学习情境2：一般土石路基施工 129页

路基工程施工主讲：贾海艳专业：道路与桥梁工程技术n学习情境2：一般土石路基施工布置任务1任务分析2获取资讯3制定计划4决策、实施5检查、评估6n学习情境2：一般土石路基施工学习任务：一、路基填筑施工二、路堑开挖施工三、施工机械选择与配套四、路基质量检测与路基整修n学习情境2：一般土石路基施工学习目标：能根据现场土质情况，选择相应路基填筑方式或路堑开挖方法，进行土质路基施工并进行质量控制；能根据实际情况选择相应爆破技术进行石质路基施工并进行质量控制；能根据工程的特点合理选择施工机械并进行合理配置；能进行路基工程的变更处理；能进场路基工程分部分项工程质量检测。n布置工作任务：1、“三分法路基填筑”施工及质量控制2、路基填筑方案变更处理学习情境2：一般土石路基施工3、编写“土质路堑开挖”施工方案4、“石质路堑爆破开挖”方案设计n每4-8个人一组（扮演项目部施工技术员），选出本次组长（轮流制），根据给出的工程项目资料及施工图纸进行分析讨论，然后每个组员独立完成相应工作，并进行资料整理。任务分组，各组对任务进行分析讨论：学习情境2：一般土石路基施工n现场勘察，结合施工图纸资料，通过课程学习、查阅相关标准、规范等资料获取资讯信息。学习情境2：一般土石路基施工n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式一般路基在正常的水文地质条件下，路基填挖不超过技术规范所允许的范围修筑而成的结构物。特殊路基在水文地质特殊条件下，路基的填挖已超过技术规范所允许的范围而修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性。设计要求强度稳定性n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式路基基身设计选择路基横断面形式，确定路基宽度与路基高度；选择路堤填料与压实标准；确定边坡形状与坡度；路基排水设计（排水系统布置和排水结构设计）；路基防护与加固设计；附属设施的设计（弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等）n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式路基横断面的型式因线路设计标高与地面标高的差而不同，一般可归纳为四种类型：路堤：全部用岩土填筑而成的路基；路堑：全部在天然地面开挖而成的路基；半填半挖：一侧开挖、另一侧填筑的路基；不填不挖：路基标高与原地面标高相同。n学习任务一：路基填筑施工路堤横断面形式n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式图1-1是几种常用路堤横断面形式。按其填土高度可划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。（1）矮路堤填土高度低于1.0～1.5m；矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区往往地势低、水文条件较差，易受地面水和地下的影响。台阶形边坡是在边坡中部每隔8～10m设置护坡道，平台宽度为1～3m，用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护。并将平台做成2%～5%向外倾斜的横坡，以利排水。n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式（2）高路堤填土高度大于规范规定的数值，即填方总高度超过18m（土质）或20m（石质）的路堤；高路提填方数量大，占地宽，行车条件差，处理不当极易造成沉陷、失稳，为使路基边坡稳定和横断面经济，需作个别设计。另外，还应注意对边坡进行适当的防护和加固。高路堤通常采用上陡下缓的折线形或台阶形边坡。（3）一般路堤填土高度介于高、矮路堤两者之间（4）随其所处的条件和加固类型不同，还有浸水路堤、陡坡路堤及挖沟填筑路堤等型式。n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式依据路堤高度分类矮路堤：h＜1.0～1.5m一般路堤：h＝1.5～18m高路堤：土质h≥18m岩质h≥20m适应于平坦地区或者取土困难地区需要设边沟需对土基作特殊处理：工作区深度压实度水砂垫层可在路基两侧设取土坑土方量特别大，占地多；行车条件差宜采用折线型或梯形边坡。n学习任务一：路基填筑施工一、路基横断面形式当地面边坡陡于1：5时当地面边坡陡于1：2时注意事项土质地面：须将原地面挖成台阶，台阶宽度大于1m，台阶向内倾斜1～2％坡度石质地面：凿毛宜设置石砌护脚－还起到减少填方数量和压缩路基占地宽度地作用。倾斜地面上方坡脚，须采取措施阻止地面水渗入路堤内。n学习任务一：路基填筑施工全挖式路基为路堑的典型型式，若路堑较深，则边坡稳定性较低，可自下而上逐层放缓边坡成折线形。陡峻山坡上的半路堑，为避免路基外侧的少量填方不易稳定，路中心宜向内移，形成台口式路基。整体性的坚硬的岩层，为节省石方工程，在确保安全可靠的条件下，可采用半山洞路基。路堑横断面形式n学习任务一：路基填筑施工路基横断面形式注意问题a、地质条件差，不宜修筑路堑b、水文条件，必须在路堑两侧设边沟，在路堑坡顶外5m处设置截水沟。c、边坡坡度大于0.3％，应尽量大于0.5％d、当挖方路堑位于土层上时，必须对土基压实处理e、当地下水位比较高时，还需在土基上加铺隔离层。f、尽量少用深路堑n学习任务一：路基填筑施工路基横断面形式路堑边坡的形状可采用直线、折线或台阶形三种型式。对于单一岩层、风化和破碎程度相差不大的坡体，可以采用直线形边坡；若在坡高范围内上下的风化或密实程度有显著差别，则宜采用适用于各自稳定性要求的折线形边坡；当边坡较高易受雨水冲蚀时，宜采用台阶形边坡。n学习任务一：路基填筑施工半填半挖路基横断面型式n学习任务一：路基填筑施工路基基本构造路基的几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度三者所构成。路基宽度，取决于公路技术等级；路基高度，取决于地形和公路纵断面设计（包括路中心线的填挖高度、路基两侧的边坡高度）；路基边坡坡度，取决于地质、水文条件、路基高度和横断面经济性等因素。就路基的整体稳定性来说，路基的边坡坡度及相应采取的措施，是路基设计的主要内容。n学习任务一：路基填筑施工路基基本构造n学习任务一：路基填筑施工路基基本构造路肩，是指行车道外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状部分。路肩通常包括硬路肩和土路肩，硬路肩是指进行了铺装的路肩，常用于高速公路和一级公路；土路肩是指不进行铺装的路肩，用于各级公路。路肩的作用主要是增加路幅的富余宽度，保护和支撑路面结构，供错车、临时停车及行人和非机动车使用，为公路其他设施提供设置场地，汇集路面排水。n学习任务一：路基填筑施工路基基本构造路基高度，路堤填筑高度或路堑开挖深度，是路基设计标高与原地面标高之差。由于原地面横向往往有倾斜，在路基宽度范围内，两侧的相对高差常有所不同。通常，路基高度是指路中心线处的设计标高与原地面标高之差，但对路基边坡高度来说，则指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。所以，路基高度有中心高度与边坡高度之分。n学习任务一：路基填筑施工路基基本构造路基边坡坡度对路基整体稳定起重要作用，正确决定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。公路路基的边坡坡度，可用边坡高度H与边坡宽度b之比值（坡率）表示，常用1︰m或1︰n表示其比率，也可用边坡角a或θ表示。路基边坡坡度n学习任务一：路基填筑施工路基基本构造路基边坡坡度路堤边坡a、型式：直线型、折线型、台阶型直线型：堤顶到堤脚采用同一种坡度，适用于矮、中路堤；折线型：上陡、下缓，较符合受力特点上缓、下陡从施工角度，变坡数不宜太多，适用于高路堤。台阶型：适用于高路堤，在折线型边坡的某一高度加1～2m的护坡道；优点是可以减缓地表径流对边坡的冲刷。路堑边坡m=0.5～1.75n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施为了确保路基稳定和行车安全，一般路基工程有关的附属设施除路基排水、防护加固外，还有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，应正确合理设置。n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施位置：数量、土质、运输条件、自然环境有关。平坦区：设在路堤两侧（取土量较小时）河水淹没桥头引道近旁，不允许设置取土坑。当地面坡度较陡时，取土坑宜设在路堤上侧。当H≥2m，b＝1m当H≥6m，b＝2m取土坑n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施（1）在原地面横坡不大于1：10的平坦地区，可在路基两侧设置取土坑。（2）在横坡较大地区，取土坑最好设在地势较高的一侧，可兼作排水之用。取土坑靠路堤一侧的坡脚边缘应尽量与路堤坡脚平行。（3）取土坑的深度，视借土数量、施工方法及保证排水而定。在平原区浅挖窄取，其深度建议不大于1.0m。如取土数量很大，按地质与水文情况可将取土坑适当加深，以免过多增加宽度而多占土地。取土坑内缘至路堤坡脚应留一定宽度的护坡道，其外缘至用地边界的距离应不小于0.5m，并不大于1.0m。取土坑n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施d≥3.0mdmax＝H＋5.0m弃土堆原则：①填补地面坑洞、田洼地；②尽量占荒地1、一般做成梯形断面，边坡不宜陡于1：1.5，高度不宜超过3m。2、当原地面坦于1：50，路旁两侧均可设弃土堆3、当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。4、对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施弃土堆通常设在就近低地或路堑的下坡一侧。深路堑或地面横坡缓于1︰5时，可设在路堑两侧。弃土堆一般可堆成梯形横断面，其边坡不应陡于1︰1.5，顶部向路基外倾斜横坡应不小于2%，高度不宜超过3.0m。在上坡一侧的弃土堆，应连续而不中断，并在弃土堆外侧设置截水沟。在下坡一侧的弃土堆，应每隔50～100m设置不大于1m宽的缺口，以利排水。沿河弃土不得阻塞河流，挤压桥孔或冲刷河岸。弃土堆n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施三、护坡道目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。设置护坡道加宽了路基边坡横距，减小了边坡的平均坡度，使边坡稳定性有所提高，护坡道愈宽，愈有利于边坡稳定，但填方数量也随之增大。通常护坡道宽度d至少1.0m，并随边坡高度增大而增加，边坡高度h≤3.0m时，d=1.0m；h=3～6m时，d=2.0m；h=6～12m时，d=2～4m。n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施四、碎落台碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施四、碎落台碎落台常设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处,位于边沟的外缘,有时亦可设置在挖方边坡的中间。设置碎落台的目的主要是供零星土石碎块下落时临时堆积,不致堵塞边沟,同时也起护坡道的作用。碎落台宽度一般应大于1.0m,如考虑同时起护坡作用,可适当防宽。碎落台上的堆积物应定期清除。n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施五、堆料坪和错车道堆料坪可根据地形及用地条件在公路的一侧或两侧交错设置，并与路肩毗连，堆料坪间距一般为100～200m，长度约3～8m,宽为2m。机械化养路或较高级路面可以不设,另设集中备用料场。n学习任务一：路基填筑施工路基附属设施五、堆料坪和错车道单车道公路,由于双向行车会车和避让的需要,通常每隔200～500m设置错车道一处,其长度不得短于30m,两端各有10m长的过渡段,中间10m供停车用。单车道路基宽度为4.5m,错车道处路基宽度6.5m。错车道应选在有利地点，并使相邻两错车道之间能够通视，以便驾驶员能及时将车驶入错车道，避让来车。n学习任务一：路基填筑施工（一）填料选择：填筑路堤用的大量填料，一般是就近取用当地土石。为保证路堤的强度和稳定性，应选用强度高、稳定性好的土石作填料。如：碎石、砾石、卵石、粗砂等透水性好的填料，它们不易被压缩、强度高、水稳定性好，填筑时不受含水量限制，分层压实后较易达到规定的施工质量，此类材料优先使用。二、路堤填筑施工工艺流程n学习任务一：路基填筑施工（一）填料选择：（1）为节省投资和少占耕地或良田，一般应利用附近路堑或附属工程的弃方作为填料；若要外借，应将取土坑设在沿线的荒山、高地或劣田上。（2）用透水性不良或不透水的土如粘土作路堤填料时，必须在最佳含水量下分层填筑并充分压实。（3）粉质粘土的水稳定性和冰冻稳定性均较差，不宜作路堤填料，在季节性冰冻在区更应慎用。n学习任务一：路基填筑施工（一）填料选择：（4）砾（角砾）类土、砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。（5）泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐超过允许限量的土，不得直接用于填筑路基。（6）液限大于50%及塑性指数大于26的土一般不宜用作路基填料，如非用不可时，除要求在接近最佳含水量的情况下充分压实外，还应设置完善的排水设施，也可采取改良土性的其他技术措施。n学习任务一：路基填筑施工（一）填料选择：（7）填石路堤的石料强度不小于15MPa；用于护坡的石料强度不小于20MPa；最大粒径不宜超过分层压实厚度的2/3。（8）桥涵台背和挡土墙墙背填料应优先选用内摩擦角值较大的砾（角砾）类土、砂类土填筑。n学习任务一：路基填筑施工（一）填料选择：路基部位（路面底面以下深度）填料最小强度CBR（%）填料最大粒径（cm）高级路面其它路面上路床（0～30cm）8610下路床（30～80cm）5410上路堤（80～150cm）4315下路堤150cm以下3215路基填料最小强度和最大粒径要求注：1、当路床填料CBR值达不到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理。2、粗粒土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/3。n学习任务一：路基填筑施工（二）基底处理：（1）做好原地面临时排水工作（2）当路堤基底的原状土强度不符合要求时，应进行换填处理，挖深不小于30cm，并分层找平压实。（3）对于山坡路堤，在地面坡度陡于1︰5的稳定斜坡上填筑路堤时，为使填方部分与原地面紧密结合，基底应挖成台阶，以防堤身沿斜坡下滑。路堤填筑施工工艺流程n学习任务一：路基填筑施工路堤填筑必须考虑不同的土质，从原地面逐层填筑，并分层压实，每层厚度随压实方法而定。按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案。（三）填筑工艺（1）填筑方式：1）水平分层填筑：填筑时按横断面全宽分层向上填筑；n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（1）填筑方式：2）纵坡分层填筑：适用于推土机或铲运机从路堑取土填筑，运距较短的路堤，依纵坡方向分层、逐层推土填筑；n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（1）填筑方式：3）竖向填筑法（横向全高填筑）（如下图示）：从路基一端按各横断面的全部高度，逐步推进填筑，适用于无法自下而上，分层填土的陡坡、断岩或泥沼地区；n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（1）填筑方式：4）混合填筑法：当高等级公路路线穿过深谷陡坡，尤其是要求上部的压实度标准较高时，施工时下层采用横向填筑，上层采用水平分层填筑。n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（2）旧路拓宽填筑方法：旧路拓宽改造需要加宽路堤时，所用填土应与原路堤用土尽量接近或为透水性好的土，并将原边坡挖成向内倾斜的台阶，分层填筑，碾压到规定的密实度。严禁将薄层新填土贴在原边坡的表面。n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（3）不同土质混填时的方法：对于不同性质的土混合填筑时，应视土的透水能力的大小，进行分层填筑压实，并采用有利于排水和路基稳定的方式。一般应遵循以下原则：n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（3）不同土质混填时的方法：1）以透水性较小的土填筑路堤下层时，其顶面应做成4﹪的双向横破；若要将其填筑在上层时，除干旱地区外，不应覆盖在透水性大的土所填的下层边坡上。n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（3）不同土质混填时的方法：2）不同性质的土应分别填筑，不得混填。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m；3）凡不因潮湿及冻融而变更其体积的优良土应填在上层，强度较小的土应填在下层。n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺上图不同土质混填中，哪些是正确的填筑方式？哪些是错误的方式？n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺不同土质混填正确方式不同土质混填错误方式n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺1）必须坚持在隐蔽工程经监理工程师检查验收认可后，才能进行回填土施工。2）桥涵及其构造物处的填料，除涉及文件规定外，应采用砂类土或透水性土。否则应先经改良处理后方可使用。（4）桥涵及其他构造物处的填筑施工n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺3）结构物处填土应分层填筑，每层松浦厚度不宜超过15cm，在回填压实施工中，应做到对称回填压实，并保持结构物完好无损。压路机压不倒的地方应换用小型机具夯实。4）涵洞缺口填土应在两侧对称均匀分层回填压实。（4）桥涵及其他构造物处的填筑施工n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺1）石方路堤分层填筑时，应事先安排好石料运输路线，按规定的施工方案先低后高，先两侧后中央卸料，并用大型推土机水平分层，摊铺平整，个别不平处用人工以细石块、石屑找平。2）人工填筑粒径大于25cm的石料时，应先铺大块石料，块石大面向下，摆放平稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。（5）填石路基施工n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺3）填石路堤的填料如岩性相差较大，则应将不同岩性填料分层或分段填筑压实。分层厚度，高速公路和一级公路应不宜大于50cm;其他公路填筑厚度不宜大于1.0m。4）填石路堤填料强度不应小于15MPa，石料最大粒径不宜超过层厚的2/3。（5）填石路基施工n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺5）当填料级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间空隙较大时，为保证填石路堤的强度和稳定性，在水源丰富的条件下可用水沉积法填筑路基－－即将石渣、石屑、中粗砂等扫入石块间空隙中，用压力水将这些细料冲入填料层下部，如此反复数次，使石料空隙填满。（5）填石路基施工n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（5）填石路基施工6）高速公路和一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内用符合路床要求的土填筑，土的最大粒径不超过10cm，分层压实。其它公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内用符合路床要求的土填筑。n学习任务一：路基填筑施工（三）填筑工艺（6）土石混填路基施工1）天然土石混合材料中石料强度大于20MPa时，石块最大粒径不得超过压实厚度的2/3，超过应清除；2）土石混合填筑时，不得采用倾填法施工，应分层填筑、分层压实、松铺厚度宜为30~40cm或经试验确定；3）土石混填时，当石料含量超过70﹪时，应先铺大块石料，且大面向下，放置平稳，再铺小石料、石屑嵌缝找平；4）高速公路及一级公路土石混填路床顶面以下30~50cm范围内应填筑符合要求的土并分层压实。n学习任务一：路基填筑施工n学习任务一：路基填筑施工n学习任务一：路基填筑施工n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实碾压是路基填筑工程的一个关键工序，有效地压实路基填筑土，才能保证路基工程的施工质量。压实的意义：密实度提高，透水性降低，毛细高度降低，变形减小，强度和水温稳定性提高。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实压实的机理：压实排除土内气体，土粒彼此挤紧，内摩擦阻力和粘结力提高，最终导致强度增加，稳定性提高。压实标准衡量路基的压实程度是实际达到的干容重与室内标准试验所得的最大干容重的比值，即压实度或称压实系数。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实1）影响路基压实的因素内因：含水量；土质；外因：压实功能；压实机具和方法等n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实含水量对压实的影响对密实度的影响：最佳含水量w0→最大密实度γ0对强度的影响：含水量wk→最大强度Emaxw0>wk→如何选择？对水稳定性的影响：饱水后，土体密实度和强度均降低，但在w0降低幅度最小。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实土质对压实的影响：不同土质，w0、γ0不同；粘性较高的土，w0较高，γ0较低；亚砂土和亚粘土的压实性能较粘性土好。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实压实功能的影响：同一种土的w0随压实功能的增大而减小，γ0随压实功能的增加而增大；在相同含水量条件下，压实功能越大，土的密实度越大。当压实功能增加到一定程度后，土的密实度增加不明显，甚至会破坏土基结构。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实压实机具和方法的影响：压实机具不同，压力传布的有效深度不同；压实机具质量较小时，荷载作用时间越长，土的密实度越高，密实度的增长随作用时间的增长而减小；压实机具较重时，土的密实度随荷载作用时间的增加而迅速增大，超过某一时间限度，土基变形增加而破坏。碾压速度越高，压实效果越差。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实2）压实方法碾压时，应遵循先轻后重，先慢后快，先静后动，先边缘后中间，先低后高的原则。碾压时，横向接头的轮迹应有一部分重叠，对振动压路机一般重叠40～50cm，对三轮压路机一般重叠1/2后轮宽，前后相邻两区段亦宜纵向重叠1～1.5m。应做到无漏压、无死角和确保碾压均匀。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实2）压实方法不同的填料和场地条件选择不同的压实机械：一般地：轻型光轮压路机（6t～8t）适用于各种填料的预压整平；重型光轮压路机（12t～15t）适用于细粒土、砂类土和砾石土；重型轮胎压路机（30t以上）适用于各种填料，尤其是细粒土。气胎压力应根据填料种类进行调整，土颗粒越细气压越高；羊足碾最适用于细粒土，亦适用于粉土质与粘土质砂，需有光轮压路机配合对被翻松的表层进行补压。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实3）土基压实标准压实度：工地上压实达到的干密度γ与室内标准击实试验所得的该路基土的最大干密度γ0之比。重型击实标准轻型击实标准压实度的要求：受力状态；路基路面设计要求；施工条件；气候等。n学习任务一：路基填筑施工（四）路基压实3）土基压实标准土基压实度检测方法：灌砂法环刀法灌水法核子密度湿度仪法n学习任务二：路堑开挖施工一、路堑边坡路堑开挖后，破坏了原地层的天然平衡状态，边坡稳定性主要取决于自然产状的地质与水文地质条件以及边坡高度和坡度。采用路堑横断面时，要选用合适的边坡坡率，加强排水，处治基底，确保边坡的稳定可靠，保证基底不致产生水温情况的变化。路堑必需设置边沟，以排除边坡和路基表面的降水。为防止山坡水流向路堑，在路堑边坡的上方应设置截水沟，要求其位置距坡顶大于5m。n学习任务二：路堑开挖施工一、路堑边坡路堑边坡的形状可采用直线、折线或台阶形三种型式。对于单一岩层、风化和破碎程度相差不大的坡体，可以采用直线形边坡；若在坡高范围内上下的风化或密实程度有显著差别，则宜采用适用于各自稳定性要求的折线形边坡；当边坡较高易受雨水冲蚀时，宜采用台阶形边坡。n学习任务二：路堑开挖施工二、土质路堑开挖方式路堑开挖是将路基范围内设计标高这上的天然土体挖除并运到填方地段或其他指定地点的施工活动。开挖路堑破坏土体原来的平衡状态，开挖时保证挖方边坡的稳定性是一个十分重要的问题。n学习任务二：路堑开挖施工二、土质路堑开挖方式开挖原则：因地制宜、加快施工速度、保证施工质量和施工安全。综合考虑工程量大小、路堑深度和长度、开挖作业面大小、地形与地质情况、土石方调配方案、机械设备等因素，制定切实可行的开挖方式。根据路堑深度和长度，开挖时可分为：▲横挖法；▲　纵挖法；▲　混合式开挖法。n学习任务二：路堑开挖施工二、土质路堑开挖方式横挖法：是从路堑的一端或两端在横断面全宽范围内向前开挖。主要适用于短而浅的路堑。路堑深度不大时，一次挖到设计标高的开挖方式称为单层横挖法；若路堑较深，为增加作业面，以便容纳较多的施工机械，形成多向出土以加快工程进度，而在不同高度上分成几个台阶同时形容的方式称为多层横挖法。n学习任务二：路堑开挖施工二、土质路堑开挖方式n学习任务二：路堑开挖施工二、土质路堑开挖方式纵挖法：是开挖时沿路堑纵向将开挖深度范围内的土体分面厚度不大的土层依次开挖。分为：分层纵挖法、通道开挖法。分层纵挖法路堑宽度和深度不大的情况，在路堑给断面全宽范围内综合信息同分层开挖；通道开挖法适宜于路堑较长、较宽、较深而两端地面坡度较小的情况。开挖时先沿纵向分层，每层先挖出一条通道，然后开挖通道两旁，通道作为机械运行和出土的线路。n学习任务二：路堑开挖施工二、土质路堑开挖方式混合式开挖法是将横挖法和纵挖法混合使用。开挖时先沿纵向开挖通道，然后从通道开始没横向坡面挖掘，每一开挖坡面能容纳一个施工作业组或一台机械。在挖方量较大地段，还可沿横向再挖通道以安装运土转运装置或布置运土车辆。适用于路堑纵向长度和深夜都很大的地段。n学习任务二：路堑开挖施工三、石质路堑开挖方法采用何种开挖方法以加快工程进度，是石质路堑开挖的重要问题。通常应根据岩石的类别、风化程度、节理发育程度、施工条件及工程量大小等选择爆破法、松土法或破碎法进行开挖。爆破法是利用炸药爆炸的能量将土石炸碎以利挖运或借助爆炸能量将土石移到指定位置。爆破法开挖石质路堑具有工效高、速度快、劳动力消耗少、施工成本低。n学习任务二：路堑开挖施工三、石质路堑开挖方法松土法是充分利用岩体的各种裂缝和结构面，先用推土机牵引松土器将岩体翻松再用推土机或装载机与自卸汽车将翻松的岩块搬运到指定的地点。多齿松土器适用于松动较破碎的薄层岩体；单齿松土器适用于松动较硬的厚层岩体；n学习任务二：路堑开挖施工三、石质路堑开挖方法破碎法开挖是利用破碎机凿碎岩块，然后进行挖运等作业。它是将凿子安装在推土机或挖土机上，利用活塞的冲击作用使凿子产生冲击力以破碎岩石。破碎法主要用于岩体裂缝较多，岩块何种小、抗压强度低于100MPa的岩石。破碎法效率不高，只能用于爆破法、松土法不能使用的局部场合，作为爆破法、松土法的辅助方式。n学习任务二：路堑开挖施工四、爆破法开挖路堑爆破方法一般分为中小型爆破和大爆破。中小型爆破包括：裸露药包法、炮孔法（钢钎炮、深孔爆）、药壶法（葫芦炮）、猫洞法。大爆破为洞室爆破，炸药用量在1000kg以上。施工中应根据工程量的大小和集中程度、地形、地质条件及路基横断面形式等因素确定以济适用、安全可靠的爆破方法。n学习任务二：路堑开挖施工这种方法是将药包直接旋转在岩石表面或经过处理的石缝中，药包表面用草皮、泥土或橡胶条网覆盖后进行爆破。由于炸药利用率低，裸露药包法仅限用于爆破孤石或大块岩石的二次爆破。（一）中小型爆破法1、裸露药包法四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工2、炮孔法（钢钎炮）炮孔法炮孔直径小于7cm，深度小于5m。由于炮孔浅，用药量少，每次爆破的石方量不大，在路基石方工程量大而集中时，很少采用这种方法。炮孔法操作简单、机动性好，耗药时少，在工程分散、石方量少及地形艰险地段仍是适宜的四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工3、深孔爆破深孔爆破的炮孔直径大于7cm，深度超过5m，使用延长药包爆破，炮孔需用大型凿岩机或钻机。深孔爆破法的装药量大，一次爆破量大，施工进度快，爆破效率高，对路基边坡稳定性的影响比大爆破小，爆破效果容易控制，比较安全。但深孔爆破法需要使用大型机械，施工准备和转移工地比较困难，因此，多用于石方工程量大而集中的工地。四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工3、深孔爆破四、爆破法开挖路堑傍山半路堑开挖，亦称傍山开挖、单侧边坡开挖或半挖半填开挖多平行线路方向钻孔；与边坡平行钻孔或垂直钻孔；高边坡路堑，分层布孔n学习任务二：路堑开挖施工4、药壶法（葫芦炮）药壶法俗称葫芦炮，爆破时先将少量炸药装入炮孔底部，经一次或多次爆破后扩大成葫芦形，这样炸药将基本集中于炮孔底部的药壶内，使爆破效果大大提高。药壶法炮孔深度常为5－7m，装药量10－60kg，适用于开挖均匀致密的粘土（硬土）、次坚石、坚石。但对于炮孔深度小于2.5m、节理发育的软石、地下水发育或在雨季施工时不宜采用。四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工5、猫洞法猫洞法是集中将药包放入直径为20－50cm、深度为2－6m的水平或略微倾斜的炮洞底部进行爆破。猫洞法的特点是充分利用岩体的崩坍作用，能用较浅的炮洞爆破较高的岩体。适用于硬土、胶结良好的古河床、冰渍层、软石和节理发育的次坚石，还可以利用坚石的裂隙形成炮洞或药室进行爆破。四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工6、微差爆破微差爆破是指相邻两个药包或前后排药包以数十毫秒的时间间隔（一般为15－75ms）依次起爆。特点是在装药量相等的条件下可减震1/3－2/3左右。前发药包为后发药包开创临空面，从而加强了对岩石的破碎作用，同时降低岩石堆集高度以利清方。由于是依次爆破，减少了岩石夹制力，可节省的20%的炸药，并可增大的孔距，提高每米钻孔的爆破方量。四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工7、光面爆破和预裂爆破光面爆破是在开挖界面的周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面的情况下，控制抵抗线和药量的方法使爆破后的坡面顺直、平整。四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工7、光面爆破和预裂爆破预裂爆破是在开挖界限处按适当间隔排列炮孔，在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下，用控制量的方法预先炸出一条裂隙，使拟爆破岩体与山体分离，作为隔震减震带，从而消除和减弱开挖界面以外的山体或建筑物的破坏俢。四、爆破法开挖路堑n学习任务二：路堑开挖施工三、石质路堑开挖方法1、抛掷爆破（扬弃爆破）（1）平面地形的抛掷爆破：适用于平坦地形或自然坡度小于15度的地段，如平地拉槽路堑。石质为软石时，为使石方大量扬弃到路基两侧，通常要采用加强抛掷爆破，抛掷率在80%左右。这种方法消耗炸药量大，并且影响路堑边坡的稳定，因此在路基工程中很少采用。（二）大型爆破法n学习任务二：路堑开挖施工（2）斜坡地形的抛掷爆破这种方法适用于自然坡度小于15－50度、岩体较松软的的路段。在具有较大临空面的傍山深路堑及半填半挖路基，爆破时石块将向较低方向抛掷，设计抛掷率一般为60%左右。这种方法耗炸药量较大，对路堑边坡的稳定性影响较大，应慎重选用。四、爆破法开挖路堑（二）大型爆破法n学习任务二：路堑开挖施工2、抛坍爆破这种方法适用于地面横坡大于30度、地形地质条件单一、临空面大的半填半挖路基。爆破时充分利用了岩体本身的自重滑坍作用，使爆破效率得以提高，对路堑边坡影响较小，是一种有效的爆破方法。四、爆破法开挖路堑（二）大型爆破法n学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理1、药包在无限介质内的作用1）药包的分类（1）中药包：形状接近球形或立方体，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直角六面体。（2）延长药包：高度超过直径四倍的圆柱体和最长边超过最短边四倍的直角六面体。（3）分集药包：是提高炸药有效能量利用率的新型装药方式，是将一个集中药包分为两个保持一定距离集中的子药包。n学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理按介质破坏程度的不同，药包爆炸的影响范围分为四个区（如图）：压缩区、抛掷区、松动区、振动区。n学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理2、药包在有限介质内的爆破作用与爆破漏斗1）药包在有限介质内爆炸时，药包的球形爆破作用，在具有临空面的表面，都会形成漏斗状的爆破坑。2）这种爆破坑的形状、数量和大小、不但与药包量大小、炸药性能、介质的性质等有关，同时还与临空面的数量和所处的边界条件有关。n学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理2、药包在有限介质内的爆破作用与爆破漏斗3）当临空面不只是一个，而是数个或个别作用圈，且最小抵抗线均相等时，则在各临空面内均形成爆破漏斗，爆能将在各临空面内均匀分布；当药包中心至各临空面的最短距离不相等时，其最小的一个才是药包的最小抵抗线。n学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理爆破漏斗可以用以下要素来描述：（1）最小抵抗线W（2）爆破漏斗半径r0（3）抛掷漏斗半径Rn学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理最小抵抗线W确定方法n学习任务二：路堑开挖施工五、爆破法组织设计（一）爆破原理爆破作用的性质可用爆破作用指数n来表示，n即爆破漏斗半径r0与最小抵抗线W之比：n=r0/W。（1）当r0=W时，n=1，称为标准抛掷爆破，在水平条件下抛掷率E＝27%，漏斗顶部夹角成直角；（2）当r0>W时，n>1，称为加强抛掷爆破，抛掷率E＞27%，漏斗顶部夹角＞90度；（3）当r0