路基土石方爆破施工方案.ppt

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1、第七节第七节 路基土石方爆破施工路基土石方爆破施工第七节第七节 路基土石方爆破施工路基土石方爆破施工 一、概述二、凿岩工程三、爆破工程四、清方工程一、概述一、概述在路基工程施工中，除了需要修筑路堤和开挖路堑外，当线路通过山区、丘陵以及傍山沿溪路段时，还会遇到集中或分散的岩土地区，这样就必须进行石方施工。此外在路面和其他附属工程中，还需要大量的块石、片石和碎石，而这些石料都需要开采与加工。目前石方工程多采用机械化施工，利用各种机具进行钻孔、爆破、清理与加工，这不但降低了人工的劳动强度，而且加快了施工进度，提高了作业效率。1爆破的基本概念爆破的基本概念 所谓爆破就是利用炸药爆炸时产生的热量和高压，

2、使岩体和周围介质受到破坏和移位。为了爆破某一岩体，可在岩体内或表面放置一定数量的炸药，这种炸药称为药包药包。爆破作用圈爆破作用圈药包在均质的岩体内爆炸时，其爆炸力是向四周扩散的，紧靠药包部分的岩石，受到的冲击挤压力最大，随着离药包距离的增大，其作用力也逐渐减弱，按照岩体受爆炸波冲击的破坏程度不同，可把爆炸作用范围，由近而远划成四个作用圈：压缩圈、抛掷圈、松动圈和振动圈。压缩圈压缩圈内的岩石受到极度压缩而粉碎。抛掷圈抛掷圈内的岩石由于受爆炸波的冲击较大，岩石被压缩成小块，如果岩体的抵抗力不足，就会被抛掷出去。松动圈松动圈内的岩石由于受爆炸波影响较小，岩体破裂而产生松动现象。振动圈振动圈内由于受爆

3、炸波影响很小，所以岩体只受震动。前三个圈统称为破坏圈，其半径称破坏半径。最小抵抗线最小抵抗线W 药包到自由面的垂直距离称最小抵抗线最小抵抗线W，它是岩体抵抗力最弱的一个方向。压缩爆破压缩爆破当药包埋置较深，抵抗线W较大时，爆破后药包周围的岩石产生粉碎和裂隙，自由面只受到震动，并无破坏，这种爆破称为压缩爆破，压缩爆破，如图a)所示。松动爆破松动爆破当最小抵抗线W减少到某一临界值时，爆破后，药包以上直到表面岩石都受到破坏而松动，但无抛掷现象，这种爆破称为松动爆破松动爆破，如图b)所示。抛掷爆破抛掷爆破当最小抵抗线W再减少时，爆破后岩石不但松动，而且有向四周抛出的现象，这种爆破称为抛掷爆破抛掷爆破，

4、如图c)所示。药包爆破效果图药包爆破效果图爆破漏斗爆破漏斗 在松动爆破和抛掷爆破的情况下，从药包到临空面的上方形成一个漏斗状的爆坑，称为爆破漏斗爆破漏斗，它是由以下几个尺寸构成，即最小抵抗线W，漏斗半径r和漏斗可见深度h。爆破作用指数爆破作用指数n r和W的比值称为爆破作用指数n，即：爆破作用指数n决定着爆破漏斗的基本形状，也反映了不同的爆破效果。Wrn 爆破漏斗按爆破作用指数爆破漏斗按爆破作用指数n划分：划分：当n=1时称为标准爆破漏斗，爆破后只有部分岩石抛到漏斗外面，产生这种漏斗所用的炸药称标准抛掷药包标准抛掷药包。当n1时称为加强抛掷漏斗，爆破后绝大部分岩石抛掷到漏斗外部，所用药包称为加

5、强抛掷药包加强抛掷药包。当n1时称为弱抛掷漏斗，此时只有一小部分岩石抛到漏斗外面，所用药包为弱抛掷药包弱抛掷药包；当n075和n075时，所用药包分别形成松动爆破和压缩爆破。定向爆破定向爆破 抛掷方向、距离、数量和时间都有所控制的一种抛掷爆破。2炸药炸药 1）起爆炸药）起爆炸药它是一种爆炸速度极高的烈性炸药，爆速可达20008000m/s,主要用作制造雷管和速燃导火索。常用的有雷汞、叠氮铅等。2）爆破炸药）爆破炸药用以对岩石或其他介质进行爆破的炸药，要求它的敏感性低，要在起爆炸药强力的冲击下才能爆炸，工程常用的有：黑色炸药、硝酸炸药、胶质炸药、梯恩梯等。3起爆器材起爆器材雷管是常用的起爆器材，

6、按照引爆的方式不同，可分为火雷管和电雷管。电雷管又分即发、延期即发、延期和毫秒毫秒雷管。工业上按雷管内起爆药量的多少分为10种号码的雷管。一般多使用号。二、凿岩工程二、凿岩工程 钻凿爆破用的眼孔在整个爆破工作中所占的比例较大，因此提高钻孔工作的效率，对工程进度的影响，是相当重要的。目前凿岩工程常用的机械设备有：空气压缩机（简称空压空气压缩机（简称空压机）、凿岩机机）、凿岩机和穿孔机穿孔机等。空压机站容量的确定：空压机站容量的确定：所用风动工具的空气总消耗量 n 使用风动工具台数；q 每台工具的空气消耗量，m3min；K 同时工作系数，一般取0651；B 磨损后空气漏损系数，一般取110115。

7、nqKBQF2管路的漏风量管路的漏风量 由于管路中接头、阀门等随管路的增长而增多，从而使风量漏损增加，漏风量：L 风管长，m；漏风量，一般每1000m漏损15m3min。LQL3海拔系数海拔系数海拔较高的地区，空气稀薄，空压机的生产能力随海拔高度不同而变化。因此应随海拔高度的增加而增加空压机的容量。可用海拔系数来表示。海拔高度（m）05001000150020003000400050001.001.051.111.161.211.311.411.514空压机站的总供气量空压机站的总供气量 当总气量确定后，根据这一需要量选定空压机。选定时应尽量选择大容量的，但也要注意大小搭配，因为在某种情况下，

8、工地只需少量凿岩机工作，这时若用大型空压机来供气，会造成很大浪费。)()(LnqKBQQQLF管道的敷设管道的敷设凿岩机与空压机是通过输气管道连接的，一般多用高压胶管。在工程量大而集中、施工期长的工地中应选用钢管作为输出主管。输气管的内径应根据通过的总气量和输送的长短而定。以保证最远的施工点有足够气压(不低于600kPa)，保证凿岩机正常工作。在安装输气管道前，必须做好全工地管道的设计，根据工点的布置，选定主气管安装路线，并根据总流量选择合适直径的主管，并备好一切管道附件，在铺设管道时应尽量做到以下几点：铺设管道原则铺设管道原则管道应短而直，尽可能少拐弯，尤其要避免带锐角的急拐弯。在管路上除了

9、储气筒、油水分离器和开关外，尽量减少附件，以免增大阻力。在一条管路中，不允许直径大小不同的管子间隔交替连接。管子架设要牢固，接头要严密，不允许漏气。应注意管路防晒、防冻，不允许管内产生局部积水。尽可能少用阻力大的橡胶管。三、三、爆破工程爆破工程石方爆破施工有炮孔位置的选择、凿孔、装药、引爆和清方等工序。1炮孔位置的选择炮孔位置的选择炮孔位置的选择是十分重要的，因为炮孔的位置、方向和深度都会直接影响爆破效果。选择孔位时应注意岩石的结构，避免在层理和裂缝处凿孔，以免药包爆炸时气体由裂缝中泄出，使爆破效果降低或完全失效。炮孔应选在临空面较多的方位图a)，或者有意识地改造地形，使第一次爆破后，为第二次

10、爆破创造较多的临空面图b)。1）最小抵抗线）最小抵抗线W的确定的确定 抵抗线过大，爆破后会使岩块过大，且容易残留炮根；抵抗线过小会导致岩石飞散和炸药的消耗量增加；一般为梯段高度的（7080）。2）炮孔深度）炮孔深度采用台阶式爆破时，炮孔的深度，应使爆破后的地面尽量与原地面平齐。较硬的岩石易留炮根，因此炮眼的深度应大于岩层厚度。软岩石可小于台阶高度，一般是：坚石：（1.01.15）；次坚石：（0.850.95）；软石：（0.70.9）。3）炮孔距离和行距的确定）炮孔距离和行距的确定两孔之间的距离为孔距a，它的大小与起爆方法和最小抵抗线有关。火花起爆时：a=(1.42.0)W；电力起爆时：a=(0

11、.82.3)W采用多排炮孔时，炮孔应按梅花形交错布置a)。两排炮孔之间的行距b约为0.86a。2凿孔凿孔选孔工作完成后，即可进行凿孔。凿孔的技术要求与采用的爆破方法有关。目前使用的有浅孔爆破浅孔爆破和深孔爆破深孔爆破两种。1）浅孔爆破）浅孔爆破一般爆破的岩石数量不大，孔径在75mm以下，孔深不超过5m。多用手提式凿岩机凿孔。孔成一行或多行平行排列，可用电力或速燃引爆使各药包同时爆炸。这种爆破适用于工程量不大的路堑开挖，以及采石工程对大块岩石的再爆破等。其用药量多按炮孔深度和岩石性质而定。一般装药深度为孔深的1/31/2。2）深孔爆破）深孔爆破对孔深大于5m，孔径大于75mm的炮孔进行爆破时，通

12、称为深孔爆破。钻凿大型炮孔多采用冲击式钻机。因一次爆破的石方量大，从而加快施工进度，如果有适当的装运机械配合，则可以实现全面机械化快速施工，是今后石方开挖的发展方向。3.装药装药就是把炸药按照施工要求装入凿好的药孔内。装药的方式根据爆破方法和施工要求不同而各异。1）集中药包）集中药包炸药完全装在炮孔的底部，这种方式对于工作面较高的岩石，崩落效果较好，但不能保证岩石均匀破碎,如图a)、b)所示。a)b)2）分散药包）分散药包炸药沿孔的高度分散装置，这种方式可以使岩石均匀破碎，适用于高作业面的开挖段。3）药壶药包）药壶药包它是在炮孔的底部制成葫芦形的储药室，以增大装药量。这种方式适用于岩石量大而集

13、中的石方施工。4）坑道药包）坑道药包药包装在竖井或平峒底部的特制的储药室内,如图e)所示。药包装置形式药包装置形式 4.药孔的堵塞药孔的堵塞药孔堵塞一般可用干砂、滑石粉、粘土干砂、滑石粉、粘土和碎石碎石等。堵塞物的捣实，忌用铁棒，一般用木制木制或黄铜棒黄铜棒。棒的直径为炮孔直径的0.75倍，下端稍粗，约为炮孔直径的0.9倍。在棒的下端开有供导火索穿过的纵向导槽。5.引爆引爆引爆是利用起爆炸药制成的雷管，将引火剂或导火索，从炮孔的外部引入炮孔的药室使炸药爆炸。引爆方式有火花起爆、电力起爆火花起爆、电力起爆等。四、四、清方工程清方工程 当石方爆破后，必须根据施工要求和石料的利用情况分次清理。如开挖

14、路堑无填方工程时，可用挖掘机或装载机清理石料，由运输车辆运出施工现场，以利下一次爆破。如是傍山筑路半挖半填，则爆破的碎石可以作填方用，此时可用推土机或装载机清方。由于路基土石方爆破施工，不同于采石场和矿山开挖，一方面场地狭小，机械设备的布置和使用受到限制，另一方面要求机械设备的能力大、效率高，又要机动灵活和一定的越野性能和爬坡能力。选择清方机械应考虑的技术经济条件选择清方机械应考虑的技术经济条件 1、工程期限所要求的生产能力；2、工程单价；3、爆破岩石的块度和岩堆的大小；4、机械设备进入工地的运输条件，以及爆破时机械撤离和重新进入工作面的方便程度等。以上各条应综合考虑，不能孤立地只考虑某一方面

15、。如果只考虑爆破的块度，便于正铲挖掘机的挖装，则对于某些结构的岩石来说，可能会大大增加爆破费用。反之，降低了爆破费用，又会使块度增大，使挖掘机无法铲装。因此清方机械的选配是比较复杂的。各种清方机械的正确选择各种清方机械的正确选择正铲挖掘机适应性比较强，但进出工点比较缓慢。轮式装载机机动灵活，另外相同功率的正铲挖掘机和装载机相比，装载机可以铲装较大块度的石块，而且可以用较少的斗数，装满载重量相等的运输工具，但装载机的卸载高度不如挖掘机。此外装载机可以自行铲运，挖掘机则不能。就经济性来说，运距在3040m以内，用推土机推运较为经济；40100m用装载机自铲自运，100m以上用挖掘机配合自卸汽车比较经济。