給水排水工程施工土石方工程

給水排水工程施工中國建筑工業(yè)出版社3/2/20230目錄第一章土石方工程

◆第一節(jié)土的性質及分類

◆第二節(jié)溝槽與基坑斷面的選擇及土方量的計算

◆第三節(jié)溝槽與基坑開挖

◆第四節(jié)溝槽支撐

◆第五節(jié)土方回填

◆第六節(jié)石方爆破第二章施工排水

◆第一節(jié)概述

◆第二節(jié)明溝排水

◆第三節(jié)人工降低地下水位目錄

3/2/20231第一章土石方工程

第一節(jié)土的性質與分類一、土的三相圖及物理性質(一)土的三相圖土是巖石風化后經搬移、堆積而成的。由礦物固體顆粒、水分和空氣組成，稱為土的三相組成，其中，固相是礦物顆粒及有機質；液相是水；氣相是空氣。礦物固體顆粒有大小不等的粒徑和形狀，自漂石至細微的粘土顆粒。粒徑大小稱為粒度。相近的粒度化為一組。礦物顆?？煞殖刹煌牧＝M。自然土都是由鄰近的幾種粒組的礦物顆?；旌辖M成。礦物固體顆粒由各種礦物組成，是土的主要成分，也是決定土性質的主要因素3/2/20232

在土木工程中，把整片巖石也視為承載荷載的的地基土。礦物顆粒構成土的骨架。顆粒之間有孔隙。水與空氣填充骨架間的孔隙。土中水分為自由水、薄膜水和吸著水。自由水可在土的孔隙間流動，一般又稱為自由地下水或簡稱地下水。吸著水是緊附在顆粒外表的一層水，沒有出水性，其性質接近于固體，不凍結，土受壓時不移動，在105℃以上蒸發(fā)。薄膜水在吸著水的外層，離顆粒外表愈遠，愈容易從固態(tài)轉變?yōu)樽杂伤Ｍ林兴€以水汽狀態(tài)存在。由于土的三相是混合分布的(1-1a)，礦物顆粒間又有孔隙，因此土具有碎散性、壓縮性、顆粒間可以相對移動性和透水性。土中三相組成的比例，反映了土的狀態(tài)和物理性質。為了闡述和標記方便，取一土樣，將土樣中三相的各個局部集合起來，畫出土的三相圖(1-1b)。(二)土的主要物理性質指標3/2/20233

1.土的密度γ土在自然狀態(tài)下單位體積的質量，稱土的密度，即(1-1)單位體積內干土顆粒質量稱為土的干密度γd，即(1-2)土孔隙充水飽和的單位體積土的質量稱為飽和密度，即(1-3)式中，γw為水的密度，10KN/m3.土密度與土壓密度有關，土愈密實，土的密度愈大。3/2/20234

2.土的天然含水量W和土的飽和度(潤濕度)Sr土的天然含水量ω又稱質量含水量，是一定體積的土內水質量與顆粒質量之比的百分數。

(1-4)土的天然含水量變化范圍很大，與土顆粒的礦物性質、埋藏條件等因素有關。土的飽和度Sr又稱土的相對含水量，表示土的孔隙中有多少局部充滿了水，即土內水的體積與孔隙體積之比，(1-5)完全干的土，Vw=0,Ww=0,那么Sr=0;完全飽和的土，Vw=Vv，那么Sr=100%.工程上根據飽和度不同，把土分為3/2/20235

稍濕土、濕土和飽和土3種。按地基根底設計標準規(guī)定，飽和度在50%以下的土稱稍濕土，飽和度在50%~80%為濕土，飽和度在80%~100%為飽和土。3.土中固體顆粒的相對密度ds土的固體顆粒單位體積的質量與水在4℃時單位體積的質量之比稱為土中固體顆粒的密度，簡稱顆粒的相對密度。即(1-6)式中，γw—4℃時水的單位體積質量為10KN/m3.土顆粒相對密度取決于土的礦物和有機物組成，粘土顆粒相對密度一般為27~27.5，砂土顆粒相對密度一般為26.5。4.土的孔隙度n和孔隙比e3/2/20236

孔隙度和孔隙比都是說明土的松密程度的指標?？紫抖缺硎就羶瓤紫端嫉捏w積，按百分數表示；孔隙比為土內孔隙體積與土粒體積之比值。兩者的關系式為：(1-7)(1-8)但是，土樣的孔隙度在土樣被壓縮前后是會變化的?？紫抖葻o法表示壓縮量多少，因為土被壓縮后，土的總體積改變了，土的孔隙體積也改變了。壓縮量h用孔隙比e表示。(1-9)式中，h—壓縮量；3/2/20237

e1—壓縮前土的孔隙比；e2—壓縮后土的孔隙比；h—壓縮前土層厚度?？紫抖群涂紫侗仁歉鶕芏取⒑亢拖鄬γ芏仍囼灥慕Y果，經計算求得。二、土的狀態(tài)指標土的狀態(tài)指標就是土的松密程度和軟硬程度的指標。標準貫入實驗錘擊數是非粘性土(砂、卵石等)的松密程度指標。砂類土的密實程度標準如表1-1所列。這種分類方法簡便。但是沒有考慮砂土顆粒級配對砂土狀態(tài)可能產生的影響。密實度反映土得承載能力。用孔隙比e值來表示砂土的密實程度時，可能會因顆粒形狀而導致不能正確反映。例如：顆粒均勻的密砂，e較大；而顆粒不均勻的松砂，那么e較小。因此，應該把3/2/20238

天然狀態(tài)砂土e與最松狀態(tài)emax與最密狀態(tài)emin座相比照較，用相對密實度Dr表示砂土的密實狀態(tài)。土的相對密實度Dr為：(1-10)式中，e—砂土的天然孔隙比；emax—砂土的最大孔隙比；emin—砂土的最小孔隙比。一般規(guī)定，Dr0.33,為松散狀態(tài)；0.33Dr0.67,為中密度狀態(tài)；Dr0.67,為密實狀態(tài)。天然狀態(tài)下粘性土的軟硬程度取決于含水量多少：枯燥時呈密實固體狀態(tài)；在一定含水量是具有塑性，稱塑性狀態(tài)；在外力作用下能沿力的作用方向變形，但不斷裂也不改變體積；含水量繼續(xù)增加，大多數土顆粒被3/2/20239

自由水隔開，顆粒間內摩擦力減小，土具有流動性，力學強度急劇下降，稱流動狀態(tài)。根據含水量的變化，粘性土可呈4種狀態(tài)：流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)。流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)之間分界的含水量，分別稱為流性限界(又稱液界ωL)、塑性界限(又稱塑界ωP)和收縮限界ωγ。粘性土的塑限一般采用人工滾搓方法測得。將粘土樣用手在毛玻璃上搓成直徑約3mm，長度約為8~10mm，外表出現裂紋的細土條。此時細土條的含水量為塑限含水量，即為塑限。粘性土的液限可用錐式液限儀測得，見圖1-2所示。將調成濃糊狀試樣裝入盛土杯中，刮平外表，將質量為76g和錐角為30的圓錐體置于試樣外表。椎體由于自重而下沉，當下沉終深恰為10mm時，此時試樣的含水量為液限含水量。3/2/202310

土的組成不同，塑限和液限也不同，單用土的含水量無法說明土的軟硬程度，而需用液性指數IL來表示：(1-11)式中ω——土的天然含水量；ωP——土的塑限；ωL———土的液限。當IL0時，土處于固態(tài)或半固態(tài)；當0IL1時，土處于塑態(tài)；當IL時，土處于流態(tài)。如果土中的粘土顆粒較多，那么土顆粒的比外表積較大，須有較大的含水量才能使土呈塑態(tài)和流態(tài)，因而塑限和流限都要高些。在土的流限和塑限之間，土都呈塑性狀態(tài)。流限和塑限之差稱塑性指數IP，即(1-12)3/2/202311

塑性指數表示粘土處在可塑狀態(tài)時，含水量的變化范圍，塑性指數愈大，土吸附的水量愈多，即土的顆粒愈細或礦物成分吸水能力愈大，粘性土的結構和狀態(tài)相似，那么塑性指數相近，力學性質相似，塑性指標是一個反映土的粒徑級配、礦物成分和溶解于水中的鹽分等土組成情況的指標。因此，粘性土可按塑性指數指標來分類，即粉質粘土：10IL17；粘土：IL17。三、土中應力及其分布構筑物沒有修建前，由于土體本身質量引起的土中應力，稱自重應力。距地表h深度處的顆粒M受到土層土質量作用而產生的自重應力為;(1-13)式中γ——土的重力密度。3/2/202312

當地基土各層的土質不同(圖1-3)，那么自重應力為

(1-14)式中n—土層數；γi—第i土層的土重度；hi—第i土層的厚度。這樣計算時，是假定沒有側向變形和剪切變形，只產生垂直變形。由于土的覆蓋面積很大，實際情況根本符合這樣的假設。構筑物荷載作用于地基，導致地基上產生應力，這種荷載稱為附加荷載，這種應力稱為附加應力。當地基受到集中荷載作用時，距地表下某一深度的附加應力分布如圖1-4所示。在地基的不同深度，附加應力的分布如圖1-5所示。但應力值隨深度的增加而減少。3/2/202313

四、土的壓縮性土顆粒之間有孔隙。土受壓力作用后，孔隙體積被壓縮，這是土的壓縮性。與土中孔隙相比，土中顆粒和水可以認為是不被壓縮的。因此，土體壓縮可以認為只是土中孔隙被壓縮，孔隙體積VV減少。壓力愈大，孔隙體積減少愈多。被水充盈的土孔隙，只有當水被排走后才會被壓縮。土在壓力作用下，土內孔隙水排出，孔隙體積減少，土的骨架與孔隙水所受的壓力逐漸調整，三者同時進行，是一個排水、體積減少和壓力傳遞的過程。在一定壓力作用下，這個過程從起始到終結要經歷一定時間。因此，土壓縮是一個時間過程。壓縮過程時間的長短，隨土質、壓力和含水量的不同而不同。五、土得抗剪強度土得抗剪強度是土抵抗剪切破壞的性能。如圖1-6所示，土樣放在面積為A的剪力盒內，并受3/2/202314

垂直壓力N和水平力T作用，此時，在土樣內產生法向應力:

(1-15)而在剪切面上產生剪應力：

(1-16)隨T的增大而增大。但T在一定限值內并不會導致土樣剪切破壞。這是因為在剪切面上產生的剪應力小于土的抗剪強度時，土樣就不會剪壞。當T增加到T’時，在剪切面上發(fā)生土顆粒相互錯動，土樣破壞。土樣開始破壞時，剪切面上的剪應力稱土的抗剪強度f：(1-17)3/2/202315

T’隨N的增大而增大。土的抗剪強度有剪切試驗求得。以不同的N和T’進行3~5次實驗，求出各次的、值，在直角坐標紙上將各個、點連接成一直線，該連線稱土的抗剪強度曲線，如圖1-7所示為砂土抗剪強度曲線，連線通過原點，那么(1-18)式中φ—土的內摩擦角。砂是散粒體，顆粒間沒有相互的粘聚作用，砂的抗剪強度來源于顆粒間摩擦力。由于摩擦力來源于土內部，稱內摩擦角。粘性土抗剪強度組分，除了內摩擦力外，還有一局部粘聚力。粘性土顆粒粒徑很小，粘聚力來源于土顆粒間產生電分子吸引力和土中天然膠結物質對土粒的膠結作用，粘性土的抗剪強度曲線如圖1—8所示。即：3/2/202316

(1-19)式中c—粘土的粘聚力。

土的密實度、含水量、抗剪強度試驗的儀器裝置和操作方法，都影響φ和c值。工程中需用的砂土φ值，粘土φ值和c值，都應取土樣由剪切試驗求得。剪切試驗的方法可歸為3類。正壓力施加后立即進行剪切，并規(guī)定從加荷到土樣剪壞在3~5min內完成，這種方法稱快剪。正壓力施加后使土樣充分固結，固結終了立即進行剪切額，并規(guī)定土樣剪切破壞過程。正壓力施加，土樣充分固結后，進行慢速剪切，使土樣在加壓剪切過程有充分時間排水、體積變形，這種方法稱為慢剪。3/2/202317

采用不同剪切方法是由于地基土的性質不同。非粘性土排水速度很快，因此，快剪可使土樣徘水固結。粘性土由于排水速度較慢，不同剪切方法會得出相應不同的抗剪強度。對于正常固結的粘土，快剪抗剪強度q最小，固結快剪抗剪強度cq增大，慢剪抗剪強度S最大。應該根據地基土的性質，采用相應的剪切方法。飽和軟粘土的內摩擦角值很小,約為0~5.當φ＝0，那么抗剪強度值即為粘聚力值。室內試驗和工程實踐證明：在一般壓力范圍內。-呈直線關系，但當高壓力作用下，就不再是簡單的直線關系，而是向下彎曲的曲線。完全松散的砂土自由地堆在地面上，砂堆的斜坡與地平面構成的夾角，稱為自然傾斜角(或安息角)。為了保持土壁的穩(wěn)定，必須有一定邊披。邊坡以1：n表示，如圖1-9所示，n值為：(1-20)3/2/202318

n稱邊坡率。對于砂土，邊坡與地平面的夾角接近于土的自然傾斜角。含水量大的土，土顆粒間產生潤滑作用，使土的內摩擦力或粘聚力減弱，因此，應留有較緩的邊坡。含水量小的砂土，顆粒間的內摩擦力減少，亦不宜采用陡坡。當溝槽上方荷裁較大時，土體會在壓力下產生滑移，因此邊坡應緩，或采取支撐加固。深溝槽的上層槽應為緩坡。六、土壓力各種用途的檔土墻，地下給水排水構筑物的墻壁和池壁，地下管溝的側壁，工程施工中溝槽的支撐，頂管工作坑的后背，以及其他各種檔土結構，都受到土從側向施加的壓力(圖1-10)。這種壓力稱土壓力，又稱擋土墻土壓力，或稱側土壓力。土壓力E可由下式確定3/2/202319

(1-21)式中γ——土的重度；h——檔土墻高度；K——土壓力系數。擋土墻在土壓力作用下，會產生位移。位移的性質不同，土壓力系數K值也不同，從而導致不同類型的擋土墻壓力的值不同。如圖1-11(a)所示，在土推力作用下，擋土結構可能稍微向前移動，并繞墻角C轉動。當擋土墻的位移量為，導致土體ABC到達極限平衡狀態(tài)，并具有沿BC潛在滑移面向下滑移趨勢，從而在滑移面上產生抗剪強度?？辜魪姸扔兄跍p弱土體對擋土結構的推力。在這種情況下，產生的位移稱正位移，產生的極限狀態(tài)稱主動極限狀念產生的土壓力Ea，稱主動土壓力。3/2/202320

如果擋土結構在荷載作用下，如圖l-ll(b)所示，推向土體ABC，使土體產生負位移。當擋土結構的位移量到達-，導致土體ABC到達被動極限平衡狀態(tài)，并有繼續(xù)沿BC滑移面向上滑移趨勢，從而在滑移面上產生抗剪強度。此時，土體對擋土結構的作用方向和BC面上剪應力的方向一致，抗剪強度使土體對擋土結構的推力增加。在這種情況下，土壓力EP稱被動土壓力。沒檔土墻背是直立的，擋土墻背與土體之間沒有摩擦力，墻后土體頂面是水平的，并與擋土結構頂是等高的，土體外表沒有荷載，墻產生一定量位移，使墻后土體到達主動或被動極限狀，在這種情況下，砂性土對擋土墻的主動土壓力值Ea為：(1-22)式中γ—土的重度；3/2/202321

h—擋土墻高；φ—土的內摩擦角；ka—主動土壓力系數。粘性土抗剪強度組分中還有粘聚力c，主動土壓力Ea可由下式決定：(1-23)式中c—粘土粘聚力。其他符號意義同式(1-22).砂性土對擋土結構的被動土壓力值為：(1-24)式中kP—被動土壓力系數。其他符號意義同式(1-22)。3/2/202322

粘性土被動土壓力值為:(1-25)如果土體對擋土墻作用時，后者不產生位移，土體不產生滑移的趨勢，亦不存在潛在滑移面，如圖1-11(c)所示。例如地下水池池壁、地下泵房的墻壁等擋土結構所受的土壓力，稱靜止土壓力壓E0。靜止土壓力E0。由下式求出：(1-26)式中K0—靜止土壓力系數，一般用以下經驗公式求出：(1-27)3/2/202323

式中φ’—土的有效摩擦角。k0還可近似地按主動土壓力系數取值，但選較小的內摩擦角φ；或者取用經驗數值：砂土,k0＝0.34—0.45；粉質枯土k0＝0.5—0.7。擋上墻位移量在到達最大位移量過程中，潛在滑穆面BC上的剪應力部有助于減弱土體對擋土結構的推力。七、土的滲透性土的滲透性表示土的透水的性質其定量表示為單位時間(d、e)內水在土層中行經的距離(m)。土的滲透性用滲透系數K表示。土的滲透系統大小決定于土的結構、土顆粒大小和粒徑級配狀況、土的密實程度等。同一種土的滲透系數是隨土的緊密程度而變化的。土的滲透系數見表1-3所示。但為在各種實際計算中，為了精確起見滲透系數一般應該實測求得。3/2/202324

八、土的可松性和壓密性土經挖掘后，顆粒間的連接遭到破壞，在把土回填到溝槽內，并按一般回填密實度夯實后其體積也要比開槽前自然體積增大一些。土體積增大歸因于土的可松性。土經挖掘后體積增加值用最初可松性系數K松表示：

(1-28)土經回填后的體積增加值，用最后可松性系數K’松表示：

(1-29)式中V1—開挖前土的自然密實體積；V2—開挖后土的松散體積；V3—壓實后土的體積。土的壓實或夯實程度用壓實系數c表示，即3/2/202325

(1-30)式中d—土的控制干密度；max—最大干密度。土的密實度和土的含水量有關。土中水沒有排除，孔隙比不會減少。但如果沒有適當含水量，顆粒間缺乏必要潤滑，壓實時能量消耗大。輸入最小能量而導致土最大干密度的含水量，稱為土的最正確含水量。土的最大干密度和最正確含水量關系用擊實試驗求得，見圖1-12所示。取一組土樣，各個土樣的含水量以10%—20％遞增，作擊實試驗，測得各土樣干密度，繪制干密度—含水量曲線(圖1-13所示)。與最大干密度γmax：相應的含水量W，即為土樣在該擊實條件下的最正確含水量。3/2/202326

當試驗的錘擊次致不同，即輸入的壓實能量不同，所繪制的干密度—含水量曲線也不同。、溝槽回填時，回填土應具有最正確含水量，當土的自然含水量低于最正確含水量2％時，土在回填前要注水滲浸。土的自然含水量過高，應在夯實前晾曬。(三)地基土的分類土是由不同拉徑顆粒混合組成的，因此，應對土進行分類。土可按礦物組成、生成年代和生成條件等劃分進行分類。我國?建筑地基根底設計標準?把地基土分成5類。每類土又分成假設干種。1．巖石在自然狀態(tài)下顆粒間牢固聯接，呈整體的或具有節(jié)理裂隙的巖體。2．碎石土粒徑大于2mm的顆粒占全重50％以上，根據顆粒級配和占全重百分率不同，分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫，如表l-4所列。3/2/202327

3.砂土粒徑大于2mm的顆粒含量小于或等于全重50％，枯燥時呈無塑性或微塑性(塑性指數IP3)的土。砂土根據粒徑和占全部質量的百分率不同，又分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂，如表1-5所列。4．粘性土塑性指數IP，當10IP17為粉質砂土；當IP17時為粘土。5．人工填土按其形成有素填土、雜填土和沖填土。(1)素填土由碎石土、砂土、粘性土組成的填土。經分層壓實的統稱素填土，又稱壓實土。(2)雜填土含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土。(3)沖填土3/2/202328

水力沖填泥砂形成的沉積土。。土方工程施工中，還常按土的堅硬程度、開挖難易，將士石分為8類，如表1-6所列。3/2/202329第二節(jié)溝槽與基坑斷面的選擇及土方量一、溝槽斷面形式溝槽斷面的形式有直槽、梯形槽、混合槽等。還有一種兩條或多于兩條管道埋設同一槽內的聯合槽(圖1-14)。正確選定溝槽的開挖斷面，可以為管道施工創(chuàng)造方便條件保證工程質量和施工平安，減少開挖土方量。選定溝槽斷面通常應考慮以下因素：土的種類、地下水情況、施工方法、施工環(huán)境、支撐條件、管道斷面尺寸、管節(jié)長度和管道埋深等。溝槽底寬由下式決定(圖l-15)：(1-31)3/2/202330

式中B—管道根底寬度(m);b—工作間寬度(m)。工作間寬度可根據管徑大小確定，一股不大于0.8m。構槽開挖深度按管道設計縱斷面圖確定。梯形槽的邊坡見表l-7所列。沒有支撐的直槽邊坡一般采用1：0.05。二、土方量的計算根據選定的斷面進行溝槽土方量計算，兩相鄰計算斷面間的土方量V為：(1-32)式中V1，V2—相鄰兩計算斷面的面積(m);L—兩斷面間距(m)。3/2/202331

兩斷面間距取值隨地面平坦程度和計算精度要求而定。埋沒徘水管道的溝槽通常以兩相鄰檢查井所在處溝槽斷面為計算斷面?；油练搅堪雌鋷缀误w積計算，每側工作間寬度為1~2m。3/2/202332第三節(jié)溝槽與基坑開挖

一、機械開挖(一)單斗挖土機的構造與工作組織在給排水工程中，廣泛采用單斗挖土機開挖溝槽和基坑。單斗挖土機為循環(huán)式挖土機械，每個工作循環(huán)由4個動作組成：1．土斗切土；2．抬起土斗；3．將土斗回轉至卸土處卸土；4．回轉土斗到切土處準備再一次切土。單斗挖土機的主要裝置有：工作裝置、傳動裝置、動力裝置與行走裝置。工作裝置有正向鏟、反向鏟、拉鏟、抓鏟等。傳動裝置分液力傳動和機械傳動兩種。液力裝置操作靈活，切力較大。動力裝置大多為內燃機。行走裝置有履帶式和輪胎式兩種。3/2/202333

1．正向鏟正向鏟如圖1-16所示，是開挖機械停留面以上的土方，適用于底部尺寸較大的溝槽和基坑。機械功率較反向鏟大，而且易于控制挖掘邊坡及基坑尺寸。建筑工程中常用的正向鏟斗容量為0.5~2m3。正向鏟的工作性能指標如圖1-17所示。

正向鏟的工作面高度決定于斗容量和土的堅實程度。一次挖土能裝滿土斗的工作面高度，稱標準工作面高度，一般應不小于1．5m，以便一次起鏟能裝滿鏟斗，提高生產效率。正向鏟挖土的工作面高度如表l-8所列。3/2/202334

2．反向鏟反向鏟(圖1-18)開挖機械停留面以下的土方，而機身和裝土均在地面上操作，用于溝槽和深度不大的基坑開挖。反向鏟的工作性能指標如圖1-19所示，常采用的斗容量為0.5~1m3。3．拉鏟拉鏟挖土機的功能與反向鏟根本相同，但挖掘半徑和深度比反向鏟大，適用在不堅硬的土層中開挖較深的大面積基坑、溝渠和水下開挖等(圖1-20)。4.抓鏟合瓣式抓鏟，如圖1-21所示。用于開挖面積較小，深度較大的溝槽或基坑，由于提土時土斗閉合，可開挖含水量較大的上層，如將其放置在駁船上，可進行水下開挖。

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(二)生產率計算單斗挖土機的生產率p按下式計算：(m3/h);(1-33)式中p—單斗挖土機每小時挖土量(’／h)；n—每分鐘工作循環(huán)次數；q—土斗容量(m3)；k1—土的影響系數(包括土的可松性系數，土斗充滿度．土的其他性質等因素)。按土的等級確定：I級土約為1.0;Ⅱ級土約為0.95;Ⅲ級土約為0.85；IV級土約為0.55；k2—時間利用系數(—般為0.75~0.95)。組織單斗土挖土機工作時，所需機械的數目由工程量、工期及所選用機械的生產率決定。如該工程的總土方量為Q(m3)，工期為T0(d)，每天M班，那么每班應完成的土方開量是：3/2/202336

(m3/班)(1-34)假設全部土方由機械開挖，所需挖土機數目是；(臺)(1-35)式中p—每臺挖土機的生產率(m3／h);p0—每班應完成的挖方量(m3)。如汽車運輸與挖土機工作相合，保證挖土機連續(xù)作業(yè)，一臺挖土機有N輛汽車配合工作，那么自第一輛汽車裝車完畢駛向卸土地點卸土后再回來，此期間將有(N—1)輛汽車裝土完畢。如每輛汽車裝車時間tl，那么所需時間為(N-1)t1，第一輛汽車的行駛與卸車時間為：3/2/202337

因而，(1-36)式中t1—裝車所需時間；t2—卸車所需時間；t3—操縱及停留時間；L—運距；Vcp—車輛平均運行速度(重車運行速度及空車行駛速度的平均〕。所以，所需車輛數為：(臺)(1-37)式中t—每一循環(huán)車輛運輸時間。機械挖土時，一般需留30cm厚不挖，由人工清底，防止機械超挖或擾動地基。

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在可能影響當地交通或環(huán)境的地區(qū)開挖溝槽時，土方一般應全部外運，回填時，再將局部土運回。如現場允許堆土時，可將回填土方量堆放在現場。二、多斗挖土機的構造及其工作組織多斗挖土機又稱挖溝機、縱向多斗挖土機。與單斗挖土機比較有以下優(yōu)點：挖土作業(yè)是連續(xù)的，在同樣條件下生產率較高；開挖每單位土方量所需的能量消耗較低，開挖溝槽的底和壁較整齊，在連續(xù)挖土的同隊能將土自動卸在構槽一側。挖溝機不宜開挖堅硬的土和含水量較大的土。宜于開挖黃土，扮質粘土等。挖溝機由工作裝置、行走裝置和動力、操縱及傳動裝置等局部組成。挖溝機的類型，按工作裝置分：有輪斗式和鏈斗式兩種。按卸土方法分為：裝有卸土皮帶運輸器的和未裝卸土皮帶運輸器的兩種，后者借土方質量以重力卸載或其他強制卸土方法進行卸土。挖溝機大多裝有3/2/202339

皮帶運輸器。行走裝置有履帶式、輪胎式和履帶輪胎式3種，動力一般為內燃機。(一)挖溝機的構造鏈斗式挖溝機的構造如圖1-22所示。

挖構機土斗裝設在圍繞斗架的無極斗鏈上。土斗前端用鉸鏈連接于斗鏈，后端自由地懸掛。斗架位于機械后部，前端有鋼索連接于升降斗架的卷筒，并有筏子嵌在凹槽形的導軌內。開動卷簡，通過鋼索使斗架沿導軌升降，改變溝槽開挖深度。

動力裝置通過傳動機構使主動鏈輪轉動，帶動斗鏈轉動，于是沒人土中的土斗切土。當土斗上升至主動鏈輪處，共后端即與斗鏈分開而卸土，土沿堆土板滑下，由裝沒在堆土板下方的皮帶運輸器卸至機器一側。皮帶運輸器由一馬達帶動，其運行的方向與挖溝機的開行方向垂直。3/2/202340

溝槽開挖寬度與土斗寬度相同。為加大開挖寬度，可在土斗兩旁各裝設一鑄鋼制的括耳，使開挖寬度由0.8m加大至1.1m。如要增加挖深，可更換較長的斗架。挖溝機開挖的溝槽斷面一般為直槽，但更換工作裝置(圖1-23)后，也可挖成梯形槽。輪斗式與鏈斗式挖溝機的主要區(qū)別，在于前者的土斗是固定在圓形的斗輪上，斗輪旋轉使土斗連續(xù)挖土。當土斗旋升到斗輪頂點時，土即卸至皮帶運輸器上被運出卸在溝槽一側。斗輪通過鋼索升降改變挖土深度。當地面具有較大橫向坡度時，采用可調節(jié)輪軸的挖溝機(圖1-24)。(二)挖溝機的生產率計算挖溝機的生產率為：(m3/h)(1-38)3/2/202341

式中Q—挖構機的生產率；K充—土斗充盈系數；K松—土的可松性系數；K—土的開挖難易程度系數；K時—時間利用系數；n—土斗每分鐘挖掘次數；q—土斗容量(L)。在一定的土質條件下，提高生產率的主要途徑是加快開挖時的行駛速度。但應考慮皮帶遠輸器的運送能力是否能及時將土方卸出。三、推土機及其工作推土機操作靈活、運行方便、所需工作面較小，既可挖土又可作短距離運土，適用于切土深度不大的場地整平，鏟除腐殖土并運送到附近的卸土區(qū)；開挖深度不大于I．5m的基坑；回填基坑和溝槽；平整其他機械卸3/2/202342

置的土堆，運送松散的硬土和巖石以及砂石材料等。推土機按其操縱機構的不同，分為液壓操縱(圖1-25)和鋼絲繩操縱兩大類型。推土機的生產率由單位時間內的工作循環(huán)次數和每次的推土量所決定，用下式表示：(m3/h)(1-39)式中P—推土機的生產率；V—每次推土的體積(m’)；K時—時間利用系數；T—每班小時數；t—推土機每一工作循環(huán)的時間(s);K松—土的可松性系數。每次推土的體積V，可由以下計算：3/2/202343

式中L—推土器的長度(m)；H—推土器沿著弦長的高度(m)；

φ—土的自然傾斜角(度)；K耗損—推土體積土方漏損系數。推土器運土的體積一般為0.75~2m3。其生產率與推土機性能、土的類別及運距有關。四、鏟運機及其工作鏟運機是平整場地中使用最廣泛的一種土方機械，構造如圖1-26，該機操縱簡便靈活，不需其他機械配合，能綜合完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等多項工序、行駛速度較快，適用于大面積場地平整，開挖大面積淺基坑和溝槽，填筑堤壩等挖運土方工程。鏟運機按行走方式不同，分為自行式和拖式兩類。自行式鏟運機運行速度快，適用于800~3500m的運距。拖式鏟運機適用于80~800m的運距，以600m以內較適宜，當運距為200~350m時效率最高，如采用雙聯鏟運或掛大外鏟運時，運距可增至l000m。3/2/202344

五、液壓挖掘裝載機液壓挖掘裝載機是裝有數種不同功能的工作裝置的施工機械(圖1-27)，如反向鏟土、裝載、起重、推土等。常用的反鏟的斗容量為0.2m：，最大挖深4m，最大回轉角度180。，故常用于中、小型管道溝槽的開挖。常用的裝載斗容量為0.6ms，最大提升高度4.2m，用于場地平整，去除樹根、塊石等作業(yè)。這種小型機械是液壓傳動的，機身結構緊湊，動作靈活，適用于一般大型機械不能適應的施工場地。3/2/202345第四節(jié)溝槽支撐

一、支撐的目的和要求支撐是防止溝槽土壁坍塌的一種臨時性擋土結構，由木材或鋼材做成。支撐的荷裁就是原土和地面荷載所產生的側土壓力。溝槽支撐與否應根據土質、地下水情況、槽深、槽寬、開挖方法、排水方法、地面荷載等因素確定。一般情況下，溝槽土質較差、深度較大而又挖成直槽時，或高地下水位砂性土質并采用外表排水措施時，均應支設支撐。支設支撐可以減少挖方量和施工占地面積，減少拆遷。但支撐增加材料消耗，有時影響后續(xù)工序的操作。支撐結構應滿足以下要求：1．牢固可靠，進行強度和穩(wěn)定性計算和校核。支撐材料要求質地和尺寸合格，保證施工平安。

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2.在保證平安的前提下，節(jié)約材料，宜采用工具式鋼支撐。3、便于支設和撤除及后續(xù)工序的操作。為了做到上述要求，支撐材料的選用、支設和使用過程，應嚴格遵守施工操作規(guī)程。二、支撐種類及其適用條件支撐形式有橫撐、豎撐和板樁撐等。依靠各桿件的壓力和摩擦力連接起來，橫撐分疏撐和密撐兩種。琉撐是撐板之間有間距，分單板撐、井字撐和稀撐等；密撐是各撐板間密接鋪設。根據土壓力和土的密實程度選用支撐的形式，有時可在溝槽的上部設琉撐，下部設密撐。橫撐(因1-28)用于土質較好，地下水量較小的溝槽。隨著溝槽逐漸挖深而分層鋪設，支設容易，但在撤除時首先撤除最下層的撐板和撐杠，施工不平安。3/2/202347

豎撐(圖1-29)用于土質較差，地下水較多或有流砂的情況下。豎撐的特點是撐板可在開槽過程中先于挖土插人土中，在回填以后再拔出，因此，支撐和拆撐都較平安。撐板分木撐板和金屬撐板兩種，木撐板不應有紋裂等缺陷。常用的是金屬撐板(圖1-30)，由鋼板焊接于槽鋼上拼成，槽鋼間用型鋼連系加固。金屬撐板每塊長有2、4、6m等種類。立柱和橫扛通常采用槽鋼。撐杠由撐頭和圓套管組成如圖l-3l所示。撐頭為一絲杠，以球鉸連接于撐頭板，帶柄螺母套于絲杠。應用時，將撐頭絲扛插入圓套管內，旋轉帶柄螺母，柄把止于套管端，而絲杠伸長，那么撐頭板就緊壓立柱，使撐板固定。絲杠在套管內的最短長度應為20cm，以保證平安。這種工具式撐杠的優(yōu)點是支設方便，而且可更換圓套管長度，適用于各種不同的槽寬。3/2/202348

板樁撐是將樁板垂直地打人槽底下一定深度，如圖1-32所示。目前常用鋼板樁為槽鋼或工字鋼或用特制的鋼板樁(圖l-33)。根據不同的要求，鋼板樁應有多種系列和規(guī)格。樁板的斷面模數與每m’質量之比值愈大，使用性能愈好。樁板與樁板之間一般采用嚙口連接，以提高板樁撐的整體性和水密性。采用特殊斷面樁板的目的是為了提高樁板間的嚙合作用，或為了提高樁板的慣性矩，或上述兩者兼合。由于樁板打人土中，板樁按懸臂結構支承。從結構上說，板校撐可以不設橫板與撐杠。但是，如果樁板入土深度缺乏，仍應輔之以橫板與撐杠，在樁飯項部加一橫條，用水平錨桿固定在土壁中。3/2/202349

樁板在溝槽開挖之前用打樁機打人土中。因此，板樁撐在構槽開挖及其以后各工序施工中，始終起保證平安的作用。樁校的嚙合和深人槽底一定長度．可以延長地下水的滲徑，有效地阻止流砂滲入。在各種支撐中，板樁撐是平安度最高的支撐。因此在弱飽和土層中，經常采用板樁撐。三、支撐的計算根據實測資料說明，在排除地下水的情況下，作用在支撐上的壓力分布如圖1-34，其中γ為土的密度，Ea為主動土壓力系數，φ為土的內摩擦角，H為深度，c為土的粘聚力，b為撐板寬度。支撐計算包括確定撐板、立柱(或橫木)和撐杠尺寸。(一)撐板的計算3/2/202350

撐板按簡支梁計算，如圖1-35所示：計算跨度等于立柱或橫木的間距l(xiāng)1,每段撐板的寬度為b，所承受的均布載荷等于PbKN/m,其中P是側土壓力，對砂取0.8γHtg2(45-φ/2),對軟粘土取γH-4c.撐板的最大彎矩：(1-41)撐板的抵抗矩：(1-42)因此，撐板的最大彎曲應力為：(1-43)3/2/202351

式中[W]—材料容許彎曲應力。(二)立柱計算

立柱所受的荷載q等于撐板所傳遞的側土壓力，反力R，如圖1-36所示。計算時，假設在支座(橫撐)處為簡支粱，再算出最大彎矩，并校核最大彎曲應力。(三)撐扛計算撐杠所受的荷載等于簡支立柱或橫木的反力，按壓桿進行強度和穩(wěn)定計算。支撐構件的尺寸取決于現場已有材料的規(guī)格，因此，支撐計算只是對已有結構進行校核。如支撐構件應力過大，可適當增加立柱和橫撐的數目?，F場施工常根據經驗確定支撐構件尺寸。木撐板—般長2—6m,寬為20—30cm，厚5cm。3/2/202352

橫木的截面尺寸一般為10×15—20×20cm(視槽寬而定)。立柱的截面尺寸為l0×10~20×20cm(視槽深而定)。槽深在4m以內時，立柱間距為1.5m左右，槽深4~6m，立柱間距在疏撐中為1.2m，密撐中1.5m；槽深6~10cm，立柱間距1.5~1.2m。撐杠垂直間距一般為1.2~1.0m。四、支撐的設置和撤除挖槽到一定深度或到地下水位以上時，開始支沒支撐，然后逐層開挖逐層支沒。支設程序一般為：首先支設撐板并要求緊貼槽壁，而后安設立柱(或橫木)和撐扛，必須橫平豎直．支設牢固。豎撐支設過程為：將撐板密徘立貼在槽壁，再將橫木在撐板上下兩端支設并加撐杠固定。然后隨著挖土，撐板底瑞高于槽底，再逐塊將撐板錘打到槽底。根據土質，每次挖深50~60cm，將撐板下錘一次。撐板錘至槽底徘水溝底為止。下錘撐板每到1.2—1.5m，再加撐杠一道。3/2/202353

施工過程中，更換立柱和撐杠位置，稱倒撐。當原支撐阻礙下一工序進行，原支撐不穩(wěn)定，一次拆撐有危險；或因其他原因必須重新安設支撐時，均因倒撐。在施工期間，應經常檢查槽壁和支撐的情況，尤其在流砂地段或雨后，更應檢查。如支撐各部件有彎曲、傾斜、松動時，應立即加固，拆換受損部件。如發(fā)現槽壁有塌方預兆。應加設支撐而不應倒拆支撐。溝槽內工作全部完成后，才可將支撐撤除。拆撐與構槽回填同時進行，邊填邊拆。拆撐時必須注意平安，繼續(xù)排除地下水，防止材料損耗。遇撐扳和立木較長時可在還土后或倒撐后撤除。3/2/202354第五節(jié)土方回填一、溝槽和基坑回填及回填土密實度測定溝槽和基坑回填應在管道驗收合格后進行。及早回填可保障已修建工程酌正常位置防止土方坍塌，而且盡早恢復地面原狀。溝槽回填時，回填土的質量一局部由管子承受。如提高管道兩側．(胸腔)和管頂的回填土密實度，可以減少管頂垂宜土壓力。根據經驗，構槽各部位的回填土密實度見圖l-37。胸腔及管頂及管頂以上50cm范圍內的土密實度不小于95％?；踊靥畹拿軐嵍纫话銥?0~90％。二、夯實機具土方回填常采用如下機具。3/2/202355

(一)蛙式夯由夯頭架、拖盤、電動機和傳動減速機構組成(圖l-38)。該機具輕便、構造簡單目前廣泛使用。夯土時電動機經皮帶輪二級減速，使偏心塊轉動，從而使搖桿繞拖盤上的連接鉸轉動，使拖盤上下起落。夯頭架也產生慣性力，使夯板作上下運動，’夯實土方。同時，由于慣性作用，蛙式夯自動向前移動。夯土時，根據密實度要求及土的含水量，由試驗確定夯土制度。功率2.8kW蛙式夯，在最正確含水量條件下，鋪土厚20cm，夯擊3~4遍，即可到達回填土密實度95％左右。(二)內燃打夯機又稱“火力夯〞，由燃料供給系統，點火系統、配氣機構、夯身夯足、操縱機構等局部組成(圖1-39)。3/2/202356

這種打夯機在啟動比需將機身抬起，使缸內吸人空氣，霧化的燃油和空氣在缸內混合，然后關閉氣閥，靠夯身下落將混合氣壓縮并經磁電機打火將其點燃?；旌蠚庠诟變热紵a生的能量推動活塞，使夯軸和夯足作用于地面。在沖擊地面后，夯足跳起，整個打夯機也離開地面，夯足的上升動能消盡后，又以自由落體下降，夯擊地面。火力夯夯實構槽、基坑、墻邊墻角還土比較方便。(三)履帶式打夯機履帶式打夯機(圖1-40)用履帶式起重機提升重錘，錘形有梨型和方型等種，夯錘重量1~4t，夯擊高度.5~5m。夯實土層的厚度每層最大可達300cm，它適用于溝槽上部夯實或大面積夯土工作。(四)壓路機填土工程中還常采用輕型壓路機，壓實上層填土時使用，工效較高。三、回填施工3/2/202357

回填土施工包括還土、攤平、夯實、檢查等幾個工序。還土一般用溝槽或基坑原土。在土中不應含有粒徑大干30mm的磚塊；粒徑較小的石子含量不應超過10％。間填土土質應保證回填密實。不能采用淤泥土、液化狀粉砂、細砂、粘土等回填。當原土屬于上類土時，應換土回填?；靥钔翍哂凶钫_含水量。高含水量原土可采用晾曬或加白灰摻拌使其到達最正確合水量。低含水量原土那么應灑水。當采取各種措施降低或提高含水量的費用較換土費用高時，那么應換土回填。有時，在市區(qū)繁華地段，交通要道、交通樞紐處回填，或為了保證附近建筑物平安，或為了當年修路，可將道路結構以下局部由砂石、礦渣等換土回填。3/2/202358

還土時溝槽或基坑應繼續(xù)排水，防止槽壁坍塌和管道或構筑物漂浮事故。采用明溝排水，還土從兩相鄰集水井的分水處開始向集水井延伸。不應帶水回填。雨季施工時，必須及時回填。為了防止產生浮管事故，回填時也可在管內灌水。應該根據構筑物和管道的不同特點，確定回填與夯實順序。例如，馬路形磚拱溝，砌筑與回填應交錯進行。回填前，應建立回填制度?；靥钪贫仁菫榱吮ＷC回填質量而制定的回填操作規(guī)程。例如根據構筑物或管道特點和回填密實度要求，確定壓實工具、還土土質、還土含水量、還土鋪土厚度、壓實后厚度、夯實工具的夯擊次數、走夯形式等。溝槽回填，應在管座混凝土強度到達5MPa后進行?；靥顣r，兩側胸腔應同時分層還土攤平，夯實也應同時以同一速度前進。管子上方土的回填，從縱斷面上看，在厚土層與薄土層之間，已夯實土與末夯實土之間，均應有一狹長的過渡地段，以免管子受壓不勻發(fā)生開裂。3/2/202359

相鄰兩層回填土的分段位置應錯開。腦腔和管頂上50cm內范圍夯實時，夯擊力過大，將會使管子壁或管溝壁開裂。因此，應根據管子和管溝的強度確定回填方法。管頂以上100~150cm還土方可使用碾壓機械壓實?；踊靥顣r，也應使構筑物兩側回填土高度一致，并同時夯實。每層土夯實后，應撿測密實度。測定的方法有環(huán)刀法和貫入法兩種。采用環(huán)刀法時，應確定取樣的數目和地點。由于外表土常易夯碎，每個土樣應在每層夯實土的中間局部切取。土樣切取后，根據自然密度、含水量、干密度等數值，即可算出密實度?；靥顟共凵贤撩媛猿使靶?，以免日久因土沉陷而造成地面下凹。拱高，亦稱余填高，一般為槽寬的1／20，常取15cm。3/2/202360第六節(jié)土方爆破用炸藥爆破方法開挖堅硬土層或巖石的溝槽、基坑、隧洞，去除地面或水下降礙物等，可以加快施工速度，節(jié)省機械和人力，并且不需要復雜設備。爆破效果不僅取決于炸藥的威力和數量，而且與被爆破物的性質、炸藥放置的方式有關。爆破前應根據巖土的性質，坑、槽開挖斷面及周圍環(huán)境等，選用適當的爆破方法，并注意施工平安。一、炸藥及引爆材料按照在爆破過程中所起的作用不同，炸藥可分為主要炸藥和引爆藥物；根據猛烈程度，可分為緩性炸藥和猛性炸藥。3/2/202361

1．主要炸藥常用的主要炸藥有以下幾種：(1)硝按炸藥硝核炸藥又稱巖石炸藥。它的組成成分是硝酸銨(NHdN0a)、梯恩梯(即TXT、三硝基甲苯)和木粉或煤粉等。在運輸及使用時也較平安，但易受潮結塊，以致爆炸不完全，甚至拒爆。(2)銨油炸藥這種炸藥是低敏感性炸藥，由硝酸按與少量液體燃料(輕、重柴油，煤油等)混合而成。其原料來源廣，加工方法簡單，使用、運輸平安，本錢低廉，在爆破石方中大量使用。(3)硝化甘油膠質炸藥主變成分為硝化甘油。這種炸藥威力較大，爆發(fā)反響迅速，適用于堅硬巖石的爆破。它屬于猛性炸藥，因此在運輸和使用時要注意平安。具有防水性，可用于水下或較潮濕處的爆破工程。3/2/202362

(4)黑色炸藥由硝酸鉀、硫黃及木炭按一定比例混合后，濕磨而成的粉末狀物，為緩性炸藥，爆破力較小，爆發(fā)反響緩慢，適用于中等硬度以下的巖石或開采科石。這種炸藥制備簡易，成本低，使用平安。2．引爆炸藥主要炸藥需要有敏感度更高的引爆炸藥引爆。引爆炸藥有雷汞、迭氮鉛、黑索金、泰安等，威力較大，一股放置在雷管中。(二)引爆材料1．導火線導火線在爆破工程中傳遞火餡引燃普通雷管成藥包之用。內部為黑火藥芯，依次包纏有棉線，黃麻(或亞麻)，30號石油瀝清，牛皮紙，外面再用棉線纏緊，敷以涂料，使織物纖維不致松散。其燃燒速度約為10mm／s。3/2/202363

2.傳爆線外形與導火線相似，但線芯是采用猛度大，爆速高的引爆炸藥，如泰安、黑索金等制成，一般用于藥包間的連接，以達全部藥包同時爆炸的目的。3.雷管雷管在爆破工程中引爆炸藥，是裝有引爆炸藥的銅、鋁等金屬或紙板制成的管狀制品。雷管分為普通雷管和電雷管兩種。(1)普通雷管構造如圖1-41。導火線火花通過金屬帽的孔口使正起爆藥首先爆炸，而后副起爆藥爆炸繼而引起主要炸藥爆炸。(2)電雷管構造如圖1-42所示。與普通雷管相似，只是以電阻絲通電后點燃緩燃劑，從而引起炸藥爆炸。3/2/202364

二、藥包與藥包量的計算1.藥包的種類藥包為裝有起爆的引藥或雷管的一定數量炸藥的包。根據爆破作用，藥包分為裸露藥包、拋擲藥包、松動藥包及內部作用藥包。裸露藥包是指放在被爆破體外表上的藥包。拋擲藥包是將藥包放在被爆破體內，爆破能量突破臨空面(又稱自由面)，將爆炸碎的巖石拋散在其周圍，并形成拋擲漏斗，如圖1-43。拋擲漏斗的形狀和大小，常以爆破作用指數m表示，即(1-44)3/2/202365

式中n—爆破作用次數；r—漏斗半徑(m);W—最小抵抗線(m)。當n＝1，稱標準拋擲爆破漏斗，所用藥包稱標準拋擲藥包；如為減弱拋擲爆破漏斗(n＜1)稱減弱拋擲藥包；如為加強拋擲爆破漏斗(n＞1)稱加強拋擲藥包。修建路基、溝渠，需將土石方拋出一定炬離，常采用加強拋擲藥包。松動藥包的爆破作用與拋擲藥包相同,但不使被爆破體內部破壞到臨空面，如圖1-43(b)。如爆破后破碎局部形成的漏斗為直角的倒立正錐體時，即r＝W，稱標堆破碎藥包。內部作用藥包是當藥包在被爆破體內爆破時，破壞3/2/202366

作用僅限于被爆破體內部壓縮，而不顯露爆破體外表(臨空面)，如圖1-43(c)，該藥包又稱最大內部作用藥包。2．藥包量的計算(1)標推拋擲藥包量Q為：(1-45)式中Q—所需藥包質量(kg)；W—最小抵抗線(m)；q—巖石單位體積炸藥消耗量(kg／m’)，見表1-9；e—炸藥換算系數，見表1-10。表1-9以1號露天銨梯炸藥為標準計算，當用其他炸藥時，需乘以換算系數e值。表中歷列q值，系指一個自由面的情況，如兩個自由面，應乘以0.83；三個自由面乘以0.67。3/2/202367

表中q值是在藥孔填塞良好，即堵塞系數(實際堵塞長度與計算堵塞長度之比)為1的情況下定出，如堵塞不良，應視具體情況乘以l~2的堵塞系數。(2)加強拋擲藥包量Q當W＜25m時為：(1-46)當W＞25m時為：(1-47)式中n—爆破作用次數。(3)松動藥包量Q(1-48)3/2/202368

(4)內部作用藥包量Q(1-49)式中符號意義同式(1-45)。三、爆破施工給水排水工程的巖石開挖,一般為小面積爆破，而且多用鋼釬炮眼爆破法施工。爆破施工要求用少量的人力物力來爆破大量石方，清方容易，保證平安。炮眼應選沒在巖石結構堅實和臨空面(自由面)較多之處，防止穿越裂紋，以免漏氣。臨空面越多，阻力越小，爆破效果越好。炮眼最好與水平臨空面斜交呈45，與垂直臨空面成30，使炸藥威力易向臨空面發(fā)揮(圖1-44)。但應防止炮眼垂直于臨空面，或順巖層、裂縫鉆眼，炮眼的間距過大，會留埂、塊度大。炮眼的間距過小，巖土破碎飛散遠，不能充分發(fā)揮炮眼作用。炮眼多按三角形交3/2/202369

錯布置〔圖1-45〕。用火花起爆時，眼距a＝(1.4—2.0)W(1-50)用電力起爆時，眼距a＝(0.8—2.0)W(1-51)排距b＝(0.8—1.2)W(1-52)式中W—最小抵抗線(m)。炮眼深度隨巖石硬度而定，在次堅石中，眼深約等于階梯高度；在特堅巖石中，眼深比階梯高度大10~15％，主要是由于在爆破后，常存留一定長度的炮眼。臺階地形炮眼深度以不超過2.5m為宜，地面平坦時以1.5m為宜。炮眼深度只能大于最小抵抗線，否那么易沖炮，并炸成鍋底形的坑，使重新打眼因難。炮眼用鑿眼機鉆鑿。炮眼填漿前，應檢查炮眼深度是否合格，并將炮眼清理干凈。3/2/202370

黑火藥為散裝粉末，裝填時用木棒或銅棒分層搗實，然后插入導火線，用干土壓在藥包上，并用粘土封孔。裝藥時，如在孔底留一孔隙或將藥包底部做一凹面，爆炸時，氣流在空隙處產生聚能作用，可增大爆破效果。用導火線和普通雷管起爆，方法簡單，但不易使所有藥包同時起爆，操作也較危險，還會因接頭不好發(fā)生拒爆現象。電雷管起爆平安可靠，但操作復雜。電爆網絡有串聯、并聯、混聯三種型式，常用串聯網路。串聯分兩種，如圖1-46所示。起爆后，要及時了解爆破情況，處理拒爆藥包后，方可進行清方工作。如有大石塊可再進行裸露爆破將其炸砷，以便去除。3/2/202371

四、基坑、溝槽和隧道的爆破開挖(一)基坑爆破開挖一般分兩次進行，第一次用斜孔級破增加臨空面，然后用垂直扎爆破成所需形狀(圖1-47)。(二)溝槽爆破開挖因溝槽寬度不同，堆土地點不同，爆破施工可分為單列縱藥包(圖1-48)，多列縱藥包(圖I-49)等。多列縱藥包爆破時，需分兩次進行，先爆破靠邊局部，后爆破中間局部，一例堆土也需分二次進而其第二次爆破在第一次爆破所拋起的土剛回落到地面時進行。基坑或構槽的邊坡及底部，用人工或機械加以修正。(三)隧道爆破開挖通常采用炮眼分次進行，爆破隧道中心部眾再爆破露余局部。隧道炮眼的鉆進方向應根據巖層性質及裂隙等情況確定，同時還要考慮到鉆鑿方法。一般情況炮眼為垂直于臨空面的平眼，不如斜插于臨空面的斜眼所爆破的體積大，如圖11-50所示。3/2/202372

五、水下爆破(一)概述在水下有堅硬土質或巖石的地層上開挖溝槽(基坑〕即除去障礙時，都采用水下爆破法。給水排水工程中，水下爆破采用較多。用于水下爆破的應為防水炸藥，常用膠質猛炸藥。如用其他炸藥時，應采取密封防水措施。水廠爆破的藥包量，可根據試驗結果采用。(二)水下爆破方法水下爆破宜用于水流速度較大，且爆破地點的下游有較深的洼坑，以用水流沖爆破后的碎石，借以節(jié)約清碴費用。水下爆破方法有裸露爆破及鉆眼爆破兩種，根據水深、流速、水位、河床地質構造、巖石硬度和溝槽〔基坑)深度等選擇爆破方法。1.裸露爆破3/2/202373

裸露爆破一般在水深較大，但要求爆破深度較淺，或爆破量較小時采用。裸露爆破的藥包連接，根據被爆破物的大小、形狀、位置而定。藥包綁在繩上。長申接結的藥包多用于開挖溝槽、基坑或爆破礁石時，可將藥包用繩網連接，成平面如圖1-51所示。裸露藥包用小船投放或由潛水員投放。2．鉆孔爆破采用回轉式或沖擊式鉆眼機，在水中直接鉆眼。水下常用套管鉆眼，以防覆蓋層孔壁坍塌。風鉆適用于淺水下〔0.5—1.0m)巖石鉆限，如需深層爆破，可分層進行，即一層爆破后清渣，再進行下一層。3/2/202374

炮眼的深度，根據地質、水僳、方案挖深等確定。炮眼布置分為稀孔密距及密孔稀距兩種，見圖1-52。前者炮眼布置均勻，巖石破碎均勻，易于去除；后者眼較少但集中，可少鉆眼，少放炸藥，并能擴大開挖方量。爆破后，水中清渣量大時，可用空氣吸泥導管、斗式或吸揚式挖泥船進行。六、爆破平安爆破施工時，必須有良好的保安設備和完備的施工平安措施。爆破用的炸藥、雷管的儲存、裝運，必須按照公安部門有關規(guī)定執(zhí)行?，F場爆破須將危險區(qū)用明顯的標志表示，并布置警戒，設專人守衛(wèi)。3/2/202375

拒爆處理只能用炸毀、沖洗或二次爆破等方法去除，用其它方法時，應經現場技術負責人同意。對參加爆破施工的人員，事先需進行平安技術交底。當發(fā)生閃電或雷雨時，正在進行的裝藥、運藥及電爆網絡的接線等工作，應立即停止，并將與雷管相連接的線路短接。施工人員，撤退到平安地點。水下爆破不宜于在視線不良時進行。如用小船投放藥包時，藥包沉入水中底船要退出危險區(qū)域。當潛水員工作時，3km半徑周圍內的一切爆破工作都應停止。水下拒爆的藥包，用爆破其旁的另一藥包的方法去除。爆破過程中應用一定信號指揮，并認真遵守有關平安操作規(guī)程。3/2/202376第二章施工排水

第一節(jié)概述

開挖基坑或溝槽時，常遇到地下水，如不進行排除，不僅影響正常施工，還會造成地基承裁力降低或邊坡坍塌事故。為此正確地選擇地下水的排除方法是非常重要的。含水層內的水分有水氣、結合水和自由水3種狀態(tài)。結合水沒有出水性。自由水又分為潛水和承壓水兩種，如圖2-l所示。

潛水是存在于地表以下第一個穩(wěn)定隔水層頂扳以上的地下自由水，有一個自由水面，其水面受當地地質、氣候及環(huán)境的影響。雨季水位高；冬季水位下降，附近3/2/202377

河、湖等地表水存在時也會互相補給。潛水面至地表的距離稱潛水的埋藏深度。潛水面以下至隔水層頂板的距離稱含水層厚度。承壓水亦稱層間水。是埋藏于兩個隔水層之間的地下自由水。承壓水有穩(wěn)定的隔水層項板水體承受壓力，沒有自由水面。承壓水一般不是當地補給，其水位、水量受當地氣候的影響較潛水為小。施工排水除排除地下水外還應包括地表水和雨水的排除。在施工現場及基坑或溝槽的周圍應筑堤截水，并應利用地面坡度設置溝渠，把地面水疏導它處，一旦流人溝內，應及時排除。施工排水方法分為坑內排水及人工降低地下水位兩種。坑內排水也稱明溝排水，是把流人溝槽內或基坑內的地下水聚集到集水井內，然后用水泵抽走。人工降低地下水位是在溝槽基坑開挖之前，預先將地下水位3/2/202378第二節(jié)明溝排水降低到基坑底面以下，形成干槽施工的條件。一、概述當開挖根底不深或水量不大的溝槽或基坑時，通常采用明溝排水的方法。從槽壁、槽底滲出的地下水，經排水溝聚集到集水井(亦稱排水井)內，由水泵徘出槽外。溝槽開挖到將近地下水位時．修建集水井和安裝水泵．繼續(xù)開挖并接觸到地下水位后，在槽底中心或兩側挖出排水溝，使水流向集水井。排水溝的條數與斷面尺寸，根據地下水水量確定，一般斷面為30×30cm。排水溝底一般低于槽底30cm，并以3~5％的坡度被向集水井。如圖2-2所示。3/2/202379

集水井在溝槽一側時，一般設在地下水來水方向，每座井的距離為50—100m左右。假設在構筑物基坑內挖排水井時，應與地基保持一定距離。井壁有密撐埋置混凝土管、鋼筋磚籠或竹木材料等型式，井底一股低于槽底l—1.5m，為了防止井底管涌，還應進行封底。二、總涌水量計算為了合理地選擇水泵的型號，應對總涌水量進行計算，泵的抽水量一般是總用水量的1.5~2倍。1．在干河床時(2-1)式中Q—基坑總涌水量(m3／d);K—滲透系數(見表2-1)；3/2/202380

H—穩(wěn)定水位至基坑底的深度(m)。當基底以下為深厚透水層時，H值可增加3~4m;R—影響半徑(見表2-2)；r0—基坑半徑(m)。矩形基坑,r0＝u(L+B)/4；圓形基坑，r0＝(F/π)0.5。其中,L與B分別為基坑的長與寬，M值如表2-2所示，F為基坑面積。2．基坑近河沿時(2-2)式中D—基坑距河邊線距離(m)。其余同上公式。明溝排水的方法簡單，設備投資少，但對于砂性土不適用。因此，是不完善的排水方法。3/2/202381第三節(jié)人工降低地下水位在根底較深或流砂地段施工時，用明溝排水方法不能奏效，同時為了保護建筑物的平安，可采用人工降低地下水位的方