的拔除要正确选择拔除方法与拔除顺序,由于板桩拔出时带土,往往会引起土体变形,对周围环境造成危害。必要时还应采取注浆填充等方法。

46 支护结构破坏形式 土木工程學院 hulichao (1) 整体失稳 松软地层 基坑平面尺寸较大 板桩墙插入深度不够
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 支护结构破坏形式 (1) 整体失稳 松软地层 基坑平面尺寸较大 板桩墙插入深度不够 或施工时几何形状和相互连接不符合要求,支撑位置不当,支撑与围檩系统结合不牢等原因 板桩墙产生位移过大的前倾或后仰,基坑外土体大滑坡。

47 土木工程學院 hulichao (2) 基坑隆起
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2) 基坑隆起 软弱的粘性土层 当基坑内的土体不断挖去,板桩墙内外土面的高差等于墙外在基坑开挖水平面上作用一附加荷载。挖深增大,荷载亦增加。若墙体入土深度不足,则会使基坑内土体大量隆起,基坑外土体过量沉陷,支撑系统应力陡增,导致支护结构整体失稳破坏。 (3) 管涌及流砂(流土) 含水砂层中的基坑支护结构,板桩墙内外形成水头差,动水压力的渗流速度超过临界流速或水力梯度超过临界梯度时,就会引起管涌及流砂现象。 基底和墙体外大量的砂随地下水涌入基坑,导致坍陷,使墙体产生过大位移。 开挖面下有薄不透水层抵挡不住下层有承压水头的砂层的水头压力,在渗流作用下被切割成小块脱离原位(流土),也会造成支护结构的崩坍破坏。

48 土木工程學院 hulichao (4) 支撑强度不足或压屈 (5) 墙体破坏
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (4) 支撑强度不足或压屈 (5) 墙体破坏 墙体强度不够或连接构造不好,在土压力、水压力作用下,产生的最大弯矩超过墙体抗弯强度,产生强度破坏。 (6) 支护结构平面变形超过限度 由于支护结构平面变形过大,或是降水造成周围土体沉降,使基坑外围的土体发生垂直或水平位移。这种变形对支护结构本身尚未带来妨碍和危害,但对邻近建筑物或地下管线造成有害影响,造成建筑物下沉、倾斜、开裂,造成上、下水管、煤气管、供电和通讯电缆变形、张紧或断裂。在城市中开挖较深的基坑,这个问题越来越突出,由此造成的事故不少,必须引起充分重视

49 单桩锚板破坏形式 土木工程學院 hulichao ① 板桩的入土深度不够 ② 支撑或拉锚的强度不够
一、土方工程 2、土方边破和土壁支护 3、场地平整 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 单桩锚板破坏形式 ①    板桩的入土深度不够 ②    支撑或拉锚的强度不够 ③    拉锚长度不足,锚碇失去作用而使土体滑动 ④    板桩本身刚度不够,在土压力作用下失稳弯曲 ⑤    板桩位移过大,造成周边环境的破坏 板桩的入土深度、截面弯矩、支点反力、拉锚长度及板桩位移称为板桩的设计五大要素。 

50 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程 土木工程學院 hulichao 一、土方工程
3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程

51 第三节、场地平整 土木工程學院 hulichao
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第三节、场地平整 大型工程项目通常都要确定场地设计平面,进行场地平整。场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。场地设计标高应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水水位等要求,并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。 场地平整前应首先确定场地设计标高(一般由设计文件规定),然后计算挖方、填方工程量,进行土方调配,选择土方机械,拟定施工方案。 场地平整施工,一般应安排在基坑(槽)、管沟开挖以前进行。能使大型土方机械有较大的工作面,充分发挥其工作效能,减少与其它工作的相互干扰。

52 一、场地设计标高的确定 土木工程學院 hulichao 对较大面积的场地平整,正确选择设计标高十分重要 1、符合生产工艺和运输要求;
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 一、场地设计标高的确定 对较大面积的场地平整,正确选择设计标高十分重要 1、符合生产工艺和运输要求; 2、尽量利用地形,减少挖方量; 3、场地内的土方达到挖填平衡(面大、地形复杂时例外),以降低土方运输费用; 4、考虑最高洪水位的影响。 场地设计标高确定有两种方法: 1.挖填土方平衡法:如场地比较平缓,对场地设计标高无特殊要求,可按照挖填土方量相等的原则确定场地设计标高; 2.用最小二乘法原理求最佳设计平面:应用最小二乘法的原理,不仅可满足土方挖填平衡、还可做到土方的总工程量最小

53 挖填平衡法 土木工程學院 hulichao (一)初步计算场地设计标高 将地形划分方格,确定方格角点标高
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 挖填平衡法 (一)初步计算场地设计标高 将地形划分方格,确定方格角点标高 地形图采用插入法 或现场打木桩直接测量 为减少取土、弃土量,平整前后的土方量应相等达到挖填平衡:

54 土木工程學院 hulichao a:方格边长 N:方格个数 H0:场地设计标高 H1:场地凸角点标高; H2:场地边线角点标;
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao a:方格边长 N:方格个数 H0:场地设计标高 H1:场地凸角点标高; H2:场地边线角点标; H3:场地凹角点标高; H4:场地内部角点标高。 (二)设计标高调整 上式为理论值,需根据情况进行调整。 1、土的可松性,提高标高; 2、设计标高以上有填方,降低标高 3、边坡填土量、挖土量不等; 4、考虑经济效果: 部分挖方就近弃土至非填方区 部分填方就近从非挖方区

55 土木工程學院 hulichao (三)泄水坡度对设计标高的影响 1、单面泄水时 Hn=H0+ li i:泄水坡度,大于等于2‰
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (三)泄水坡度对设计标高的影响 1、单面泄水时 Hn=H0+ li i:泄水坡度,大于等于2‰ l:离零线的距离 零线的确定:挖填平衡 2、双向泄水时,坡度为i: iy=icosψ ix=isinψ ψ为坡向与轴的夹角 Hn=H0+lxix+lyiy

56 二、场地平整土方量的计算 步骤: (一)场地平整土方量的计算方法 土木工程學院 hulichao
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 二、场地平整土方量的计算 步骤: 1. 场地设计标高确定后,求出平整的场地各角点的施工高度Hi。 2. 确定“零线”的位置确定“零线”的位置有助于了解整个场地的挖、填区域分布状态。 3. 然后按每个方格角点的施工高度算出填、挖土方量,并计算场地边坡的土方量,这样即得到整个场地的填、挖土方总量。 (一)场地平整土方量的计算方法 方格网法 断面法

57 土木工程學院 hulichao 1、方格网法 1)、全挖或全填 2)、相邻角点挖方,另两点为填方 一、土方工程 3、场地平整
4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 1、方格网法 1)、全挖或全填 2)、相邻角点挖方,另两点为填方

58 土木工程學院 hulichao 3.方格内—点填方或控方(三角形) 4.边坡土方量计算 教材P23 一、土方工程 3、场地平整
4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3.方格内—点填方或控方(三角形) 4.边坡土方量计算 教材P23

59 三 土方调配 土木工程學院 hulichao 土方调配,就是对挖土的利用、堆弃和填土的取得,三者之间的关系进行综合协调的处理。 土方调配原则
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 三 土方调配 土方调配,就是对挖土的利用、堆弃和填土的取得,三者之间的关系进行综合协调的处理。 土方调配原则 1.力求达到按、填平衡和运距最短 2.近期施工与后期利用相结合。 3.分区与全场相结合。 4.尽可能与大型地下建筑的施工相结合。 5.选择恰当的调配方向、运输路线,使土方机械和运输车辆的功效能得到充分发挥。 总之,进行土方调配,必须根据现场的具体情况,有关技术资料、进度要求、土方施工方法与运输方法,综合考虑上述原则,并经计算比较,选择出经济合理的调配方案。

60 四 填方与压实 土木工程學院 hulichao 1、土料选择与填筑方法
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 四 填方与压实 1、土料选择与填筑方法 填料要求: 碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的粘性土,可以无限制使用;碎块草皮及有机质含量大于8%的土,仅用于无压实要求的填方;淤泥和淤泥质土不能用作填料,软土和沼泽经处理含水量符合要求时可利用于次要部位;无压实要求的填方不受其限制。 方法:填方应尽可能用同类土填筑,透水性不同时,透水性大的应在下面,不得任意混杂使用,以免填方内形成水囊;填方施工应接近水平的分层填筑,当位于倾斜地面时,应将斜坡挖成阶梯状、然后分层填筑,以防填土横向移动。

61 2、填方的压实方法 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 3、场地平整 有碾压、夯实、振动压实等几种。
4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2、填方的压实方法 有碾压、夯实、振动压实等几种。 大面积的填土工程,采用碾压方法; 较小面积填土工程,夯实机具夯实; 非粘性土,振动压实。 碾压机械:平碾、羊角碾、振动碾 刚性平碾(8~12t ),压实砂土和粘性土;羊角碾只适用于粘性土,不适用于砂土 振动碾,振动与碾压同时作用,比一般平碾效率高 1 ~ 2倍,可节省动力30%,适用于填料为爆破石渣、碎 石类土、杂填土或轻亚粘土的大型填方,填料为岩块时, 振动使岩块重新排列,达到密实要求。 碾压方向:从填区两侧压向中心 机械开行速度:平碾不大于2km/h 羊角碾不大于3km/h 振动碾不大于2km/h 夯实机械:夯锤、内燃夯土机、蛙式打夯机

62 土木工程學院 hulichao 3、影响填方压实的因素 含水量、压实功、每层铺土厚度 含水量 压实功
一、土方工程 3、场地平整 4、土方工程机械化施工 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3、影响填方压实的因素 含水量、压实功、每层铺土厚度 含水量 压实功 铺土过厚,下部土体所受压实作用力小于土体本身的粘结力和摩擦力,土颗粒不能相互移动,无论压实多少遍,填方也不能被压实;铺土过薄,则下层土体压实次数过多,而受剪切破坏,所以规定了一定的铺土厚度。最优的铺土厚度应能使填方压实而机械的功耗费最小。

63 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程 土木工程學院 hulichao 一、土方工程
4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程

64 第四节 土方工程机械化施工 土木工程學院 hulichao 土方工程的施工过程:土方开挖、运输、填筑、与压实。
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第四节 土方工程机械化施工 土方工程的施工过程:土方开挖、运输、填筑、与压实。 大型的工业企业经常需要几百万至千万立方米的土方量,如果用人工来完成,劳动量大、劳动强度高、效率低、施工工期长。因此用机械化施工,以减轻体力劳动,提高劳动生产力加快施工进度。 常用的土方机械:推土机、铲运机、单斗挖土机、多斗挖土机、装载机、和各种碾压、夯实机械。 土方机械的选择考虑以下因素:现场地形条件、水文地质情况、土的类别、工程量的大小、工期要求、土方工程机械供应条件。

65 (一) 推土机施工 土木工程學院 hulichao 推土机是在拖拉机上装有推土板的土方机械。 根据推土板的操纵机构分为:索式 液压式
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (一) 推土机施工 推土机是在拖拉机上装有推土板的土方机械。 根据推土板的操纵机构分为:索式 液压式 完整作业:铲土、运土、卸土三个工作过程 一个空载回驶过程 特点:能单独进行挖土、运土和卸土,操纵灵活,运转方便,所需工作面小,行驶速度快,易于转移。 适用范围:施工场地清理,场地平整,开挖深度不大的基坑,沟槽的回填土 其后面可装松土器,破松硬土和冻土; 牵引其它无动力土方机械, 如拖式铲运机、羊角碾。 经济运距:100米内,30~60米最佳

66 土木工程學院 hulichao 为了提高推土机的利用率,可采用下方法:
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 为了提高推土机的利用率,可采用下方法: 1、下坡推土,借助机械重力增加推力,缩短推土时间, 一般可提高生产率30%,坡度不宜超过15°,否则后退时爬坡困难; 2、并列推土,平整较大面积场地时,两台或三台并列推土,减少土的散失,提高生产率,两台并列可增加推土量15% ~30%,平均运距不超过50 ~ 70米,也不宜低于20米; 3、槽形推土,多次在一条作业线上推土,形成一条浅槽减少土的散失,推土量可提高10 ~ 30%,适用于土层较厚运距较远; 4、分批集中、一次推送,适用于运距远且土质坚硬时, 切土深度不大,可以减少运土时间; 5、推土板两侧附加侧板。

67 (二) 铲运机施工 土木工程學院 hulichao 动力机是拖拉机,工作部件是动力机后的铲运斗 分类:按行走机构: 拖式铲运机、自行式铲运机
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (二) 铲运机施工 动力机是拖拉机,工作部件是动力机后的铲运斗 分类:按行走机构: 拖式铲运机、自行式铲运机 按铲斗操作系统: 液压式、索式

68 铲运机是土方工程的主要施工机械,能综合完成挖土、运土、卸土、平土的土方机械,对行驶道路要求低,操纵灵活,生产率较高。
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 铲运机是土方工程的主要施工机械,能综合完成挖土、运土、卸土、平土的土方机械,对行驶道路要求低,操纵灵活,生产率较高。 适用范围:地形起伏不大,坡度小于15°以内的大面积场地平整、大型基坑开挖,含水量不大于27%的松土和普通土,硬土需松土器预松,不适合砾石层、冻土地带和沼泽地区施工。 经济运距:拖式铲运机800米以内,300米最佳 自行式轮胎行驶 800 ~ 1500米

69 铲运机运距过长生产效率愈低,合理规划运行路线相当重要: 1、环形路线:a、b两种,挖填交替且挖填之间的距离较 短时采用 c 大环形路线。
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 铲运机运距过长生产效率愈低,合理规划运行路线相当重要: 1、环形路线:a、b两种,挖填交替且挖填之间的距离较 短时采用 c 大环形路线。 优点:一个循环多次铲土和卸土,从而减少转弯次数,提高工作效率。 为防止机件单侧磨损,应避免仅向一侧转弯。

70 一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2、8字形路线:轮流在两个工作面上进行,机械斜向开行受地形坡度限制小,每次循环两次作业比环形运行时间短,同时每次循环转弯方向不同,机械磨损较均匀。 适用范围:适用于取土坑较长的路基填筑,以及坡度较大的场地平整。 铲运机施工方法 a、下坡铲土:增大牵引力,铲斗 切土较深,缩短装土时间 坡度以5°~7°为宜; b、跨铲法:预留土埂,间隔铲土方法,减少外撒土量挖土埂时增加了两个自由面,阻力减少。土埂高度不宜大于300mm,宽度宜小于拖拉机两履带间的净距。 c、助铲法:地势平坦,土质坚硬时,一台推土机协助3~4台铲运机,缩短铲土时间,关键是双机紧密配合,推土机助铲间隙可松土或其它零星工作为铲运机创造施工条件。

71 土木工程學院 hulichao (三) 单斗挖土机施工 按行走方式分为履带式和轮胎式,
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (三) 单斗挖土机施工 按行走方式分为履带式和轮胎式, 根据工作需要,可更换工作装置;依工作装置的不同分为正铲、反铲、拉铲、抓铲等不同挖土机。 正铲:“前进向上,强制切土” 挖掘力大,生产率高,能开挖停机 面上Ⅰ~Ⅳ级土,宜于开挖高度大于2 米的干燥基坑和土丘等; 反铲:“后退向下,强制切土” 挖掘力比正铲小,能开挖停机面以 下的Ⅰ~Ⅱ级土,宜于开挖深度不大于4 米的基坑,对地下水位较高处也适用;

72 ※ 机械挖土时,由于不能准确地挖至设计标高,往往会使基土遭到破坏,要预留土层由人工铲除,铲运机200mm,挖土机300mm。
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 拉铲:“后退向下,自重切土” 挖土半径和挖土深度较大,能 开挖停机面以下的Ⅰ~Ⅱ级土,不 如反铲灵活,宜于开挖大而深的基 坑或水下挖土; 抓铲:“直上直下,自重切土” 挖掘力较小,只能开挖Ⅰ~Ⅱ级土, 宜于开挖大而深的基坑或水下挖土。 ※ 机械挖土时,由于不能准确地挖至设计标高,往往会使基土遭到破坏,要预留土层由人工铲除,铲运机200mm,挖土机300mm。

73 土木工程學院 hulichao 1、正铲挖土机施工 开挖方式 侧向开挖 正向挖土 侧向开挖 卸土时动臂回转半径小, 运输工具行驶方便,生产率
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 1、正铲挖土机施工 开挖方式 侧向开挖 正向挖土 侧向开挖 卸土时动臂回转半径小, 运输工具行驶方便,生产率 高,采用较广,易碰车; 正向挖土 所挖工作面较大,但回转 角大,生产率低,运输工具要 倒车开入,一般适用于施工区 域的进口和工作面狭小且较深 的基坑。

74 2、反铲挖土机施工 土木工程學院 hulichao 开挖方式 沟端开挖 沟侧开挖 沟端开挖 基坑超过1。7R宽时, 可以分次开挖或采用之字
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2、反铲挖土机施工 开挖方式 沟端开挖 沟侧开挖 沟端开挖 基坑超过1。7R宽时, 可以分次开挖或采用之字 形开挖。 沟侧开挖 此法能将土弃于沟侧 较远,挖土宽度受限,机 身停在沟边稳定性差。

75 土木工程學院 hulichao (四) 多斗挖土机 一、土方工程 4、土方工程机械化施工 若干个挖斗连续循环进行工作
5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (四) 多斗挖土机 若干个挖斗连续循环进行工作 用于开挖运河、沟槽及装卸松散材科等作业 全部挖斗顺次完成挖土、运土及卸土等工序 生产效率高,但也相应受到开挖工作面、配套设备等。 (a)纵向链斗式挖土饥 (b)横向链斗式挖十机 (c)轮斗式挖土机 (d)横向轮斗式挖1机

76 (四) 挖土机械配套计算 土木工程學院 hulichao 1.挖土机数量确定
一、土方工程 4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (四) 挖土机械配套计算 1.挖土机数量确定 挖土机的数量N,应根据土方量大小和工期长短,并考虑合理的经济效果 教材公式1-58 2.自卸汽车配套计算 用挖土机挖土时,土方的运输一般用自卸汽车与之配合。自卸汽车的载重量Q,,应与控土机的斗容量保持一定的关系, 一般宜为每斗土重的3—5倍。 教材公式1-60

77 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程 土木工程學院 hulichao 一、土方工程
4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程

78 第五节 基坑排水 土木工程學院 hulichao a基底低于地下水位,地下水会不断地渗入坑内。 b雨期施工,地面水不断流入坑内。
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第五节 基坑排水 a基底低于地下水位,地下水会不断地渗入坑内。 b雨期施工,地面水不断流入坑内。 c基坑下遇有承压含水层,不降水减压,基底可能被冲溃破坏 方法:集水坑降水、井点降水法。 (一)集水井降水法 集水井降水法是在开挖基坑时, 沿坑底周围或中央开挖排水沟,在沟 底设集水井,使基坑内的水,经排水 沟流向集水井,然后用水泵抽走。 动画

79 一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 适用范围:降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。 采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕的深基坑开挖。 井点降水局部的辅助降水。 集水坑设置 位置:基础范围之外,地下水走向上游。 防止基底土的颗粒随水流失而使土结构受到破坏。 间距:一般每隔20-40m设置一个。 根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵抽水能力确定。 直径:一般为 m。 深度:随挖土的加深而加深,并保持低于挖土工作面的 m 。 当基坑挖至设计标高后,井底应低于坑底,并铺设碎石 滤水层,防止由于抽水时间较长而将泥砂抽出及井底土被 搅动。井壁可用竹、木等材料进行简易加固。 水泵:主要有离泵、潜水泵等。

80 土木工程學院 hulichao (二) 井点降水
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (二) 井点降水 井点降水法:在基坑开挖前,先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备从中抽水,使地下水位降落在坑底以下,直至施工完毕为止。 井点类型及使用范围 井点类别 土的渗透性(m/d) 降水深度(m) 轻型井点 一级轻型井点 0.1~50 3~6 多级轻型井点 视井点级数而定 喷射井点 8~20 电渗井点 <0.1 视选用的井点而定 管井类 管井井点 20~200 3~5 深井井点 10~250 >15

81 沿基坑每隔20-50m距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 1、 管井井点 沿基坑每隔20-50m距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。 1 沉砂管 钢筋焊接骨架 滤网 4 管身 吸水管 离心泵 7 小砾石过滤层 粘土封口

82 土木工程學院 hulichao 2、 喷射井点 降水深度超过8m,宜采用喷射井点。 喷气井点、喷水井点
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2、 喷射井点 降水深度超过8m,宜采用喷射井点。 喷气井点、喷水井点 喷水井点的喷射井管由内外管所组成,在内管下端装有升水装置(喷射扬水器)与滤管相连。当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时,地下水即被吸入而压出地面。 1 喷射井管 2 滤管 3 进水总管 4排水总管 5 高压水泵 6水池 7 压力计 内管 9外管 10扩散管 喷嘴 12 混合室 13水泵

83 土颗粒的移动称电脉表现,水的移动称为电渗现象,故名电渗井点。
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3、电渗井点 电渗井点排水的原理,以井点管作负极、以打入的钢筋或钢管作正极, 当通以混凝土实管混凝土过滤管直流电后,土颗粒即自负极向正极移动,水则自正极向负极移动而被集中排出。 土颗粒的移动称电脉表现,水的移动称为电渗现象,故名电渗井点。

84 管路系统:滤管、井点管、弯联管及集水总管。
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 4、轻型井点降水 A、设备组成 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。 管路系统:滤管、井点管、弯联管及集水总管。 轻型井点设备 1—  地面; —水泵; —集水总管; 4—井点管; —滤管; —降落后的水位; 7—原地下水位; 8—基坑底

85 一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 滤 管 直径为38-50,长度为1-1.5m,管壁上钻有直径为13-19的小圆孔,外包以两层滤网(见图 滤管的上端与井点管连接,井点管直径亦相应地为38-50的钢管,其长度为3-7m,可整根或分节组成。 弯联管 井点管的上端用弯联管与总管相连。弯联管宜装有阀门,以便检修井点。近年来有的弯联管采用透明塑料管,可随时观察井点管的工作情况;有的采用橡胶管,可避免两端不均匀沉降而泄漏。 集水总管 内径为 的无缝钢管,每长4m,其间用橡胶套管联结,并用钢箍拉紧,以防漏水。总管上还装有与井点管联结的短接头,间距0.8或1.2m。 滤管构造钢管 管壁上小孔 缠绕的铁丝 4 细滤网 粗滤网 6 粗铁丝保护网 井点管 铸铁头

86 B、工作原理 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 5、基坑排水
6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao B、工作原理 干式真空泵工作原理 1 井点管 2 弯联管 3 总管 4 过滤箱 5 过滤网 6 分水排水器 7 水位计 8 真空调节阀 9 阀门 真空表 挡水布 12 副分水排水器 13 压力计水器 压力箱 15 出水管 16 真空泵 17 离心泵 18 冷却泵 19 冷却水管 20 冷却水箱 21 浮筒

87 开动真空泵16——水和空气流入分水排水器6——开动离心泵17
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 开动真空泵16——水和空气流入分水排水器6——开动离心泵17 水——经离心泵由出水管 排出; 空气——在分水排水器上部,由真空泵排出。 挡水布 阀 门9 副分水排水器12 压力箱 过滤箱4 真空调节阀8

88 单排布置、双排布置、环形布置、U形布置。
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao C、 轻型井点设计 轻型井点设计包括: ⑴井点系统的平面布置 ⑵井点系统的高程布置 ⑶轻型井点的计算 ⑷确定井点管的数量 (1)、井点的平面布置: 根据基坑(槽)形状,轻型井点可采用: 单排布置、双排布置、环形布置、U形布置。

89 a)单排布置;b)双排布置;c)环形布置(d)U形布置
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao a)单排布置;b)双排布置;c)环形布置(d)U形布置 井点的平面布置

90 轻型井点的降水深度,从理论上讲可达10.3m,但由于管路系统的水头损失,其实际的降水深度一般不宜超过6m。
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2)、井点系统的高程布置 轻型井点的降水深度,从理论上讲可达10.3m,但由于管路系统的水头损失,其实际的降水深度一般不宜超过6m。 井点管的埋置深度 H=H1+h+IL

91 大于6M:如降低井点管的埋置面,可满足降水深度要求时,仍可采用一级井点;
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao H+井点管外露长度 小于6M:可 用一级井点; 大于6M:如降低井点管的埋置面,可满足降水深度要求时,仍可采用一级井点; 当一级井点达不到降水深度要求时,则可采用二级井点。 确定井点埋置深度时,还要考虑井点管露出地面滤管必须埋在透水层内。

92 土木工程學院 hulichao (3)、轻型井点的计算 1)、井点系统的涌水量: 水井理论——涌水量——井点数量
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (3)、轻型井点的计算 1)、井点系统的涌水量: 水井理论——涌水量——井点数量 根据地下水有无压力,水井分为无压井和承压井。 无压井:水井布置在具有潜水自由面的含水层中 承压井:布置在承压含水层中。 完整井:水井底部达到不透水层 非完整井:水井底部未达到不透水层 水井的类型不同,其涌水量计算的方法亦不相同

93 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 5、基坑排水 无压完整井 无压非完整井 承压完整井 承压非完整井
6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 无压完整井 无压非完整井 承压完整井 承压非完整井

94 土木工程學院 hulichao 无压完整井的环状井点系统 涌水量 Q-井点系统的涌水量
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 无压完整井的环状井点系统 涌水量 Q-井点系统的涌水量 K-土壤的渗透系数 m/d,最好通过现场扬水试验确定,也可查表; H-含水层厚度 m R-抽水影响半径 m S-不利点的水位降落值 m R-环状井点系统的假想圆半径 m F-环状井点系统所包围的面积 地下水位降落曲线稳定的时间视土壤的性质而定,一般为1-5d。

95 土木工程學院 hulichao 无压不完整井 0.2 0.3 0.5 0.8 H0 1.3 1.5 1.7 1.85 一、土方工程
5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 无压不完整井 无压不完整井的地下水从井的侧面和井底渗入,涌水量要比完整井大。 为了简化计算,仍可采用无压完整井的公式。将H换为有效深度H0 。当H0大于的实际含水层的厚度H时,则仍取H值 。 有效带的深度H0值 0.2 0.3 0.5 0.8 H0 1.3 1.5 1.7 1.85 S’为井点管中水位降落值 l为滤管长度

96 土木工程學院 hulichao 2)、确定井管数量及井距 一、土方工程 5、基坑排水 单根井管的最大出水量( ):
6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 2)、确定井管数量及井距 单根井管的最大出水量( ): q——单根井管的最大出水量 d—— 滤管直径(m) l——滤管长度(m) K——渗透系数( ) 井点最少数量: 井点管最大间距为: L1总管长度 求出的管距应大于1.5d,并应与总管接或头的间距(0.8m或1.2m)相吻合,(并由此反求n)

97 土木工程學院 hulichao 3)、井点管的埋设与使用
一、土方工程 5、基坑排水 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3)、井点管的埋设与使用   安装程序:排放总管——总管旁靠基坑一侧挖排水沟——埋设井点管——用弯联管把井点总管联接——安装抽水设备。 井水管埋设:冲水管冲孔、钻孔后沉放、带套管水冲法、振动水冲法 安装完毕,进行试抽,检查设备运转,管路有无漏气。 使用:应连续抽水(特别是开始阶段)。 时抽时停,滤网易于堵塞,出水混浊,引起土颗粒流失。 中途停抽,地下水回升,也可能引起边坡塌方等事故。 出水规律: 先大后小,先混后清 在抽水过程中,还应检查有无堵塞“死井”(工作正常的井管,用手触摸时,应有冬暖夏凉的感觉,或从弯联管上的透明阀门)观察,如死井太多,严重影响降水效果时,应逐个用高压水冲洗或拔出重埋。

98 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程 土木工程學院 hulichao 一、土方工程
4、土方工程机械化施工 5、基坑排水 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 第一章 土方工程 概述 土方边破和土壁支护 场地平整 土方工程机械化施工 基坑排水 爆破工程

99 6、爆破工程 土木工程學院 hulichao 主要内容: (1)岩石性质 岩石物理和力学性质。 (2) 工业炸药及性能 炸药种类及性质。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6、爆破工程 主要内容: (1)岩石性质 岩石物理和力学性质。 (2) 工业炸药及性能 炸药种类及性质。 (3) 起爆器材 电起爆和非电起爆器材性能。 (4) 起爆技术 起爆方法,操作要领。 (5) 爆破技术 土石、药室、隧道、拆除。 (6) 爆破施工技术 施工准备、施工程序及施工要点。

100 (1)岩石类别 土木工程學院 hulichao 6.1岩石性质 岩石:一种矿物或多种矿物的集合体。 岩体:一种岩石或多种岩石的集合体。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.1岩石性质 岩石:一种矿物或多种矿物的集合体。 岩体:一种岩石或多种岩石的集合体。 爆破对象:地壳中的岩体。 结构面:岩石体内部的各种构造形态,断层、裂隙等,或称为弱面。 岩块:岩体被弱面切割成不同形状和大小的单元体。 (1)岩石类别 岩浆岩:熔融岩浆在地壳内或地表面冷凝结晶而成的岩石。花岗岩等。 沉积岩:陆地和海洋中的沉积物胶结硬化而形成的岩石。石灰岩等。 变质岩:岩浆岩或沉积岩,经过变质作用而形成的岩石,如大理岩等。

101 (2)岩石性质 土木工程學院 hulichao 岩石结构: 是指岩石矿物成分粒度、形状和矿物颗粒之间的连接方式。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2)岩石性质 岩石结构: 是指岩石矿物成分粒度、形状和矿物颗粒之间的连接方式。 岩石矿物颗粒愈细和愈致密,岩石愈坚固,爆破时难于破碎。 岩石构造: 是指岩石在生成时和生成后受动力地质作用所形成的状态,层理、节理和裂隙等。合理布置炮孔,充分利用岩石构造,可改善爆破效果。 岩石孔隙率: 是指岩石中孔隙体积与岩石体积之比,用百分数来表示。 孔隙率越大,可压缩性及含水性亦越大,抗剪强度越小。 岩石孔隙存在,对爆破不利。 岩石炸胀性: 是指岩石破碎后体积增大的性能。 炸胀系数:岩石破碎后体积与破碎前体积之比值。 意义:估算爆破后岩石体积多少;估算地下补偿空间大小。 岩石强度: 指岩石抵抗外力破坏的能力。 强度应用:程爆破时,应使岩石处于受剪或受拉状态。

102 6.2 炸药特征及分类 土木工程學院 hulichao 6.2.1 各类爆炸现象
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.2 炸药特征及分类 6.2.1 各类爆炸现象 爆炸:物质急剧改变形态,在瞬间放出大量的能量,对周围介质作机械功的过程,并伴随声、光、热效应的现象。 物理爆炸 只有物态发生迅速变化和能量转换,而物质本身的分子不产生变化,亦不产生新的物质。 化学爆炸 不仅物态急剧发生变化和能量转换,而且化学性质变化,并生成新的物质。 核 爆 炸 因链式反应放出的大量的原子能,使裂变物高温高压作功。

103 6.2.2 炸药爆炸的基本特征 土木工程學院 hulichao 炸药爆炸属于化学爆炸,须具备以下三要素: (1)反应过程中放出大量热
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.2.2 炸药爆炸的基本特征 炸药爆炸属于化学爆炸,须具备以下三要素: (1)反应过程中放出大量热 放出大量的热是形成化学爆炸的首要条件。放热不足或吸热都形不成爆炸反应。 炸药放热:700~1500kJ/kg。 (2)反应速度极快 反应速度极快是爆炸反应的必要条件。1kgTNT,反应热1000kJ,反应速度6500m/s,瞬间将反应物加热到2000~3000℃,高温气体急剧膨胀,故产生爆炸。 工业炸药:3000~8500m/s。 (3)反应过程中产生大量气体 爆炸热量先转为压缩能,压缩能再转换为机械功。 反应热量很大,但无气体产物,亦形不成爆炸。炸药气体:700~1000 l/kg。

104 6.2.3 炸药爆炸的基本形式 土木工程學院 hulichao 热分解 炸药达一定温度时会发生热分解,这种分解是在整个炸药内全面发生。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.2.3 炸药爆炸的基本形式 热分解 炸药达一定温度时会发生热分解,这种分解是在整个炸药内全面发生。 燃 烧 炸药在热源(如火焰)的作用下亦会燃烧。 炸药不过分集中,温度不再继续增高,燃烧就不会转化为爆炸。 爆 炸 炸药以每秒数百米至数千米的变速反应过程。 不稳定爆炸:反应速度较低且变化不定的爆炸。如炮烟格外呛人、炮孔喷火、炮孔残孔过长、崩落岩石过少等。 爆 轰 炸药以每秒数千米的不变速度的反应过程。

105 土木工程學院 hulichao 6.2.4 炸药的分类 用途 组成 使用情况 按用途分类 起爆药 猛炸药 1)起爆药
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.2.4 炸药的分类 用途 组成 使用情况 按用途分类 起爆药 猛炸药 1)起爆药 特点:对外界作用十分敏感,在极短时间内由燃烧转变为爆轰。 种类:雷汞、叠氮化铅、斯蒂酚酸铅、特屈拉辛、二硝基重氮酚等。 用途:制造各种起爆器材和点火器材,如火帽、雷管等。 2)猛炸药 特点:需借助于起爆药的爆轰来激发其爆轰。 种类:梯恩梯、黑索金、奥克托今、太恩、特屈儿等。 用途:制造爆破器材,如雷管等。

106 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 6、爆破工程 按组成分类
Civil Engineering School hulichao 按组成分类 1)单质炸药 为一种成分的爆炸物质。在外界作用下,能导致分子内键断裂,发生爆炸,并生成新的物质。 2)混合炸药 由两种及以上的爆炸物质混合而成。 ①梯黑炸药 由梯恩梯和黑索金组成。是熔铸型炸药。 ②钝化黑索金炸药 由黑索金与钝感剂组成的粉粒状混合炸药。 ③含铝混合炸药 炸药中加入铝粉等高能成分,以提高炸药的爆炸威力。常用黑铝炸药和梯黑铝炸药等。 ④高分子混合炸药 利用高分子技术,制造的炸药具有高强度、塑性、弹性、挠性、粘性、泡沫态等。 ⑤液体混合炸药 两种物质组成的具有流动特性的爆炸混合物。具有流动性。 ⑥硝铵炸药 以硝酸铵为主的爆炸混合物。 有铵梯炸药、铵油炸药、浆状炸药、水胶炸药,乳化炸药等。 ⑦燃料空气炸药 以碳氢化合物或固体粉质可燃物作燃料,以空气中的氧气为氧化剂,组成爆炸性气溶胶混合物。

107 土木工程學院 hulichao 一、土方工程 6、爆破工程 按其使用情况分类
Civil Engineering School hulichao 按其使用情况分类 1)第一类炸药 指准许在—切工程中应用,并包括有瓦斯和矿尘的地下开挖时使用的炸药。 2)第二类炸药 指准许在—切工程中应用,但不包括有瓦斯或矿尘的地下开挖时使用的炸药。 3)第三类炸药 指只准许在露天工程中使用的炸药。 工业炸药的基本要求: ①有足够的爆炸威力,能达到预期的爆破目的。 ②原料来源丰富,制造简单,成本低廉。 ③具有适当的敏感度,在足够的起爆冲击下,能连续爆炸。 ④具有一定的化学安定性,不易变质或失效。 ⑤满足使用上的安全,氧平衡接近于零氧平衡,生成的有毒气体少

108 土木工程學院 hulichao 6.3 工业炸药主要性能 感度 安定性 爆炸速度 6.3.1炸药的感度
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.3 工业炸药主要性能 感度 安定性 爆炸速度 6.3.1炸药的感度 指炸药在外界作用影响下,其本身发生爆炸反应的难易程度。 起爆能 起爆能是指能够激起炸药爆炸变化的能量。 ①热能 以火焰物发热而产生的能量,如导火索点火法,是将导火索火焰的热能传给起爆药。 ②机械能 冲击摩擦所产生的能量。用机械能起爆,通常用在军事上。 ③爆炸能 利用某些炸药的爆炸能来起爆另一些炸药。如雷管起爆等。 炸药感度 ①热感度 是指炸药在热能作用下,发生爆炸变化的难易程度。用爆发点表示,用爆发点测定仪测定。 ②机械感度 是指炸药对机械作用发生爆炸的敏感程度。 机械感度用落锤法测定。

109 土木工程學院 hulichao 爆轰感度 是指炸药在爆轰波的作用下,发生爆炸的难易程度。常用殉爆距离和雷管号数来表示。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 爆轰感度 是指炸药在爆轰波的作用下,发生爆炸的难易程度。常用殉爆距离和雷管号数来表示。 极限起爆药量:引起炸药发生爆炸所需的最小起爆药量。 柱状装药:一个雷管引爆。 集中装药:10kg以下,1个雷起爆;10~100kg,2个雷管起爆。 非连续装药:用殉爆距离表示。 殉爆:一个药包爆炸,引起距它一定距离另一个药包爆炸的现象。 殉爆距离:能够连续三次准确发生殉爆的药包之间的最大距离。 意义: a.间隔装药时,不能超过殉爆距离; b.作为设计炸药厂、炸药库安全距离的依据。 影响感度的因素 ①温度;②密度;③晶粒大小和晶体形状;④附加物

110 土木工程學院 hulichao 6.3.2 炸药安定性 6.3.3 炸药爆炸速度
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.3.2 炸药安定性 是指炸药在一定贮存期内,能保持其物理化学性质和爆炸性质不变的能力。 (1)物理安定性 是指炸药在正常存放和使用条件下,能保持不吸湿,不挥发,不变更机械强度和组织的能力。 (2)化学安定性 是指炸药在存放过程中,不发生分解的性能。 6.3.3 炸药爆炸速度 是指炸药起爆后,爆轰波在炸药内的直线传播速度,m/s。 (1)影响爆炸速度的因素 ①炸药密度 ②药包直径 ③炸药外壳 ④起爆能大小

111 土木工程學院 hulichao (2)爆力与猛度 炸药爆炸威力难于用一确定指标概括其含义和表示其数值,故用爆力和猛度指标间接表示之。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2)爆力与猛度 炸药爆炸威力难于用一确定指标概括其含义和表示其数值,故用爆力和猛度指标间接表示之。 ①爆力 是指炸药爆炸作出有效功(抛掷、破碎、压缩)等能力。 ②炸药猛度 是指炸药爆炸瞬间,对爆破介质粉碎和破坏的能力。 (3)氧平衡 是指其含氧量将可燃元素完全氧化,是刚好、多余或不足的数量关系。 完全氧化:C→CO2, H→H2O。 ①零氧平衡 是指炸药含氧量恰好使可燃物质完全氧化。 ②负氧平衡 是指炸药含氧量不足以将可燃物质完全氧化。 ③正氧平衡 是指炸药含氧量将可燃物质完全氧化有所剩余。 研究氧平衡意义: a. 零氧平衡炸药反应最充分,放热量最多,爆破效果最好。 b.正氧较大时,生成NO、NO2,爆炸威力减小,效率低,不宜用于导硐开挖。 c.负氧较大时,生成CO剧毒气体,爆炸威力减弱。不宜用于导硐开挖。

112 (1)雷汞(雷酸汞) 由汞和硝酸作用生成硝酸汞,再与乙醇化合作用而制得。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 起爆炸药 (1)雷汞(雷酸汞) 由汞和硝酸作用生成硝酸汞,再与乙醇化合作用而制得。 性能 ①为白色或灰白色的结晶物,微溶于水,对铝、镁等 有腐蚀作用。 ②常温下安定,在>50℃时,即可分解,>100℃时即 可爆炸。 ③各种感度都大,尤其对冲击感度更敏感。 用途 ①作雷管的作正起爆药; ②与氯酸钾、硫化锑混合,作火帽击发药。

113 土木工程學院 hulichao (2)二硝基重氮酚[DDNP] 性能 ①纯品为亮黄色结晶体,微溶于水。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2)二硝基重氮酚[DDNP] 性能 ①纯品为亮黄色结晶体,微溶于水。 ②对火焰的感度特高,但爆炸威力不很大。 用途 ①制作雷管,装在上半部作正起爆药,以取代雷汞。 ②制作继爆管。 (3)黑索金[RDX] 由乌洛托平与硝酸作用制得的。 性能 ①为白色粉状结晶,无味,难溶于水,在水中亦能爆炸。 ②感度不很高,但爆炸威力大。 用途 ①制作雷管,装在下半部,以加大雷管的起爆能力。 ②制作导爆索或传爆药。 ③配制高威力炸药。

114 土木工程學院 hulichao 6.4.2 导火索 以黑火药作芯药、棉线和纸条作包缠物。 外观为白色,每卷长50m。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 导火索 以黑火药作芯药、棉线和纸条作包缠物。 外观为白色,每卷长50m。 外径为5.2~5.8mm,药径≮2.2mm,每米装药量≮6.3g。 ①导火索用拉火管、火柴等点燃。 ②导火索燃速为100~125s/m,换算后约为8~10mm/ s,有效喷火距离≮50mm。 ③两端密封,放入lm深的常温静水中浸泡5h后,仍符合燃烧性能要求。 检查 ①外观 有裂口、折断、发霉、黑斑、变色等现象,不宜使用。 ②燃速 从成卷的导火索上剪取一段并点燃,每米燃烧时间应在100~125s时,为合格产品。 适用条件 用于地面爆破或无瓦斯矿尘爆炸危险井下爆破起爆火雷管。

115 土木工程學院 hulichao 6.4.3 雷管 在爆破工程上是用雷管的爆炸能激起炸药爆炸,并借助于炸药的爆炸威力来破碎岩石。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 雷管 在爆破工程上是用雷管的爆炸能激起炸药爆炸,并借助于炸药的爆炸威力来破碎岩石。 雷管种类:火雷管、电雷管。 雷管编号:1~10号雷管。 (1)火雷管 是指用导火索点火的雷管。 内部结构:图4.1。 起爆过程: 火焰→导火索→加强帽火焰孔→正起爆药→副起爆药→雷管爆炸→起爆炸药。 适用条件 露天爆破和无瓦斯或矿尘爆炸危险的井下爆破。

116 土木工程學院 hulichao (2)电雷管 构造:在火雷管上安装一个电气发火装置就成为电雷管。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2)电雷管 构造:在火雷管上安装一个电气发火装置就成为电雷管。 分类:按桥丝材料不同,分为镍铬桥丝和康铜桥丝电雷管;按起爆时间不同,分为瞬发电雷管和延期电雷管。 ①瞬发电雷管(即发电雷管) 通电后立即爆炸的雷管。 起爆过程: 通电→桥丝灼热→点燃发火药头→火焰→传火孔→正起爆药爆炸→副起爆药爆炸→雷管爆炸→起爆炸药。 适用条件: 地面和井下各种条件的爆破作业。 注意: 隧道掘进爆破作业中,使用瞬发电雷管,不能实现全断面一次爆破,只有采用分次爆破,才能形成断面。

117 土木工程學院 hulichao ②秒延期电雷管 在电气点火装置与正起爆药之间,加了一段缓燃剂。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao ②秒延期电雷管 在电气点火装置与正起爆药之间,加了一段缓燃剂。 适用条件:地面延期爆破;隧道内无瓦斯或矿尘爆炸危险工作面延期爆破 注意: 使用秒延期电雷管,可实现全断面一次爆破。 ③毫秒延期电雷管 延期时间以毫秒计的电雷管。   延期装置:用内铜管中的延期药来达到延期的目的。 铅系延期药:铅丹、硫化锑、硅粉和硒粉等。 钡系延期药:过氧化钡、硫化锑、硅粉等。 适用条件: 供地面和隧道内作毫秒延期爆破用。总延期时间不超过130ms时,可用于有瓦斯或矿尘爆炸危险的坑道爆破。 注意: 使用毫秒电雷管可实现全断面一次点火分次爆破。

118 土木工程學院 hulichao 3)电雷管主要性能 ①起爆能力 用铅板穿孔实验,间接测定雷管的起爆能力。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 3)电雷管主要性能 ①起爆能力 用铅板穿孔实验,间接测定雷管的起爆能力。 ②雷管电阻 是指脚线和桥丝的电阻之和。 ③最大安全电流和安全电流 最大安全电流:是指在无限长的时间内,通恒定的直流电,不使任何一发雷管(以25发为准)爆炸的最大电流值。 安全电流:国标规定,雷管通以50mA恒定的直流电,5min不爆炸。 ④最小发火电流和发火电流 最小发火电流:是指雷管在某一通电时间内(通常为1min),能100%爆炸的最小恒定直流电值。  国产电雷管最小发火电流为0.20~0.48A。 发火电流:向单个雷管持续通电300ms,通入0.7A恒定直流电应发火。 ⑤雷管串联准爆电流 将雷管分成若干个数目相同的串联组,准能使其中任何一组电雷管都发火起爆的最小恒定电流值。 ⑥引燃冲量 雷管桥丝产生的热量与通入桥丝电流(I2)、桥丝电阻(R)、通电时间(t)成正比。I2 t就称为电雷管的引燃冲量(发火冲能)。

119 塑料导爆管(诺尼尔管),其内壁喷涂有混合炸药粉末。 导爆管和雷管组装时,中间须加一塑料连接件过渡,名曰卡口塞。组合后称为导爆管雷管。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.4.4 导爆管 (1)构造 塑料导爆管(诺尼尔管),其内壁喷涂有混合炸药粉末。 导爆管和雷管组装时,中间须加一塑料连接件过渡,名曰卡口塞。组合后称为导爆管雷管。 特点:安全、经济、轻便和易于操作等。 由引爆(击发)元件、传爆元件、连结元件及起爆元件等组成非电起爆网路。 (2)传爆原理 导爆管需用引爆(击发)元件来起爆。 引爆元件:雷管、导爆索、击发枪、火帽或击发笔等。

120 土木工程學院 hulichao (3)技术性能 1)爆速 一般为1950±50m/s。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (3)技术性能 1)爆速 一般为1950±50m/s。 2)起爆感度 轴向起爆感度:外能作用于管腔时的起爆感度。 侧向起爆感度:外能通过管壁传至内腔的起爆感度。 导爆管起爆:连接块中的传爆雷管,可同时起爆≥8根。 3)耐温性 耐温范围:-40℃~+50℃。 4)耐火性 不耐火,燃烧不爆轰。 5)耐静电性 抗静电和杂散电流。 6)传爆安全性 导爆管不能引爆ρ=1.64以上的太恩传爆药柱。 7)抗撞击性能 用锤重10kg落锤仪,落距150cm,撞击导爆管不爆炸。 8)抗拉力 能承受静态拉力70N,50℃能承受49N,低温-40℃时不变脆。 特点: ①导爆管传爆时,只发出一道白光。 ②爆轰波传过,管壁仍然完好无损,对管线无影响。 ③打结、交叉不影响传爆。 ④贮存期间,需将端头烧熔封口,防止受潮、进水和尘粒。

121 一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.5 起爆技术 导火索起爆技术 起爆原理:用导火索燃烧产生的火焰来引爆火雷管,然后借助于火雷管的起爆能起爆装药。 爆破器材:导火索、火雷管。 点火管制作方法 点火管:装有导火索的雷管。 ①检查雷管空端内是否有杂物、尘土 。 ②切取导火索。 ③导火索插入雷管内。 ④导火索与雷管固定。 ⑤结合处包缠胶布。

122 土木工程學院 hulichao 火雷管点燃方法 ①用拉火管或火柴点燃,亦可用雷管钳打火机、香火、木炭、香烟等点燃,严禁用明火点炮。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 火雷管点燃方法 ①用拉火管或火柴点燃,亦可用雷管钳打火机、香火、木炭、香烟等点燃,严禁用明火点炮。 ②使用拉火管点火时,将导火索端部切平,插入拉火管2~2.5cm。拉火时,一手捏紧拉火管体,一手迅速拉出拉火丝。 ③火柴点火时,将导火索端部斜切,使火柴头紧贴在药芯上,然后用火柴盒的磷面摩擦火柴头使其发火。 ④雷管钳打火机点火时,将导火索端部切平,并插入打火机孔内,再打火。

123 安全技术 土木工程學院 hulichao ①根据装药个数、间距、点火方法、导火索长度及隐蔽距离等确定点火手的人数。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 安全技术 ①根据装药个数、间距、点火方法、导火索长度及隐蔽距离等确定点火手的人数。 ②对熟练爆破手每人一次以点8~10炮,非熟练爆破手以点3~4炮为宜。 ③火雷管应在插入装药时才发给作业手,点火器材应在实施点火时才发给点火手。 ④点火前要站岗警戒,并通知与邻近工作场所。 ⑤对未爆装药,应等15min后,才能进入爆区检查,无危险时,方可排除。 ⑥认真按照爆破作业技术安全操作规程进行施工。

124 6.5.2 导爆索起爆技术 土木工程學院 hulichao 起爆导爆索的方法
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 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 。 起爆导爆索的方法 ①导爆索须用点火管或电雷管起爆。 ②导爆索为1~6根时,直接固定在点火管或电雷管上起爆。 ③导爆索7根以上时,可将导爆索捆在药块上,再用点火管或电雷管起爆药块。 ④导爆索与雷管或药块的结合部位,用胶布或细绳捆扎牢固。 ⑤对药室爆破和深孔爆破,在导爆索与雷管连接处加1~2个装药,雷管聚能穴朝传爆方向。

125 土木工程學院 hulichao 起爆炸药的方法 导爆索的应用 ①导爆索插入装药的一端接续一个雷管。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 起爆炸药的方法 ①导爆索插入装药的一端接续一个雷管。 ②若不接雷管,可将导爆索在炸药上缠绕4~5圈。 ③起爆粉状捆包炸药时,亦可将导爆索折迭2~4段扎紧或打数个结扣放入装药内。 导爆索的应用 ①药室爆破可将导爆索做成尾结,有助于装药起爆。 ②可实现“齐发爆破”,如深孔爆破第一排孔的爆破。 ③间隔装药时装设导爆索,可实现“多点同时起爆”。 ④以导爆索为干线,以微差导爆 雷管为支线,可实现多段微差爆破。 ⑤深孔预裂爆破用导爆索,可实 现上、下装药同时起爆。

126 6.5.3 电力起爆技术 用电能起爆电雷管,再用雷管爆炸能起爆炸药。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 电力起爆技术 用电能起爆电雷管,再用雷管爆炸能起爆炸药。 特点:可同时起爆多个装药;能用仪表检查;可远距离起爆;安全可靠。 适用:多个装药及装药量大的爆破工程。 电雷管 作用:起爆装药或导爆索。 常用:8号电雷管。 放炮母线 位置:放炮母线前接放炮电源,后接起爆电雷管。 作用:构成电力爆破网路,以传导电流和起爆炸药。 电雷管脚线与脚线联接 刮亮脚线→并拢→ 在1/2处折转180º→ 顺时针拧紧→缠上绝缘胶布

127 土木工程學院 hulichao 放炮电源 (1)电容式发爆器 特点:体积小、携带方便、能多次充电和放电、起爆可靠等。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 放炮电源 (1)电容式发爆器 特点:体积小、携带方便、能多次充电和放电、起爆可靠等。 适用条件:地面土石方爆破和隧道掘进爆破。 起爆原理: 放炮母线→发爆器接线柱→插入放炮钥匙→转至充电→氖灯发亮→钥匙转至放电→向网路送电→爆破。 (2)交流电源 ①照明电源 V。 ②动力电源 V。 ③移动电站 安全措施: a.照明和动力电源须设置闸刀开关,并装入带锁箱内。 b.在闸刀闭合前,检查电源电压。 c.电爆网路导通后,将放炮母线接到闸刀开关上,接到起爆命令,方可闭合开关。 d.起爆后立即断开闸刀开关,以策安全。

128 土木工程學院 hulichao 6.5.4 导爆管起爆技术
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 导爆管起爆技术 特点:使用方便、操作简单安全;不需网路计算;不受静电、感应电及电磁场的影响;地下作业时不必停电;劳动条件好。 导爆管网路组成 :击发、传爆、连接与分流和起爆元件等。 (1)击发元件 ①雷管 导爆管捆绑在8号火雷管或电雷管作击发导爆管。 雷管上。 ②击发枪 把导爆管插入枪管中,在火台上装上HJ-5子弹。扣动枪机击发子弹,引爆导爆管。 ③击发笔 JFB—l型击发笔为高压脉冲放电器。笔尖放电1600V,可击发导爆管 。 电源:电容式打火机,直流脉冲电压≮1600V,储能电容≮4μF。 使用:将笔尖插入导爆管内,其导线接于打火机接线柱,充电后按起爆按钮即起爆。 亦可用导爆索、电引火头等击发导爆管。

129 土木工程學院 hulichao (2)传爆元件 组成:导爆管和传爆雷管。 传爆雷管:火雷管或非电延期雷管。 (3)起爆元件
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2)传爆元件 组成:导爆管和传爆雷管。 传爆雷管:火雷管或非电延期雷管。 (3)起爆元件 导爆管雷管:导爆管与火雷管组合的导爆雷管方能起爆炸药。 种类:瞬发、毫秒、半秒、秒延期导爆管雷管。 规格:导爆管长有3、5、10、15、20m等。 技术性能 a.起爆威力 导爆雷管能炸穿5mm铅板,可起爆TNT药柱及各种炸药。 b.防水性能 普通型:浸水1m,24h,取出4h内能正常起爆。 耐水型:浸水20m,8h,取出在4h内能可靠起爆。 c.抗拉能力 作用19.6N静拉力,1min,连接卡口完好。 ②导爆雷管特点 a.可用于有杂散电流、磁电场和雷雨天气的条件。 b.抗冲击性能差,不能用于有明火的条件。

130 6.6 土石爆破 土木工程學院 hulichao 6.6.1 土石爆破的基本概念
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.6 土石爆破 土石爆破的基本概念 土石爆破:用钻孔机械在土石钻孔,把炸药埋置于炮孔中,然后将其引 爆,使土、石等破碎坏。 集中药包:炸药包以球形或立方体的形式埋入的。 临 空 面:岩石与空气接触面。 最小抵抗线:药包中心至临空面的垂直距离,W。 W取很大时:图6.1(a)的w1,炸药爆炸只产生内部作用。 W小一些时:图6.1(b)的w2,炸药爆炸产生外部作用。 W再小些时:图6.1(c)的w3,炸药爆炸产生松动破坏作用。 W更小些时: 图6.1(d)的w4,炸药产生抛掷作用。

131 土木工程學院 hulichao 炸药爆破的破坏作用 爆破时,最靠近炸药处的土石受到的压力最大,其破坏程度亦愈大。 固结性岩石:便被粉碎;
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 炸药爆破的破坏作用 爆破时,最靠近炸药处的土石受到的压力最大,其破坏程度亦愈大。 固结性岩石:便被粉碎; 可塑性土层:被压缩成腔室。 爆破作用划分:见图。 1、粉碎圈 2、压碎圈 3、裂隙圈 4、震动囤

132 土木工程學院 hulichao 爆破漏斗及其构成要素
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 爆破漏斗及其构成要素 (1)爆破漏斗 炸药爆炸的外部作用,把与岩体分离的部分岩石抛掷出去,在岩体上形成一个漏斗状爆坑。 (2)要素构成 ①最小抵抗线w ②爆破漏斗半径r ③爆破作用半径R ④可见深度h (3)爆破漏斗特征 爆破漏斗用爆破作用指数n表示,即 n=r/w 漏斗类型:标准抛掷爆破→n=1; 加强抛掷爆破→1<n<3; 减弱抛掷爆破→0.75<n<1; 松动爆破→n=0.75; 压缩爆破→n<0.75。 前三种爆破,用于路堑、筑坝、平场等工程中。 松动爆破适用于隧道掘进爆破。 压缩爆破适用预裂爆破。

133 土木工程學院 hulichao 6.6.2 土石爆破参数的确定 爆破作用指数的选择 (1)松动爆破
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土石爆破参数的确定 爆破作用指数的选择 (1)松动爆破 可借用爆破作用指数的函数值f(n)来计算炸药量。 压缩爆破:f(n)=0.12~0.20; 减弱松动:f(n)=0.20~0.44; 正常松动: f(n)=0.44; 加强松动: f(n)=0.44~0.64。 (2)抛掷爆破 抛掷目的:抛出岩块,减少运输量。 ①标准抛掷爆破 r=w,n=1; ②加强抛掷爆破 r>w,n>1(≯3); ③减弱抛掷爆破 r<w,n<1(≮0.75)。 根据地面坡度来选取n值: <30°:n=1.5~2.0; °~45°:n=1.25~1.5; 45°~60°:n=1.0~1.25; >60°:n=0.75~1.0。

134 土木工程學院 hulichao 最小抵抗线的确定 炸药量的确定 (1)最小抵抗确定方法 (2)最小抵抗线W的确定原则
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 最小抵抗线的确定 (1)最小抵抗确定方法 (2)最小抵抗线W的确定原则 ①应尽可能选用大最小抵抗线,以减少装药个数、药孔及药室的开挖工作量。 ②路堑爆破中,最小抵抗线不得伤害路堑基底或边坡。 炸药量的确定 (1)松动爆破的炸药量 Q=q′· v (2)抛掷爆破的炸药量 Q = K·e·w·f(n)

135 6.6.3 土石松散爆破 目的:在于松散土、石、冻土,便于配合机械实施开挖作业。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 土石松散爆破 目的:在于松散土、石、冻土,便于配合机械实施开挖作业。 类型:浅孔爆破、深孔爆破、药壶爆破、药室爆破。 浅孔爆破 指炮孔深度<4m,炮孔直径< 50mm的爆破。 原始机具:钢钎+手锤。 现代机具:凿岩机等。 (1)参数的确定 ①炮孔深度L  一般岩性:L=H; 坚硬岩体:L=(1.1~1.5)H; 松软破碎:L=(0.85~0.95)H。 ②最小抵抗线W   W=2L/3 ③装药间隔a、列距b a=(1~2)W  b=(0.5~1)W ④单孔药量Q  药量除考虑岩石性质外,还应考虑临空面的影响。 药量计算:Q = qVKf 或 Q=AbW3Kf

136 土木工程學院 hulichao 装药要点 ①装药前,应将孔内岩粉吹净,并保护好孔口。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 装药要点 ①装药前,应将孔内岩粉吹净,并保护好孔口。 ②正向装药时,应把起爆药卷放在装药上部,炸药和雷管聚能穴指向孔底 反向装药时,应把起爆药卷放在孔底,炸药和雷管聚能穴指向孔口。 ③在装药过程中,不能使劲捣压起爆药卷,以防止将雷管挤爆或把导火索、电雷管脚线、导爆管等挤断。 ④各药卷之间不能有异物,以防止炸药卷不能正常殉爆。 ⑤装药时应稍压紧炸药,以增加装药密度,加强爆破威力。 ⑥有水炮孔应做好炸药的防水措施,并尽可能用电雷管。 填塞 装药炮孔必须进行填塞,以提高炸药的爆破能量。 填塞材料:砂土50%~40%、粘土50%~60%的混合物。 “手捏成团,落地散开”。 填塞长度:孔径25mm时,填塞长度≮18cm; 孔径50mm时, 填塞长度≮45cm。

137 6.6.4深孔爆破 土木工程學院 hulichao 深孔爆破:炮孔直径>50mm,钻孔深度>5m的爆破。 优点:
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.6.4深孔爆破 深孔爆破:炮孔直径>50mm,钻孔深度>5m的爆破。 优点: ①对路基和边坡影响小,若使用光面爆破可避免超爆,边坡平整稳定; ②施工速度快、效率高; ③炸药用量少,工程成本低; ④炸药均匀分散,能很好控制爆破地震、飞石等。 开挖形式:拉槽深孔爆破和台阶深孔爆破。 拉槽爆破:只有向上一个自由面,多用于拉槽路堑开挖中; 台阶爆破:有两个临空面,适合于机械化挖运。

138 土木工程學院 hulichao 参数的确定 台阶深孔爆破亦称梯段深孔爆破。 ①梯段高度 H=8~10m ②底板抵抗线W1
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 参数的确定 台阶深孔爆破亦称梯段深孔爆破。 ①梯段高度 H=8~10m ②底板抵抗线W1 H>5m时,用下式确定 W1=k·d k为与被爆岩性有关的系数。 ③孔距a a=(1~1.25)W1 ④列距b  多排齐爆:b=(0.9~1.0)W1 多排微爆:b=W1 ⑤超钻L3 =(0.05~0.30)Wl 目的:克服底板夹制作用使爆破不留根坎 ⑥孔深L 对垂直孔:L=H+L3 对倾斜孔:L=(H+L3)/sinβ

139 土木工程學院 hulichao 装药和填塞要点 ①孔底用威力大、爆速高的炸药,上部用威力小、爆速低的炸药。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 装药和填塞要点 ①孔底用威力大、爆速高的炸药,上部用威力小、爆速低的炸药。 ②对梯段较低、孔深小,破碎或风化的岩石,可采用连续装药结构。 ③若梯段较高、较陡,上部岩石坚硬,应采用间隔装药结构。 ④H<15m时,可分2~3段装药段,中间不装药部分长度为1~2m,上部装药顶到孔口的垂直距离≮孔边距。 ⑤中间不装药部分一般用砂、岩粉等填塞。上、下装药段可用导爆索串联起来,亦可分两个雷管同时起爆。 ⑥对干炮孔,若装粉状炸药,可边倒边用木炮棍捣实,并保持一定密度。 ⑦对水炮孔,要选用乳化炸药、水胶炸药等。装药时让其慢慢下沉。 ⑧一个孔内应设置两个或两个以上起爆装药,以增强起爆的可靠性。孔底起爆,可减少根坎、降低大块率以及控制飞石距离。 ⑨当不允许飞石时, (30~35)D;允许有飞石时, (20~25)D。 ⑩填塞材料可用细砂土、粘土或凿岩时的岩粉。填塞长度较大时,直接充填即可。填塞长度较小时,应边填塞边捣实。有水炮孔,可用水填塞。

140 6.6.5药壶爆破 是飞散爆破的一种形式,用它可实现抛出土石。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.6.5药壶爆破 是飞散爆破的一种形式,用它可实现抛出土石。 抛掷率:多面临空及陡坡可达70%~80%;斜坡50%~70%;缓坡与水平30%~50%;洼地、沟谷一般<30%。 药壶爆破:先在孔底部用少量炸药,扩大成圆球形,再进行装药爆破。 特点:可多装药,变柱状装药为集中装药,用以增强抛掷效果。 爆破参数确定 (1)药量计算 Q=KW3f(n)或Q=AbW3 (2)装药间距a和排距b a=0.5W(1+n) b=(0.87~1)a (3)可见深度p P=(- n-0.2n2)W

141 土木工程學院 hulichao (4)施工工艺 扩胀原则:“少药多爆”。即每次扩胀药壶的药量小,并逐次增大药量,多次扩胀才能形成药壶。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (4)施工工艺 扩胀原则:“少药多爆”。即每次扩胀药壶的药量小,并逐次增大药量,多次扩胀才能形成药壶。 为防止装药孔变小,可用2~3根导爆索,其长度等于孔深,捆在一起,在扩壶的同时亦扩孔。 第一次扩胀:药量50g或100g, 第二次扩胀:药量比为1:2; 第三次扩胀:药量比1:2:3; 第四次扩胀:药量比1:2:4:7。 扩胀总药量Ql: Q1=Q/φ Q为计算药壶装药重量,kg; φ为岩石的炸胀指数,Ⅷ~XⅥ级岩石,φ=1~5;V~Ⅶ级岩石,φ=5~10;Ⅳ~V级岩石,φ=10~25;Ⅲ~Ⅳ级坚土,φ=25~200。 扩壶次数: 粘土、黄土等为1~2次; 松软岩石等为2~3次; 中硬岩石等为2~4次; 次坚石为3~5次; 坚石为5~7次。

142 土木工程學院 hulichao 注意: a.单壶扩胀可用导火索起爆,安放扩胀装药时要防止药包卡在炮孔中达不到孔底。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 注意: a.单壶扩胀可用导火索起爆,安放扩胀装药时要防止药包卡在炮孔中达不到孔底。 b.多壶扩胀宜用电雷管起爆。 c.扩胀装药放入后不必填塞,如要填塞只能用少量砂或干砂。 d.每次爆破后应让药壶内温度降到40℃以下后,再进行下一次扩爆作业。 e.药壶扩胀时,个别飞石的安全距离≮50m深孔扩药壶,安全距离≮100m。 f.药壶扩胀后,测量其体积,以便确定其药量。 药壶体积: V=0.52d03 药壶药量: Q=ρ0 V

143 装填及起爆要点 土木工程學院 hulichao ①药壶扩胀后要等冷却后(约30min),才能进行炸药的装填。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 装填及起爆要点 ①药壶扩胀后要等冷却后(约30min),才能进行炸药的装填。 ②装药时要慢慢逐次装入,边装边用炮棍将炸药送人药壶中,,使炸药填满药壶。 ③卡孔时,要疏通后再装,炸药间不得有间隔。 ④抛掷爆破药量大,一般采用一条电起爆网路,一条导爆索起爆网路。若使用导爆管网路时,应采用复式网路。 ⑤若采用上下分层装药时,所有上层装药应同时起爆,下层装药延时后应同时起爆,以保证抛掷率。

144 土木工程學院 hulichao 6.6.5 路堑与基坑深孔爆破 路堑、基坑、沟槽等开挖,常实施松散爆破。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.6.5 路堑与基坑深孔爆破 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。 主要介绍深孔爆破。 布孔方式 (1)傍山半路堑开挖 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。 b.高边坡路堑,分层布孔。

145 土木工程學院 hulichao (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。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (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。 (3)基坑开挖 布孔:与全路堑开挖相似。 特点:工作面较大,布孔较 灵活,边孔顺边坡布倾斜孔, 中间炮孔可根据地形、自由 面等情况灵活确定。

146 土木工程學院 hulichao 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:
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 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。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 m’=a/w 露 天: m’=0.5~1.1(一般0.6~0.8); 地 下: m’=0.6~1.0; 中 硬: m’=0.9~1.1; 中硬下: m’=0.8~0.9;破 碎: m’=0.5~0.8。

147 土木工程學院 hulichao (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。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (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。 光面爆破: 预裂爆破: 露天光爆:q=0.14~0.26 kg/m3; 地下光爆:q=0.1~0.9 kg/ m3 ; 预 裂:q=0.1~0.9 kg/ m3 。 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。

148 土木工程學院 hulichao 有了q可根据上式计算q’ 。 若把孔距系数m、密集系数m’ 、间距a、孔径d一起考虑,用下式计算:
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 有了q可根据上式计算q’ 。 若把孔距系数m、密集系数m’ 、间距a、孔径d一起考虑,用下式计算: 光面爆破: a = md 预裂爆破: a = md, q’= 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%。 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。 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。

149 土木工程學院 hulichao (4)装药与装药结构 装药要点:①孔口0.8~1.5m长不要装药,用炮泥填塞。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (4)装药与装药结构 装药要点:①孔口0.8~1.5m长不要装药,用炮泥填塞。 ②若岩石较破碎,不装药段以下1~2m的线装药密度减为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,雷管或导爆索起爆。 B. 无小直径药卷,可把普通标准药卷分散或连续捆扎在导爆索上。 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。 (5)光面爆破孔的起爆起爆要点: ①与主爆孔分开起爆,光面爆破或预裂爆破孔先爆,主爆孔次后同时起爆 ②与主爆孔一起起爆,光爆孔或预裂孔与主爆孔之间按一定间隔时间起爆 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。

150 土木工程學院 hulichao 6.7 爆破安全距离确定 爆破地震波速度 爆破危害:爆破地震波、空气冲击波、个别飞石及爆破有毒有害气体等。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 6.7 爆破安全距离确定 爆破危害:爆破地震波、空气冲击波、个别飞石及爆破有毒有害气体等。 防止措施:先估算其安全距离,再采取技术措施。 爆破地震波速度 (1)爆破地震波的特性 ①破能量释放时,以地震波形式传播而引起地表振动,使建筑物破坏。 ②爆破地震在地表浅层进行,其破坏程度主要决定于装药量的大小与距装药中心的远近。 ③爆破地震振动幅度值大,衰减快,破坏范围并不大。 ④爆破地震加速度振动频率约10~20HZ,远超过结构物的自振频率。持续时间约10s左右。 实施爆破时,根据爆点附近房屋的设计抗震烈度值,确定其爆破振动速度极限值。

151 土木工程學院 hulichao (2) 爆破振动速度 经验公式: 拆除爆破时,建(构)筑物地面质点的安全振动速度:
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao (2) 爆破振动速度 经验公式: 拆除爆破时,建(构)筑物地面质点的安全振动速度: a.土窑硐、土坯房、毛石房屋1.0cm/s; b.一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2~3cm/s; c.钢筋砼框架房屋5cm/s; d.水工隧硐10cm/s; e.交通隧硐15cm/s f.矿山巷道中,围岩不稳定有良好支护10cm/s;围岩中等稳定有良好支护20cm/s;围岩稳定无支护30cm/s。 (3)减小爆振的技术措施 ①适当分散配置装药,将有助于减弱地震危害。 ②在被保护目标周围开挖深沟,其沟底应低于爆破点标高。

152 土木工程學院 hulichao 空气冲击波影响距离 爆破飞石距离 (1)爆炸空气冲击波的特性 空气冲击波存在于爆源附近的 一定范围
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 空气冲击波影响距离 (1)爆炸空气冲击波的特性 空气冲击波存在于爆源附近的 一定范围 内,对人员、建筑物、设备等会造成不同程度的危害。 (2)空气冲击波影响距离 露天爆破时,空气冲击波的影响距离: 爆破飞石距离 (1)产生飞石的原因 炸药破碎土石后,剩余气体能量继续作用于碎石上,使之获得很大的动能与初速,使部分土石获得动能,并以很高的初速向外飞出。 个别飞石可砸伤人员、打坏设备等。 (2)个别飞石危害距离 估算公式: Rf=20Kfn2W

153 土木工程學院 hulichao 控制飞石的技术措施 ①在爆破时须根据岩体具体条件确定合理的装药集中度。 ②填塞长度应大于抵抗线或30倍孔径。
一、土方工程 6、爆破工程 土木工程學院 Civil Engineering School hulichao 控制飞石的技术措施 ①在爆破时须根据岩体具体条件确定合理的装药集中度。 ②填塞长度应大于抵抗线或30倍孔径。 ③严格执行钻孔测量验收制度。 ④对不利的地质条件应在装药量装药结构与布孔方面采取相应措施。 ⑤临近建筑物爆破时,可调整爆破土石方向及采用可靠的复盖措施等 爆破毒气 露天药室爆破因装药量较大,爆破后会产生大量有毒气体,对人体产生危害。 安全距离: Q为一次爆破总装药量,kg; Kq为系数,一般情况为160,下风方向为320。 防止措施:采取个体防护。


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