【高分复习笔记】毛鹤琴《土木工程施工》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解

来源:校园招聘 发布时间:2021-02-28 点击:

 第一章

 土方工程 1.1

 复习笔记 【知识框架】

 【重点难点归纳】

 一、土方规划 1.土方工程的内容及施工要求 (1)常见的土方工程 ①场地平整。其中包括确定场地设计标高,计算挖、填土方量,合理地进行土方调配等。

 ②开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝,其中包括施工排水、降水,土壁边坡和支护结构等。

 ③土方回填与压实。其中包括土料选择,填土压实的方法及密实度检验等。

 此外,在土方工程施工前,应完成场地清理,地面水的排除和测量放线工作;在施工中,则应及时采取有关技术措施,预防产生流砂、管涌和塌方现象,确保施工安全。

 (2)土方工程要求 ①要求标高、断面准确;②土体有足够的强度和稳定性;③土方量少;④工期短;⑤费用省。

 (3)土方工程特点 ①面广量大;②劳动繁重;③施工条件复杂。

 2.土的工程分类及性质 (1)土的种类繁多,分类方法各异,在土方施工中,按土的开挖难易程度分为八类,如表 1-1-1 所示。

 表 1-1-1

 土的工程分类

 (2)土的质量密度 ①土的天然密度。土在天然状态下单位体积的质量,它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。

 ②土的干密度。单位体积土中固体颗粒的质量,它是用以检验填土压实质量的控制指标。

 (3)土的含水量 ①定义 土的含水量 W 是指土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比,以百分数表示:

 (1-1-1)

 式中,G 1 为含水状态时土的质量;G 2 为土烘干后的质量。

 ②影响 土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量,回填土则需有最佳含水量,方能夯压密实,获得最大干密度。

 (4)土的渗透性 ①定义 土的性是指水在土体中渗流的性能,一般以渗透系数 K 表示。从达西公式 V=KI可以看出渗透系数的物理意义:当水力坡度 I 等于 1 时的渗透速度 υ 即为渗透系数 K。

 ②确定方法 渗透系数 K 值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性,一般应通过扬水试验确定。

 (5)土的可松性 ①定义 土的可松性是指自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积的性质。土的可松性程度用可松性系数表示:

  (1-1-2)

  (1-1-3)

 ②影响 土的可松性对土方量的平衡调配,确定运土机具的数量及弃土坑的容积,以及计算填方所需的挖方体积等均有很大的影响。

 3.土方边坡 (1)边坡表示方法

 边坡的表示方法如图 1-1-1 所示

 图 1-1-1

 土方边坡 (a)直线边坡;(b)不同土层折线边坡;(c)相同土层折线边坡 (2)边坡坡度

  (1-1-4)

 式中,h 为边坡高度;b 为边坡宽度;m 为称坡度系数。

 (3)边坡留设原则 ①边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的性质及工程的特点而定,既要保证土体稳定和施工安全,又要节省土方。临时性挖方边坡应按表 1-1-2 规定;挖方中有不同的土层,或深度超过 10m 时,其边坡可作成折线形(见图 1-1-1(b)、(c))或台阶形,以减少土方量。

 表 1-1-2

 临时性挖方边坡值

 ②当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑、沟槽底面标高时,挖方深度在5m 以内,不加支撑的边坡留设应符合表 1-1-3 的规定。

 表 1-1-3

 深度在 5m 内的基坑(槽)、管沟边坡坡度(不加支撑)

 ③对于使用时间在一年以上的临时性填方边坡坡度,则为:当填方高度在 10m 以内,可采用 1︰1.5;高度超过 10m,可作成折线形,上部采用 1︰1.5,下部采用 1︰1.75。

 ④至于永久性挖方或填方边坡,则均应按设计要求施工。

 4.土方量计算的基本方法 土方量计算的基本方法主要有平均高度法和平均断面法两种。

 (1)平均高度法 ①四方棱柱体法 四方棱柱体法是将施工区域划分为若干个边长等于 a 的方格网,每个方格网的土方体积 V 等于底面积 a 2 乘四个角点高度的平均值(见图 1-1-2),即

  (1-1-5)

 若方格四个角点部分是挖方,部分是填方时,可按表 1-1-4 中所列的公式计算。

 表 1-1-4

 土方量计算公式表

 ②三角棱柱体法 三角棱柱体法是将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分成两个三角形,然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。

 当三角形为全挖或全填时(见图 1-1-3(a)):

  (1-1-6)

  图 1-1-2

 四方棱柱体法

 图 1-1-3

 三角棱柱体法 (a)全挖或全填;(b)有填有挖 当有填有挖时(见图 1-1-3(b)),则其零线将三角形分成两部分,一个是底面为三角形的锥体,一个是底面为四边形的楔体。其土方量分别为:

 (1-1-7)

  (1-1-8)

 (2)平均断面法 平均断面法,可按近似公式和较精确的公式进行计算:

 ①近似计算

 (1-1-9)

 ②较精确计算

 (1-1-10)

 式中,V 为土方体积,m 3 ;F 1 、F 2 为两端的断面面积,m 2 ;F 0 为 L/2 处的断面面积,m 2 。

 ③适用条件 基坑、基槽、管沟、路堤、场地平整的土方量计算,均可用平均断面法。当断面不规则时,求断面面积的一种简便方法是累高法。

 当采用平均断面法计算基槽、管沟或路基土方量时,可先测绘出纵断面图,再根据沟槽基底的宽、纵向坡度及放坡宽度,绘出在纵断面图上各转折点处的横断面。算出各横断面面积后,便可用平均断面法计算各段的土方量,即:

  (1-1-11)

 两横断面之间的距离与地形有关,地形平坦,距离可大一些。地形起伏较大时,则一定要沿地形每一起伏的转折点处取一横断面,否则会影响土方量计算的准确性。

 5.场地平整土方量计算 (1)场地设计标高 H 0 的确定 ①确定原则 a.应满足生产工艺和运输的要求;b.充分利用地形,分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标高;c.使挖填平衡,土方量最少;d.要有一定泄水坡度(≥2‰),使能满足排水要求;e.要考虑最高洪水位的影响。

 ②确定步骤 a.在地形图上将施工区域划分为边长 a 为 10~50m(一般取 a=20m)若干个方格网(见图 1-1-4)。

 b.确定各小方格角点的高程,其方法如下:可用水准仪测量;或根据地形图上相邻两等高线的高程,用插入法求得;也可用一条透明纸带,在上面画 6 根等距离的平行线,把该透明纸带放到标有方格网的地形图上,将 6 根平行线的最外两根分别对准 A 点和 B点,这时 6 根等距离的平行线将 A、B 之间的 0.5m 或 1m(等高线的高差)分成 5 等分,于是便可直接读得 H 13 点的地面标高,如图 1-1-5 所示,H 13 =251.70m。

  图 1-1-4

 场地设计标高计算图

 图 1-1-5

 插入法的图解法 c.按填挖方平衡确定设计标高 H 0 ,即

 (1-1-12)

 从图 1-1-4 中可知,H 11 为一个方格的角点标高,H 12 和 H 21 均为两个方格公共的角点标高,H 22 则是四个方格公共的角点标高,它们分别在上式中要加一次、二次、四次。因此,上式直接可改写成下列形式:

  (1-1-13)

 式中,N 为方格网数;H 1 为一个方格仅有的角点标高;H 2 为两个方格共有的角点标高;H 4 为四个方格共有的角点标高。

 图 1-1-4 的 H 0 即为:

 (2)场地设计标高的调整 原计划所得的场地设计标高 H 0 仅为一理论值,实际上,还需考虑以下因素进行调整。

 ①土的可松性影响 由于土具有可松性,一般填土会有多余,需相应地提高设计标高。设 为土的可松性引起设计标高的增加值,则设计标高调整后的总挖方体积 应为:

 (1-1-14)

 总填方体积:

  (1-1-15)

 此时,填方区的标高也应与挖方区一样,提高 ,即:

  (1-1-16)

 移项整理简化得(当 V T =V W ):

  (1-1-17)

 故考虑土的可松性后,场地设计标高调整为:

  (1-1-18)

 式中,V W 、V T 为按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积;F W 、F T 为按理论设计标高计算的挖方区、填方区总面积; 为土的最后可松性系数。

 ②场内挖方和填方的影响

 由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方,以及从经济观点出发,将部分挖方就近弃于场外,将部分填方就近取土于场外等,均会引起挖填土方量的变化。必要时,亦需调整设计标高。

 为了简化计算,场地设计标高的调整值 可按下列近似公式确定,即:

  (1-1-19)

 式中,Q 为场地根据 H 0 平整后多余或不足的土方量。

 ③场地泄水坡度的影响 根据场地泄水坡度的要求(单面泄水或双面泄水),计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。

 a.场地具有单向泄水坡度时的设计标高 场地具有单向泄水坡度时设计标高的确定方法,是将已调整的设计标高 作为场地中心线的标高,场地内任意点的设计标高则为:

  (1-1-20)

 式中,H n 为场地内任一点的设计标高;l 为该点至设计标高 的距离;i 为场地泄水坡度(不小于 2‰)。

 b.场地具有双向泄水坡度时的设计标高 场地具有双向泄水坡度时设计标高的确定方法,同样是将已调整的设计标高 作为场地纵横方向的中心线标高,场地内任一点的设计标高为:

  (1-1-21)

 式中,l x 、l y 为该点沿 X-X、Y-Y 方向距场地中心线的距离;i x 、i y 为场地沿 X-X、Y-Y方向的泄水坡度。

 (3)场地土方量计算 场地土方量计算步骤如下(见图 1-1-6):

 ①求各方格角点的施工高度 h n

  (1-1-22)

 式中,h n 为角点的施工高度,以“+”为填,“-”为挖;H n 为角点的设计标高(若无泄水坡度时,即为场地设计标高);H 为角点的自然地面标高。

  图 1-1-6

 方格网法计算土方量图 例如:图 1-1-6 中,已知场地方格边长 a=20m,根据方格角点的地面标高求得 H 0 =43.48m,按单向排水坡度 2‰已求得各方格角点的设计标高,于是各方格角点的施工高度,即为该点的设计标高减去地面标高(见图 1-1-6 中的图例)。

 ②绘出“零线” “零线”位置的确定方法是,先求出方格网中边线两端施工高度有“+”、“-”中的“零点”,将相邻两连接起来,即为“零线”。

 确定“零点”的方法如图 1-1-7 所示,设 h 1 为填方角点的填方高度,h 2 为挖方角点的挖方高度,O 为零点位置。则由两个相似三角形求得:

  (1-1-23)

 式中,x 为零点至计算基点的距离;a 为方格边长。

 同理,也可根据边长 a 和两端的填挖高度 h 1 、h 2 ,采用作图法直接求得零点位置。即用相同的比例尺在边长的两端标出填、挖高度,填、挖高度连线与边长的相交点就是零点。

  图 1-1-7

 求零点方法 ③计算场地挖、填土方量 零线求出后,也就划出了场地的挖方区和填方区,便可按平均高度法分别计算出挖、填区各方格的挖、填土方量。

 (4)场地边坡土方量计算 场地平整时,还要计算边坡土方量(见图 1-1-8),其计算步骤如下:

 图 1-1-8

 场地边坡土方量计算示意图 ①标出场地四个角点 A、B、C、D 填、挖高度和零线位置; ②根据土质确定填、挖边坡的边坡率 m 1 、m 2 ;

 ③算出四个角点的放坡宽度,如 A 点=m 1 h a ,D 点=m 2 h d ; ④绘出图; ⑤计算边坡土方量。

 A、B、C、D 四个角点的土方量,近似地按正方锥体计算。例如,A 点土方量为:

 (1-1-24)

 AB、CD 两边土方量按平均断面法计算。例如 AB 边的土方量为:

 (1-1-25)

 AC、BD 两边分段按三角锥体计算。例如 AC 边 AO 段的土方量为:

 (1-1-26)

 6.土方调配 土方调配是土方规划中的一个重要内容,其工作包括:划分调配区;计算土方调配区之间的平均运距(或单位土方运价,或单位土方施工费用);确定土方最优调配方案;绘制土方调配图表。

 (1)土方调配区的划分 ①划分原则 a.调配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调,满足工程施工顺序和分期施工的要求,使近期施工和后期利用相结合。

 b.调配区的大小,应考虑土方及运输机械的技术性能,使其功能得到充分发挥。例如,调配区的长度应大于或等于机械的铲土长度;调配区的面积最好与施工段的大小相适应。

 c.调配区的范围应与计算土方量用的方格网相协调,通常可由若干个方格网组成一个调配区。

 d.从经济效益出发,考虑就近借土或就近弃土。这时,一个借土区或一个弃土区均可作为一个独立的调配区。

 e.调配区划分还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合,避免土方重复开挖。

 (2)调配区之间的平均运距 ①定义 平均运距是指挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。

 ②方法 取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴,分别求出各区土方的重心位置,即:

  (1-1-27)

 式中,X 0 、Y 0 为挖或填方调配区的重心坐标;V 为每个方格的土方量;x、y 为每个方格的重心坐标。

 当地形复杂时,也可用作图法近似地求出形心位置以代替重心的位置。

 重心求出后,则标于相应的调配区图上,然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距,或按下式计算:

  (1-1-28)

 式中,L 为挖、填方区之间的平均运距;X OT 、Y OT 为填方区的重心坐标;X OW 、Y OW 为挖方区的重心坐标。

 (3)最优调配方案的确定 最优调配方案的确定,是以线性规划为理论基础,常用“表上作业法”求解。现结合示例介绍如下:

 已知某场地有四个挖方区和三个填方区,其相应的挖填土方量和各对调配区的运距如表 1-1-5 所示。利用“表上作业法”进行调配的步骤为:

 ①用“最小元素法”编制初始调配方案 即先在运距表(小方格)中找一个最小数值,如 C 22 =C 43 =40(任取其中一个,现取C 43 ),于是先确定 X 43 的值,使其尽可能地大,即 X 43 =max(400、500)=400。由于 A 4挖方区的土方全部调到 B 3 填方区,所以 X 41 和 X 42 都等于零。此时,将 400 填入 X 43 格内,同时将 X 41 、X 42 格内画上一个“×”号,然后在没有填上数字和“×”号的方格内再选一个运距最小的方格,即 C 22 =40,便可确定 X 22 =500,同时使 X 21 =X 23 =0。此时,又将 500 填入X 22 格内,并在 X 21 、X 23 格内画上“×”号。重复上述步骤,依次确定其余 X j 的数值,最后得出表 1-1-5 所示的初始调配方案。

 表 1-1-5

 土方初始调配方案

  ②最优方案的判别法 a.判别方法。判别方法包括“闭回路法”和“位势法”,其实质均一样,都是求检验数 λ ij来判别。只要所有的检验数 λ ij ≥0,则该方案即为最优方案;否则,不是最优方案,尚需进行调整。

 b.“位势法”求检验数举例:

 首先将初始方案中有调配数方格的 C ij 列出,然后按下式求出两组位势数 u i (i=1,2,…,m)和 υ j (j=1,2,…,n)。

  (1-1-29)

 式中,C ij 为平均运距(或单位土方运价或施工费用);u i 、υ j 为位势数。

 位势数求出后,便可根据下式计算各空格的检验数:

  (1-1-30)

 例如,本例两组位势数如表 1-1-6 所示。

 表 1-1-6

 平均运距和位势数

 先令 u 1 =0,则:

 u 1 =C 11 -u 1 =50-0=50 υ 2 =110-10=100 u 2 =40-100=–60 u 3 =651 u 3 =70-10=60 u 4 =40-60=–20 本例各空格的检验数如表 1-1-7 所示。如 λ 21 =70-(-60)-50=+80。

 表 1-1-7

 位势数、运距和检验数表 从表 1-1-8 中已知,在表中出现了负的检验数,这说明初始方案不是最优方案,需要进一步进行调整。

 ③方案的调整 a.在所有负检验数中选一个(一般可选最小的一个,本例中为 C 12 ),把它所对应的变量 X 12 作为调整的对象。

 b.找出 X 12 的闭回路:从 X 12 出发,沿水平或竖直方向前进,遇到适当的有数字的方格作 90°转弯,然后依次继续前进再回到出发点,形成一条闭回路(表 1-1-8)。

 表 1-1-8

 X 12 的闭回路表

 c.从空格 X 12 出发,沿着闭回路(方向任意)一直前进,在各奇数次转角点的数字中,挑出一个最小的(本表即为 500、100 中选 100),将它由 X 32 调到 X 12 方格中(即空格中)。

 d.将 100 填入 X 12 方格中,被挑出的 X 32 为 0(变为空格);同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去 100,偶数次转角上数字都增加 100,使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡,这样调整后,便可得表 1-1-9 的新调配方案。

 对新调配方案,仍用“位势法”进行检验,看其是否最优方案。若检验数中仍有负数出现那就仍按上述步骤调整,直到求得最优方案为止。

 表 1-1-9 中所有检验数均为正号,故该方案即为最优方案。其土方的总运输量为:Z=400×5 表 1-1-9

 新的调整表

  ④土方调配图 最后将调配方案绘成土方调配图(见图 1-1-9)。在土方调配图上应注明挖填调配区、调配方向、土方数量以及每对挖填调配区之间平均运距。图 1-1-9(a)为本例的土方调配,仅考虑场内的挖填平衡即可解决。

 图 1-1-9(b)为四个挖方区、三个填方区,挖填土方量虽然相等,但由于地形狭长,运距较远,故采取就近弃土和就近借土的平衡调配方案更为经济。

  (a)挖填平衡调配图;(b)有弃土和借土的调配图 图 1-1-9

 土方调配图 二、土方工程施工要点 1.土壁稳定 (1)土壁塌方的原因 ①边坡过陡,使土体的稳定性不够,而引起塌方现象。尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中,常会遇到这种情况。

 ②雨水、地下水渗入基坑,使土体泡软、重量增大及抗剪能力降低,这是造成塌方的主要原因。

 ③基坑上边边缘附近大量堆土或停放机具、材料,或由于动荷载的作用,使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度。

 ④土方开挖顺序、方法未遵守“从上往下,分层开挖;开槽支撑,先撑后挖”的原则。

 (2)防治塌方的措施 ①放足边坡 边坡的留设应符合规范的要求,其坡度的大小,则应根据土壤的性质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期的长短等因素确定。例如:黏性土的边坡可陡些,砂性土则应平缓些;井点降水或机械在坑底挖土时边坡可陡些,明沟排水、人工挖土或机械在坑上边挖土时则应平缓些;当基坑附近有主要建筑物时,边坡应取 1︰1.0~1︰1.5。

 ②设置支撑 为了缩小施工面,减少土方,或受场地的限制不能放坡时,则可设置土壁支撑。如表1-1-10 所列为一般沟槽支撑方法;表 1-1-11 所列为一般基坑支撑方法;表 1-1-12 所列为深基坑的支护方法。

 表 1-1-10

 一般沟槽的支撑方法

  表 1-1-11

 一般基坑的支撑方法

 表 1-1-12

 深基坑的支撑(护)方法 续表 1-1-12

 2.施工排水 (1)分类。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种:

 ①明排水是采用截、疏、抽的方法。截,是指截住水流;疏,是指疏干积水;抽,是在基坑开挖过程中,在坑底设置集水井,并沿坑底的周围开挖排水沟,使水流入集水井中,然后用水泵抽走。

 ②人工降低地下水位(见图 1-1-10)是指在基坑开挖前,先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井),再利用抽水设备从中抽水,使地下水位降落到坑底以下,直至基础工程施工完毕为止。

 人工降低地下水位的方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵井点等。

 (2)轻型井点 轻型井点是指沿基坑四周将许多直径较小的井点管埋入蓄水层内,井点管上部与总管连接,通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,使原有的地下水位降至坑底以下。此种方法适用于土壤的渗透系数 K=0.1~50m/d 的土层中,降水深度为:单级轻型井点 3~6m,多级轻型井点 6~12m。

 ①轻型井点设备 轻型井点设备主要包括:井点管(下端为滤管)、集水总管、弯联管及抽水设备。

 ②轻型井点平面布置 轻型井点系统的布置,应根据基坑平面形状及尺寸、基坑的深度、土质、地下水位及流向、降水深度要求等确定。

 a.单排井点。当基坑或沟槽宽度小于 6m,降水深度不超过 5m 时,可采用单排井点,将井点管布置在地下水流的上游一侧,两端延伸长度不小于坑槽宽度。

 b.双排井点。位于地下水流上游一排井点管的间距应小些,下游一排井点管的间距可大些。当基坑面积较大时,则应采用环形井点。井点管距离基坑壁不应小于 1.O~1.5m,间距一般为 0.8~1.6m。

 ③轻型井点高程布置 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,其实际降水深度一般不大于 6m。

 井点管埋置深度 H(不包括滤管),可按下式计算(见图 1-1-10):

  图 1-1-10

 环形井点布置简图 (a)平面布置;(b)高程布置 1-集水总管;2-井点管;3-抽水设备

  (1-1-31)

 式中,H 1 为井点管埋设面至坑底面的距离,m;h 为降低后的地下水位至基坑中心底面的距离,一般为 0.5~1m;i 为水力坡度,环形井点为 1/10,单排井点为 1/4;L 为井点管至基坑中心的水平距离,m。

 H 值小于降水深度 6m 时,则可用一级井点;H 值稍大于 6m 时,如果降低井点管的埋置面后,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,则可采用二级或喷射井点。

 此外,在确定井点管埋置深度时,还要考虑井点管露出地面 0.2~0.3m,滤管必须埋在透水层内。

 ④轻型井点的计算 a.水井分类 根据地下水有无压力,水井分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时,称为无压井(见图 1-1-11(a)、(b));布置在承压含水层中时,称为承压井(见图 1-1-11(c)、(d))。当水井底部达到不透水层时称完整井(见图 1-1-11(a)、(c));反之,称为非完整井(见图 1-1-11(b)、(d))。

  图 1-1-11

 水井的分类 (a)无压完整井;(b)无压非完整井;(c)承压完整井;(d)承压非完整井 b.井点系统的涌水量计算 对于无压完整井的环状井点系统,涌水量计算公式为:

 (1-1-32)

 式中,Q 为井点系统的涌水量,m 3 /d;K 为土壤的渗透系数,m/d;H 为含水层厚度,m;S 为降水深度,m;R 为抽水影响半径,m;χ 0 为环状井点系统的假想圆半径,m。

 c.基坑假想半径 将基坑分成几小块,使其符合公式的计算条件,然后分别计算每小块的涌水量,再相加即为总涌水量。对矩形基坑,当其长、宽比不大于 5 时,即可将不规则的平面形状化成一个假想半径为 x 0 的圆井进行计算:

 (1-1-33)

 式中,F 为环状井点系统包围的面积(m 2 )。

 d.抽水影响半径 R 抽水影响半径是指井点系统抽水后地下水位降落曲线稳定时的影响半径。降落曲线稳定的时间视土壤的性质而定,一般为 1~5d。常用的公式为:

 (1-1-34)

 式中,S 为水位降低值,m。

 e.承压完整环状井点涌水量计算

  (1-1-35)

 式中,M 为承压含水层的厚度,m。

 ⑤确定井管数量及井距 确定井管数量先要确定单根井管的出水量。单根井管的最大出水量为:

  (1-1-36)

 式中,d 为滤管直径,m;l 为滤管长度 m;K 为渗透系数,m/d。

 井点管最少数量由下式确定:

 (1-1-37)

 井点管最大间距为:

  (1-1-38)

 式中,L 为总管长度 m。

 ⑥抽水设备选择 一般多采用真空泵井点设备,真空泵的型号有 V5 或 V6 型。采用 V5 型时,总管长度不大于 100m,井点管数量约 80 根;采用 V6 型时,总管长度不大于 120m,井点管数量约 100 根。

 水泵一般也配套固定型号,但使用时还应验算水泵的流量是否大于井点系统的涌水量(应大于 10%~20%),水泵的扬程是否能克服集水箱中的真空吸力,以免抽不出水。

 ⑦井点管的埋设与使用 a.埋设。井点管的埋设可以利用冲水管冲孔,或钻孔后将井点管沉入,也可以用带套管的水冲法及振动水冲法下沉埋设。

 b.使用。轻型井点使用时,应保证连续不断抽水,若时抽时停,滤网易于堵塞;中途停抽,地下水回升,也会引起边坡塌方等事故。正常的出水规律是“先大后小,先浑后清”。

 ⑧轻型井点系统设计示例 某基础工程需开挖图 1-1-12 所示的基坑,基坑底宽 10m,长 15m,深 4.1m,边坡为 1︰0.5。地质资料为:天然地面下有 0.5m 厚的黏土层,7.4m 厚极细砂层,再下面为不透水的黏土层。试按轻型井点降水系统设计。

  图 1-1-12

 某设备基础开挖前的井点 a.井点系统布置 该基坑底面积为 10×15(m 2 ),放坡后,上口(+5.2m 处)面积为 13.7×18.7(m 2 ),考虑井管距基坑边缘 1m,则井管所围成的平面积为 15.7×20.7(m 2 ),由于其长、宽比小于 5,故按一个环状井点布置。基坑中心降水深度 S=5.00-1.50+0.50=4.00(m),故用一级井点即可。

 表层为黏土,为使总管接近地下水位,可挖去 0.4m,在+5.20m 标高处布置井点系统。取井管外露 0.2m,则 6m 长的标准井管埋入土中为 5.8m。而要求埋深 H=H 1 +h+iL=(5.2-1.5)+0.5+(1/10)×15.7/2=4.99(m),小于实际埋深 5.8m,故高层布置符合要求。

 b.有效抽水影响深度 H 0

 取滤管长 l=1.2m,井点管中水位降落 =5.6m,则求得 H 0 =1.85×(5.6+1.2)=12.6(m),但实际含水层厚度 H=7.4-0.1=7.3(m),故取 H 0 =7.3m,按无压完整井计算涌水量。

 c.总涌水量计算 通过扬水试验求得 K=30m/d,已知井点管所围成的面积 F=15.7×20.7(m 2 ),则:基坑的假想半径:

 抽水影响半径:

 总涌水量:

 d.计算井管数量 一根井管 38 的出水量为:

 井点管数量:

 井管的平均间距:

  实用井管数量为:

 (3)喷射井点 当基坑开挖较深,采用多级轻型井点不经济时,宜采用喷射井点,其降水深度可达8~20m。

 喷射井点设备由喷射井管、高压水泵及进水、排水管路组成。喷射井管由内管和外管组成,在内管下端装有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。

 (4)电渗井点 电渗井点适用于土壤渗透系数小于 0.1m/d,用一般井点不可能降低地下水位的含水层中,尤其宜用于淤泥排水。

 (5)管井井点 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。此法适用于土壤的渗透系数大(K=20~200m/d),地下水量大的土层中。

 如要求降水深度较大,在管井井点内采用一般离心泵或潜水泵不能满足要求时,可采用特制的深井泵,其降水深度大于 15m,故又称深井泵法。

 3.流砂的防治 (1)流砂现象及其危害 ①流砂现象 流砂现象是指粒径很小、无塑性的土壤,在动水压力推动下,极易失去稳定,而随地下水一起流动涌入坑内的现象。

 ②流砂的危害 发生流砂现象后,土完全失去承载力,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;引起塌方,使附近建筑物下沉、倾斜,甚至倒塌;拖延工期,增加施工费用。因此,在施工前,必须对工程地质资料和水文资料进行详细调查研究,采取有效措施来防治流砂现象。

 (2)产生流砂的原因

 产生流砂现象的原因有其内因和外因。

 ①内因 土壤的性质,当土的孔隙度大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此,流砂现象经常发生在细砂、粉砂和亚砂土中,但会不会发生流砂现象,还应取决于一定的外因条件,即地下水及其产生动水压力的大小。

 ②外因 地下水及其产生动水压力的大小。动水压力 G:

 (1-1-39)

 式中,I 为水力坡度(I=(h 1 -h 2 )/L);h 1 -h 2 为水位差;L 为地下水渗流长度;γ W 为水的重度。

 从式(1-1-39)中可知,当地下水位较高,基坑内排水所造成的水位差较大时,动水压力也愈大;当 G D ≥γ(浮土重度)时,就会推动土壤失去稳定,形成流砂现象。

 (3)管涌冒砂现象 当基坑位于不透水层内,而不透水层下面为承压蓄水层,坑底不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时,基坑底部即可能发生管涌冒砂现象

 (1-1-40)

 式中,H 为压力水头,m;h 为坑底不透水层厚度,m;γ W 为水的重度 kN/m 3 ;γ为土的重度 kN/m 3 。

 (4)防治流砂的方法 防治流砂总的原则是“治砂必治水”。其途径有三种:①减小或平衡动水压力;②截住地下水流;③改变动水压力的方向。具体措施有:

 ①枯水期施工 因地下水位低,坑内外水位差小,动水压力减小,从而可预防和减轻流砂现象。

 ②打板桩 将板桩沿基坑周围打入不透水层,便可起到截住水流的作用;或者打入坑底面一定深度,这样将地下水引至坑底以下流入基坑,不仅增加了渗流长度,而且改变了动水压力方向,从而可达到减小动水压力的目的。

 ③水中挖土 水中挖土是指不排水施工,使坑内外的水压相平衡,不致形成动水压力。如沉井施工,不排水下沉,进行水中挖土,水下浇筑混凝土,这些都是防治流砂的有效措施。

 ④人工降低地下水位

 人工降低地下水位是指截住水流,不让地下水流入基坑,从而不仅可防治流砂和土壁塌方,还可改善施工条件。

 ⑤地下连续墙法 此法是沿基坑的周围先浇筑一道钢筋混凝土的地下连续墙,从而起到承重、截水和防流砂的作用,它又是深基础施工的可靠支护结构。

 ⑥抛大石块,抢速度施工 如在施工过程中发生局部的或轻微的流砂现象,可组织人力分段抢挖,挖至标高后,立即铺设芦席并抛大石块,增加土的压重,以平衡动水压力,力争在未产生流砂现象之前,将基础分段施工完毕。

 此外,在含有大量地下水土层中或沼泽地区施工时,还可以采取土壤冻结法;对位于流砂地区的基础工程,应尽可能用桩基或沉井施工,以节约防治流砂所增加的费用。

 4.填土压实 (1)填土的要求 ①填土要求 含有大量有机物的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于 2%的土壤,冻结或液化状态的泥炭、黏土或粉状砂质黏土等,一般不作填土之用。

 填方工程应分层铺土压实,最好采用同类土壤填筑。如采用不同土壤填筑时,应将透水性较大的土壤置于透水性较小的土层之下,严禁不均匀地混杂在一起使用,以免在填方内形成水囊。

 ②分层铺土的厚度和压实机(见表 1-1-13)

  表 1-1-13

 分层铺土的厚度和压实机 压实机

  分层铺土的厚度与压实遍数

  羊足碾

  58~15 遍

  平碾

  306~8 遍

  蛙式打夯机

  为 200~250mm,每层压实遍数为 3~4 遍

  人工打夯

  每层铺土厚度为不大于 200mm,每层压实遍数为 3~4 遍

  ③回填土含水量 回填土含水量过大、过小都难以夯压密实。为此,要求回填土应有最佳的含水量,即当土壤在这种含水量的条件下压实时,能获得最大的密实度,而且所需的夯击能最小。所以,当回填土过湿时,应先晒干或掺入干土及其他吸水材料;过干时,则应洒水进行湿润,尽可能使土壤保持在最佳含水量的范围内。

 (2)填土的压实方法(见表 1-1-14)

 表 1-1-14

 填土的压实方法 名称

  特点

  碾压法

 由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤

  一切拖动和自动的碾压机具,如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理

  主要用于大面积的填土,如场地平整、路基、堤坝等工程。

  羊足碾只能用来压实黏性土壤

  气胎碾对土壤压力较为均匀,故其填土质量较好

  平滚碾又分为轻型(重 5t 以下)、中型(重 8t 以下)和重型(重10t)三种

  夯实法

 利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,主要用于小面积的回填土

  夯实机具的类型较多,有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯,以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等

  蛙式打夯机轻巧灵活,构造简单,在小型土方工程中应用最广

  优点是,可以夯实较厚的土层,如重锤夯其夯实厚度可达 1~1.5m,强力夯可对深层土壤夯实;但对木夯、石硪或蛙式打夯机等机具,其夯实厚度则较小,一般均在 20cm 以内

 振动法

 将重锤放在土层的表面或内部,借助于振动设备使重锤振动,土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态;此法用于振实非黏性土壤效果较好

  (3)填土压实的质量检验 ①内容。每层土压实后,必要时均应取土壤检验其干密度。

 ②检验方法 常采用环刀法取样测定土的实际干密度。其取样组数为:基坑回填每 20~50m 3 取一组(每个基坑不小于 1 组);基槽或管沟回填每层按长度每 20~50m 取一组;室内填土每层按 100~500m 2 取一组;场地平整填土每层按 400~900m 2 取一组。取样部位应在每层压实后的下半部。取样后先称出土的湿密度并测定含水量,然后按下式计算土的实际干密度:

  (1-1-41)

 式中,ρ 为土的湿密度,g/cm 3 ;W 为土的含水量,%。

 ③检验标准 填土密实度以设计规定的控制于密度 ρ d 作为检验标准。

 (1-1-42)

 式中,λ c 为填土的压实系数;ρ dmax 为填土的最大干密度。

 三、土方工程机械化施工 1.推土机施工(见表 1-1-15)

 表 1-1-15

 推土机施工 名称

  简介

  分类

 推土机按铲刀的操纵机构不同可分为索式和液压式两种

  索式推土机的铲刀系借其本身自重切入土中,因此在硬土中切土深度较小

  液压式推土机使铲刀强制切入土中,故切土深度较大;此外,还可调

 整铲刀的切土角度,灵活性大,是目前常用的一种推土机

  推土机的特点

 构造简单,操纵灵活,运转方便,所需工作面较小,功率较大,行驶速度快,易于转移,能爬 30°的缓坡

  适用于挖土深度不大的场地平整,铲除腐植土并运送到附近的弃土区;平整其他机械卸置的土堆;推送松散的硬土、岩石和冻土;配合铲运机进行助铲;配合挖土机施工,为挖土机清理余土和创造工作面

  开挖深度不大于 1.5m 的基坑;回填基坑和沟槽;堆筑高度在 1.5m 以内的路基、堤坝

  平整其他机械卸置的土堆;推送松散的硬土、岩石和冻土;配合铲运机进行助铲;配合挖土机施工,为挖土机清理余土和创造工作面

  将铲刀卸下后,还能牵引其他无动力的土方施工机械,如拖式铲运机、松土机、羊足碾等,进行土方其他施工过程的施工

  推土机的运距宜在 100m 以内,当推运距离为 40~60m 时,最能发挥其工作效能

  施工方法

  常用的施工方法有:下坡推土、并列推土、槽形推土和分批集中,一次推送

  2.铲运机施工(见表 1-1-16)

 表 1-1-16

 铲运机施工 名称

  简介

  分类

 铲运机有自行式铲运机和拖式铲运机两种

  自行式铲运机的行驶和工作都靠本身的动力设备,不需要其他机械的牵引和

 操纵

  拖式铲运机是由拖拉机牵引,工作时亦靠拖拉机上的卷扬机或油泵进行操纵

  拖式铲运机又分为液压式或索式两种

  特点

 能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作

  对行驶道路要求较低,行驶速度快,操纵灵活,运转方便,生产率高

  适用条件

 适用于大面积场地平整,开挖大型基坑、沟槽,以及填筑路基、堤坝等工程

  可铲含水量不大于 27%的松土和普通土,但不适于在砾石层、冻土地带和沼泽区工作

  铲运较坚硬的土壤时,宜先用松土机把土翻松 0.2~0.4m,以减少机械磨损,提高生产率

  3.单斗挖土机施工(见表 1-1-17)

 表 1-1-17

 单斗挖土机施工 分类

  特点

  正铲挖土机

 因一般只用于开挖停机面以上的土壤,所以只适宜在土质较好、无地下水的地区工作

  其机身可以回转360°,动臂可以升降,斗柄可以伸缩,铲斗可以转动,当更换工作装置后还可以进行其他施工作业

  反铲挖土机

 开挖停机面以下的土壤,不

 需设置进出口通道

  适用于开挖小型基坑、基槽和管沟,尤其适用于开挖独立柱基,以及泥泞的或地下水位较高的土壤

  拉铲挖土机

 工作装置简单,可直接由起重机改装,其特点为铲斗悬挂在钢丝绳下而无刚性的斗柄上

  由于拉铲支杆较长,铲斗在自重作用下落至地面时,借助于自身的机械能可使斗齿切入土中,故开挖的深度和宽度均较大,常用以开挖沟槽、基坑和地下室等;也可开挖水下和沼泽地带的土壤

  抓铲挖土机

 一般由正、反铲液压挖土机更换工作装置而成,或由履带式起重机改装

  可用以挖掘独立柱基的基坑和沉井,以及其他的挖方工程,最适宜于进行水中挖土

  注:单斗挖土机用以挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地;更换工作装置后,还可进行装卸、起重、打桩等其他作业,是工程建设中常用的机械设备。

 4.土方工程综合机械化施工 (1)定义 土方工程综合机械化施工是指以土方工程中某一施工过程为主导,按其工程量大小、土质条件及工期要求,适量选择完成该施工过程的土方机械;并以此为依据,合理地配备

 完成其他辅助施工过程的机械,做到土方工程各施工过程均实现机械化施工。主导机械与辅助机械所配备的数量及生产率,应尽可能协调一致,以充分发挥施工机械的效能。

 (2)举例 ①大型基坑的开挖,当弃土的距离较远时,可选择正铲、反铲或拉铲挖土,以自卸汽车相配合运土。这时就应以挖土机的生产率为依据,结合运输车辆的载重量、行驶速度、运距等因素来确定运输车辆的数量。

 运输车辆的数量要保证挖土机能连续工作,且本身又无停歇等候装车现象。也就是当一辆汽车装满土后,又立刻有一辆汽车开来进行装土。

 ②在进行场地平整时,则可根据地形条件、工程量、工期等要求,全面组织铲运机(或推土机、挖土机)来开挖土壤;用松土机来松土、装载机装土、自卸汽车运土;用推土机平整土壤;用碾压机械进行压实。

 对于独立的柱基,则可用小型液压轮胎式的抓铲或反铲挖土机挖土,配以自卸汽车或装载机和机动翻斗车运土。

 四、爆破施工 爆破是指炸药产生剧烈的化学反应,在瞬间释放出大量的高温、高压气体,冲击和压缩周围的介质,使其受到不同程度的破坏。

 1.炸药(见表 1-1-18)

 表 1-1-18

 炸药 分类

  简介

  岩石硝铵炸药

 有 1 号和 2 号两种,是一种低威力的炸药,适用于爆破中等硬度或软质岩石

  这种炸药对冲击、摩擦,不

 敏感,长时间加热后慢慢燃烧,离火即熄灭,因此非常安全

  易溶于水,吸湿后固结硬化,不能充分爆炸或拒爆,故要注意防潮

  露天硝铵炸药

 有 1 号和 2 号两种

  这种炸药因爆炸后产生有毒气体较多,只能在露天爆破工程中使用

  铵萘炸药

 属硝铵炸药,具有良好的抗水性,可用于一般岩石爆破工程

  铵油炸药

 以硝酸铵为氧化剂,以柴油为可燃

 剂与木粉混合而成的低威钝感炸药,其原料及炸药的贮存和运输都较安全,配制工艺简单,成本低,适用范围广

  不防水,吸湿结块性强

  胶质炸药

 又称硝化甘油炸药,是粉碎性较大的烈性炸药,爆速高,威力大,适用于爆破坚硬的岩石

  此种炸药较敏感,在 8~10℃时冻结,且在半冻结时敏感性极高,稍有摩擦即爆炸,因此适用于 10℃以上地区

  胶质炸药不吸水,可用于水中爆破

  梯恩梯(TNT)

 又称三硝基甲苯,对撞击和摩擦的敏感度不大,但若掺有砂石粉类固体杂质时,

 则对撞击和摩擦的敏感度急剧增高

  不溶于水,但在水中时间太长,会影响爆炸力

  在爆炸时易产生有毒的一氧化碳,黑烟大,不能在通风不良的环境下使用

  黑火药

 为弱性炸药,易溶于水,吸湿性强,受潮后不能使用

  对撞击和摩擦的敏感性高,易燃烧,火星即可点燃

  适用于内部药包爆破松软岩石和土层,开采料石

 和制作导火索

  在有瓦斯或矿尘危险的工作面不准使用

  起爆炸药

 是一种高级烈性炸药,用以制造雷管

  按其敏感度分为正起爆药和副起爆药

  正起爆药如雷汞、迭氮铅等对撞击、摩擦或火的敏感性很高,容易引起爆炸

  副起爆药,如特屈儿、黑索金、泰安等,其敏感性稍低,

 但威力大

  它们的共同特点是爆炸速度很快,在瞬时内产生极大的冲击能,因此常用以起爆其他炸药

  2.爆破漏斗及药量计算 (1)爆破作用范围,可以用一些同心圆表示,称为破坏作用圈。破坏作用圈分类见表 1-1-19。

 表 1-1-19

 破坏作用圈分类 分类

  名称

  压缩圈

 爆破时最靠近药包处的介质受到的压力最大,对于塑性土壤,便被压缩成孔腔;对于坚硬的岩石,便会被粉碎,这个范围称为压缩圈或破碎圈

  松动圈

 在压缩圈以外的介质受到的作用力虽然弱些,但足以使结构破坏,分裂成各种形状的碎块的范围,又称破坏圈

  震动圈

 在破坏圈以外的介质,因作用力只能使之产生震动现象

  (2)爆破作用半径 在压缩圈和破坏圈内为破坏范围,其半径 R 称为破坏半径或药包的爆破作用半径。

 (3)药包分类 ①如果药包埋置深度大于爆破作用半径,爆破作用不能达到地表时,称为内部药包。

 ②如果药包埋置深度接近破坏圈或松动圈的外围,但爆破作用不可能使碎块产生抛掷运动,只能引起介质的松动,则称为松动药包。

 ③反之,若药包爆炸时,而将部分(或大部分)介质抛掷出去,则称为抛掷药包。

 在抛掷爆破中,部分或大部分介质抛掷出去后,在地面形成一个爆破坑,其形状如漏斗称为爆破漏斗。

 (4)爆破漏斗的主要参数

 形成爆破漏斗的主要参数有:最小抵抗线 W;漏斗半径 r;爆破作用半径 R;漏斗可见深度 h 0 。

 为了说明爆破漏斗的大小和爆破介质的多少,一般用爆破作用指数 来表示。不同爆破类型的划分,就是以爆破作用指数 n 为依据。而炸药量的计算又是以标准爆破漏斗为理论依据。

 假定用药量的多少是与漏斗内的介质体积成正比,则计算炸药量 Q 的基本公式为:

 (1-1-43)

 式中,q 为爆破 1m 3 岩石所需耗药量,kg/m 3 ,可参见表 1-1-20;V 为被爆炸岩石的体积,m 3 ;e 为炸药换算系数(表 1-1-21)。

 表 1-1-20

 标准抛掷爆破药包的炸药单位消耗量 q 值

 表 1-1-21

 炸药换算系数 e 值表

 当标准抛掷爆破时,因 r=W,又由于

 所以药包的炸药量为:

 (1-1-44)

 当加强或减弱抛掷爆破时,其药包的炸药量为:

  (1-1-45)

 当仅要求松动爆破时,其药包的炸药量为:

  (1-1-46)

 当为内部爆破时,其药包的炸药量为:

 (1-1-47)

 式中,(0.4+0.6n 3 )、0.33 或 0.2 均为实验爆破系数。

 3.爆破方法 在土木工程中,常用的爆破方法见表 1-1-22。

 表 1-1-22

 常用的爆破方法 分类

  简介

  裸露药包爆破

 此法多用于炸碎岩石和大型爆破中的巨石改炮

  此法耗药量大,为一般浅孔法爆破的 3~5倍;爆破效果不易控制,且岩片飞散较远而易造成事故

  浅孔爆破

 又称炮眼法,一般孔深为 0.5~5m,直径为 28~50mm

  孔眼可用风钻或人工打设,施工操作简便,炸药耗用量少,飞石距离近,岩石破碎较均匀,便于控制开挖面的形状,且可在复杂的地形条件下施工。但其爆破量小,效率低,钻孔工作量大

  炮眼的布置应尽量利用临空面较多的地形,炮眼方向宜与临空面平行。为了提高

 爆破效果,常进行台阶式爆破

  定向爆破

 利用爆破的作用,将大量的土石方,按照指定的方向,搬移到一定的地点

  其基本原理,就是当爆破时,岩土总是沿最小抵抗线的方向抛掷出去,因此,合理选择临空面和布置炮眼是定向爆破的关键问题,以便把形成最小抵抗线的方向能够指向工程需要的方向,而将爆破的岩石抛向指定的位置

  光面爆破

 使爆破工程最终在开挖面上破裂成平整的光面。可使岩层不受明显破坏,且岩壁平整;可减少超挖、欠挖工程量和施工费用;可减少和限制地震效应,以及飞石、冲击波的危险作用,分类见表 1-1-23

  表 1-1-23

 光面爆破方法分类 分类

  简介

  密集空孔爆破

 在开挖轮廓线上布置密集空孔(不装药),靠近空孔布置一排减弱装药的加密炮孔

  此排孔起爆后,在密集空孔周围造成应力集中,沿密集空孔的连心线上爆裂形成光面,把爆破作用和地震效应限制在密集空孔的一侧

  缓冲爆破

 沿开挖轮廓面上打设一排

 加密炮孔,其全部或大部分为减弱药包,药包紧贴朝向自由面的孔壁,孔隙部分用细砂填塞

  在主炮孔起爆后再起爆缓冲炮孔

  预裂爆破

 在轮廓线上布置密集孔眼,构成预裂孔眼

  在主装药爆破孔起爆前先同时起爆预裂孔,便可在预裂孔的联结线上形成宽 1~2cm 的预裂缝

  在主爆孔爆破时,爆破范围外的岩石受到预裂缝的良好保护,具有较好的光面效果和减震作用

  4.起爆技术 为了安全,药包所用的主炸药其敏感性都较低,要使它发生爆炸,必须用起爆炸药引爆。

 (1)起爆材料(见表 1-1-24)

 表 1-1-24

 起爆材料 名称

  简介

  导火索

 可在无电源情况下用以起爆火雷管,或引爆黑火药

  由经压缩的黑火药的线芯,外部包有数层涂有防水层的外皮制成

  使用时应进行外观、燃速等检查,其长度不得少于1.2m,并应有

 相应的安全措施

  传爆线

 其构造系采用爆速高的炸药(黑索金、泰安)做药芯,外表有防水的面层

  一般药量为8~13g/m,爆速60~7200m/s

  传爆线需用雷管引爆,然后再引爆炸药

  传爆线的联结可用串联、并联、并簇联等

  其优点是防水性好、安全,但成本高

  导爆管

 是在半透明的塑料软管内涂有一层高燃混合药的起爆材料

  起爆时,以1700m/s 左右的速度引爆火雷管,但软管不遭破坏

  具有抗火、抗电、抗冲击、抗水和传爆安全等特性

  适用于无瓦

 斯、矿尘的露天、井下、深水、杂散电流大和多排炮孔的微差爆破作业中

  火雷管(普通雷管)

 由外壳,正、副起爆药和加强帽等组成,雷管封闭端有使能量集中的聚能穴,利用其爆炸的聚能效应以提高起爆能力

  由于雷管中常用的正起爆药均为敏感的猛烈炸药,因此在运输、保管和使用中应特别注意安全

  电雷管

 由普通雷管和电力引火装置组成,电雷管通电后,电阻丝发热,使发火剂点燃,引起正起爆药的爆炸,为即发电雷管

  当电力引火装置与正起爆药之间放有缓燃剂时,为迟发雷管(又称延期雷管)

  迟发雷管又有毫秒和秒迟发雷管之分,常用的秒迟发雷管有 4、6、8、10 及 12s等规格,主要用

 于多排药包需要间歇起爆的微差爆破中

  (2)电爆网路 电爆网路由电源、主线、区域线、联结线、端线、电雷管和药包等组成,其联结形式、计算公式、优缺点及适用范围如表 1-1-25 所示。

 表 1-1-25

 电爆网路的联结形式与计算公式

 5.爆破安全措施 爆破工程,应特别重视施工安全,认真贯彻执行爆破安全方面的有关规定,尤其应注意以下几个方面:

 (1)爆破器材的领取、运输和贮存,应有严格的规章制度。雷管和炸药不得同车装运、同库贮存。仓库离工厂或住宅区应有一定的安全距离,并严加警卫。

 (2)爆破施工前,应做好安全爆破的准备工作,划好安全距离,设置警戒哨。闪电鸣雷时,禁止装药、接线,同时应迅速将雷管的脚线、电源线的两端分别绝缘,禁止使用不带绝缘包皮的电线。

 (3)使用电力线路作起爆电源,必须有闸刀开关装置。区域线与闸刀主线的连接工作,必须是在所有爆破孔均已装药、堵塞完毕,现场作业人员已退至安全地区后方准进行。爆破中...

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