水利水電工程施工教案

第一章土方工程

§1-1概述

一、土方工程簡介

1.分類：挖方、填方

2.施工過程：開挖、運輸、壓實

3.施工方法：人工、機械、爆破、水力充填

二、土壤的工程特性

1.容重：控制填土（粘性土）的施工質(zhì)量

2.含水量：影響壓實質(zhì)量和壓實難易

3.可松性：土體在開挖中變松散的性質(zhì)，用可松性系數(shù)表示。

確定運輸工程量及挖填平衡時需考慮。

可松性系數(shù)（最初可松性系數(shù)）：K松二V松/V白=y門/y松（含水量相同

情況成立）

壓實影響系數(shù)（最后可松性系數(shù)）：Kc=V"V產(chǎn)y實"自

4.自然傾角：自然堆積土壤的表面與水平面間的夾角。挖方邊

坡的確定°

三、土壤分級

按開挖難易分為四級。確定工程造價，比較生產(chǎn)率。

§1-2土方挖運

一、人工挖運

1.工具：鐵鍬、筐、架子車等。

2.適用：工程量小，機械不便。

3.人工開挖渠道：分層開挖。

二、機械挖運

分類：挖掘機械、挖運組合機械、運輸機械

（一）挖掘機械

一）單斗挖掘機

1.組成

工作裝置（正、反、索、抓鏟）、行駛裝置（履帶、輪胎）、動

力裝置（電力、內(nèi)燃機）。

2.正向鏟挖掘機

（1）適用：停機面以上（以下一定深度也可）I-IV類土或爆

破石渣。工作面應(yīng)在2m以上，超過挖掘高度時，分層開挖。自卸汽

車和推土機為輔助機械。

（2）特點：裝車輕便、靈活，回轉(zhuǎn)速度快，移位方便，適應(yīng)能

力強，能挖掘堅硬土層，易控制開挖尺寸，工作效率高。斗容常用

1?4方的挖掘機。

1）挖土方式：

a.正向挖土，后方卸土

b.正向挖土，側(cè)向卸土

注：（1）掌子面高度應(yīng)滿足一次裝滿鏟斗

（2）應(yīng)盡量減少回轉(zhuǎn)角度

3.反向鏟挖掘機

（1）適用：可開挖停機面以下（也可開挖停機面以上）I?in

土體，應(yīng)用日益廣泛。如：溝槽、基坑、渠道，坡面修正，部分水下

開挖等。自卸汽車為輔助機械。

（2）特點：與正鏟相同，另有較強的爬坡和自救能力。后退向

下挖土，穩(wěn)定性、鏟土力較正向鏟小。斗容常用0.5/.6方。

（3）挖土方式：

1）溝端開挖：挖掘機位于溝端倒退開挖。

2）溝側(cè)開挖：挖掘機位于溝側(cè)，行進方向與開挖方向垂直。鏟

臂回轉(zhuǎn)角度小，能將土棄于溝邊較遠(yuǎn)地方。但挖土寬度較挖掘半徑小,

且邊坡不易控制，機身?？繙线?，穩(wěn)定性差。

4.抓鏟、索鏟（拉鏟）

（1）適用：開挖窄而深的溝槽，還可進行水下開挖。

（2）工作特點：直上直下，自重切土。挖掘力小。

5.單斗挖掘機生產(chǎn)率計算

（1）生產(chǎn)率：機械在一定條件下，單位時間內(nèi)完成的工程量。

（2）實用生產(chǎn)率：考慮工作對象的差異，和不可避免的停歇所

能達(dá)到的生產(chǎn)率。計算公式如下：

P=6SiqK充Kff,K傅K松自然方

K修:掌子面高低與旋轉(zhuǎn)角大小的修正系數(shù)，100%（最佳掌子高

度的百分?jǐn)?shù)），90°（旋轉(zhuǎn)角）時為1；

K盡挖掘機在掌子面內(nèi)移動影響系數(shù)，根據(jù)掌子面和爆堆高低

而定，可取0.90?0.98。

二）多斗式挖掘機

鏈斗式采砂船：挖掘水下泥土或砂卵石，效率高。

斗輪式挖掘機：連續(xù)式機械，效率高（2500m3/h）,成本低。體

積龐大，運輸不便。

（-）挖運組合機械

指一種機械同時完成挖、運、卸。

1.推土機

（1）用途：平整場地、開挖淺基坑、平土、積料、回填溝槽、

壓實，鏟運機助鏟。適宜運距100m（30-50m最好）以內(nèi)，挖深1.5~2m,

填高2-3m,I~IV類土。

（2）分類

1）各種裝置：固定式、萬能式。

2）行駛裝置：履帶式、輪胎式。

3）操縱機構(gòu)：索式、液壓式。

（3）推土方式

1）原則：穿梭式（可減少土料散失，提高效率）

2）提高推土效率的方法：

槽型開挖、多機并列推土、推土器兩側(cè)加焊擋板、下坡推土、分

批集中一次運送。

2.鏟運機

（1）用途：平整場地，開挖基坑、渠道，筑堤、路基等。適宜

運距800-1500米。

（2）分類：自行、拖行；液壓、索式；自由、強制卸土。

（3）開行方式：環(huán)行路線（分為縱向環(huán)型和橫向環(huán)型）“8”

字形路線。

3.裝載機

（1）用途：對松散物進行裝、運、卸、工作，清理場地。

4.泥漿泵、挖泥船

（三）運土機械

1.有軌運輸

（1）適用：料場集中，儲量大，平原、丘陵，運距大于10公

里。

（2）特點：運量大，消耗??；修線工期長，費用大，受地形制

約大。

（3）分類

1）標(biāo)準(zhǔn)軌（1435）

要求：V>30萬rrPS>lkm

I<2.5%R>200m

鋪枕量1400-1500根/km

2）窄軌（1000、762、610）

要求：V>10萬n?S>0.5km

I<3.5%R>60m

鋪枕量1400根/km左右

2.無軌運輸

（1）自卸汽車：廣泛采用

1）簡化工序（勿需倒運），加快進度，便于施工全盤機械化。

2）布置靈活，適應(yīng)復(fù)雜地形（坡度8-10%）。轉(zhuǎn)移靈活等。

（2）拖拉機

3.皮帶機運輸

（1）組成：帶條、托輻、驅(qū)動裝置、導(dǎo)向裝置、安全裝置、拉

緊裝置。

（2）分類：固定、移動式。

（3）適用：地形復(fù)雜，坡度大（如狹窄地、深溝、陡坡等），

特別適于運輸大量的粒狀材料。

（4）優(yōu)點

1）結(jié)構(gòu)簡單，易實現(xiàn)自動化。

2）連續(xù)作業(yè)，效率高（運行速度l-2.5m/s）,運輸強度大，功

耗低。

3）爬坡能力大（升150?20°,降10L20。；汽車40?5°）。

（5）缺點

1）一處事故，全線停運。

2）帶條易磨損易斷。

3）靈活性較小。

（6）實用生產(chǎn)率的計算

P=KB?VK充K時K役KMK松

§1-3土方壓實

一、壓實理論與壓實方法

（一）壓實理論

1.土體的壓實：細(xì)顆粒填充粗土粒間的空隙，排走空氣所站的

體積，實質(zhì)就是提高土體的密實度。

2.作用：提高土體的穩(wěn)定性和防滲能力。如干密度為L4的砂壤

±，壓實后干密度1.7,其抗壓強度提高4倍,滲透系數(shù)降低2000倍。

3.影響壓實的因素

（1）土料的性質(zhì)：粘性土、非粘性土

（2）含水量：最優(yōu)含水量與壓實功

（3）顆粒級配、壓實方法、壓實參數(shù)等。

（二）壓實方法

1.靜力壓實：平碾、氣胎碾、凸塊碾等

2.夯擊壓實：

3.震動壓實：

二、壓實機械及其選擇

（一）壓實機械

1.凸塊碾

（1）適用：粘性土和風(fēng)化料殘積土的壓實，46.6%粘性土為凸

塊碾壓實°

（2）優(yōu)點

1）單位壓力大，影響深度大（底、側(cè)均有壓力）。

2）表層土料松，有利上下層土體結(jié)合。

（3）缺點：干密度沿深度分布不均。

（4）碾壓方法

1）回轉(zhuǎn)套壓法：沿填方一側(cè)，經(jīng)兩次轉(zhuǎn)彎沿中心線另一側(cè)返

回，螺旋形移動。

①適用：工作面大，如壩體底部。

②優(yōu)點：不停車，幾臺聯(lián)合效率高。

③缺點：套壓、重壓、漏壓多，轉(zhuǎn)彎半徑小時易引起土層扭曲，

造成剪切破壞。

2）進退錯距法（普遍采用）：直線前進，往復(fù)行駛，錯距壓實。

①適用：狹窄工作面。

②漏壓、重壓少，易保證質(zhì)量；能與其他工序協(xié)調(diào)進行。

（5）碾壓遍數(shù)：可按土層表面都被羊腳壓過一邊，即可達(dá)到設(shè)

計要求來考慮。

n=ks/mF

2.氣胎碾

（1）優(yōu)點

1）氣胎為柔性體，隨土體變形而變形。

2）壓力分布均勻，且作用時間長。

3）胎內(nèi)壓力可調(diào)節(jié)，可向重型發(fā)展。如美國200T,國內(nèi)20-30To

（2）缺點：上下層土結(jié)合不如羊角碾優(yōu)越。

注：遇高溫蒸發(fā)量大時，表面易裂，須及時灑水。-2-3C。時表面

易產(chǎn)生冰結(jié)層，必須處理。

（3）適用：粘性土（45%用氣胎碾）、砂性土（15%用氣胎碾）。

3.振動碾（平碾和凸塊碾）

（1）組成：軸上裝有偏心塊，激振力為1.5~2.5倍碾重，連軸

旋轉(zhuǎn)（1200-3000次/分）。常見8-10T,最重20T（生產(chǎn)率3000?5000

方/臺班）。

（2）原理：震動使砂土內(nèi)摩擦力降低，顆粒產(chǎn)生相對移動，細(xì)

粒入粗?？障哆_(dá)到密實。

（3）優(yōu)點

1）碾壓厚度大（1-3倍普通機械），效率高（厚1米以上4-6遍

即可）。

2）密實性、抗震性好。

3）對顆粒級配、含水量要求不嚴(yán)。

（4）缺點：對表層作用力過大，易產(chǎn)生細(xì)粒層，影響填筑質(zhì)量。

（5）適用：礫質(zhì)土、砂、砂礫石、卵漂石等。

4.夯（夯擊時間小于0.01-0.02秒）

（1）適用：黏土（鋪料厚0.5-0.6米）礫質(zhì)土（厚1?2米）

（2）優(yōu)點：鋪料厚度大，可在狹窄場地施工。

（二）壓實機械的選擇原則

1.適應(yīng)筑壩材料的特性。

2.應(yīng)與土料含水量、原狀土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和設(shè)計壓實標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。

3.應(yīng)與施工強度大小、工作面寬窄和施工季節(jié)相適應(yīng)。

4.應(yīng)與施工單位現(xiàn)有機械設(shè)備情況和習(xí)用某種設(shè)備的經(jīng)驗相適

應(yīng)。

5.各種碾壓機械對各種土石料的適用范圍（見下表）

三、壓實試驗?zāi)康模哼x擇合理經(jīng)濟的壓實參數(shù)。

（一）壓實標(biāo)準(zhǔn)

1.粘土：干密度

2.非粘性土：相對密度（為方便常換算為相對密度）

Yd=YiYT/[Y2（1-D）+yiD]

（二）壓實參數(shù)

1.粘土：3h、n.Q（碾重）

2.非粘性土:h、n.Q

（三）碾壓試驗

1.選擇試驗場地：靠近水源，地勢平坦、開闊、密實。

2.場地布置：

3P-4%3P-2%3P3P+2%

nimn3rummm山

60m

3.實驗、繪圖

（1）繪制含水量與干密度關(guān)系曲線

（2）繪制最大干密度與碾壓遍數(shù)及最優(yōu)含水量與碾壓遍數(shù)的關(guān)

系曲線（在一個坐標(biāo)內(nèi)）

4.選擇最優(yōu)參數(shù)〃、九、3

判斷方法：皿單位鋪土厚度壓實工作量最小者為最優(yōu)

第二章砌筑工程

豉石工程包括磚砌體工程和石砌體工程。磚石工程具有就地取材、造價低、施工技術(shù)易

于群眾掌握，采用較為廣泛。

一、磚石材料與砌筑原則

（一）成材

1.磚的種類

（1）普通磚（粘土磚）：紅磚，不經(jīng)還原處理，強度高而耐久

性差；青嵇，經(jīng)浸水還原處理，強度低而耐久性好。

（2）耐火磚：耐高溫，用于煙道、鍋爐等的砌筑。

（3）其他磚：砂質(zhì)磚、空心磚等。

2.磚的規(guī)格

（1）容重：1.6-1.9t/m3o

（2）吸水率：8%?16%。

（3）強度：50-200kg/cm2o

（4）尺寸：240*115*53mm3o一立方米砌磚需用破512塊，4

塊磚長，8塊磚寬，16塊磚厚，其中灰縫10cm。

3.優(yōu)質(zhì)磚標(biāo)準(zhǔn)

尺寸整齊一律，棱角整齊，質(zhì)地堅實，無裂縫和翹曲，敲之響

聲發(fā)脆。強度高，吸水率小。一般色淺為欠火，色深為過火。特等磚

為200號150號，一等100號，二等為75號。

（二）石材

天然石材具有很高的抗壓強度，良好的耐久性和耐磨性。可用于

基礎(chǔ)、橋涵、擋土墻、護坡、溝渠、隧洞、閘壩等的砌筑。

1.石料的選用

（1）質(zhì)量要求：強度大、耐風(fēng)化、吸水率小、表觀密度大、組

織致密、無明顯層次，且具有較好的抗蝕性。

（2）選石方法：看、聽、稱（表觀密度大于2600kg/m3,吸水

率小于10%）。

（3）常用石材：石灰?guī)r、砂巖、花崗巖、片麻巖

2.常用石料分類

（1）片石（毛石）：石料開采的副產(chǎn)品，體積小，不規(guī)則。用

于小型工程的護岸、護底、護坡。

（2）塊石：一般不經(jīng)休整或稍予休整，有兩個大致平行的面,

一般0.25~0.3m見方。一般用于防護工程、涵閘的砌筑。

（3）粗料石：四角方正的長方體，寬厚不小于25cm,5個面

平整，凹凸度小于20mm。用于閘墩、臺、直墻砌筑。

（4）細(xì)料石：外形方正規(guī)則，凹凸度小于2mm,寬厚不小于

200mm,且不小于長度的1/3。用于有美觀要求的建筑物。

（5）卵石：有河卵石和山卵石之分，河卵石堅硬、強度高；山

卵石有風(fēng)化變質(zhì)現(xiàn)象，使用前應(yīng)進行檢查。卵石用于護坡、擋土墻等

的砌筑。

（三）砂漿

1.分類

（1）水泥砂漿：用于防水、防潮部位。

（2）混合砂漿：有水泥石灰砂漿、水泥粘土石灰沙漿等。

（3）小石子砂漿：主要用于砌石。

2.砂漿標(biāo)號

25、50、75、100號等。

（四）磚石砌筑原則

1.分層砌筑，砌筑面與作用力方向垂直，夾角小于15。~17。，防

止層間滑動。

2.砌縫（砌塊間縱縫）與作用力方向平行，防止對相鄰塊的擠

動（楔塊作用）。

3.上下兩層砌體之間的縱縫必須錯開，保證整體性，便于傳力。

二、砌磚

1.砌磚方法：刮漿法、擠漿法、綜合法。

2.砌破要求：事先灑水浸透、分層按砌、橫平豎直、灰漿飽滿、

厚薄均勻、上下錯縫、內(nèi)外搭砌、接槎牢固。

3.砌磚方式：一丁一順、頂順相間。前者砌筑速度快，后者結(jié)

構(gòu)比較堅固。

4.砌磚分類

（1）按厚度分：一二墻、二四墻、三七墻等。

（2）按墻面是否粉刷：清水墻，外墻面不粉刷，砌體較工整,

并進行勾縫處理；混水墻，外墻面需進行粉刷處理。

三、砌石

（一）干砌石

不用任何膠凝材料將石塊砌筑起來，稱干砌石。用于土壩迎水坡、

渠系建筑物進出口護坡等，一般為不受力部位。

1.砌石準(zhǔn)備工作

（1）備料：石料堆放應(yīng)盡量使場內(nèi)運距短，避免停工待料。

（2）削坡、平整底面：底、坡須平整，必要時應(yīng)進行夯實。

（3）放樣：沿建筑物軸線每隔5m釘立坡腳、坡中、坡頂木樁

各一排。在樁上劃出墊層（反濾料）和砌石線，并拉上線。

（4）鋪設(shè)墊層：對于斜坡，自下而上，隨鋪隨砌。墊層的級配

及各層的厚度應(yīng)滿足設(shè)計或規(guī)范要求。墊層作用如下：

1）墊平砌石，使砌石表面平整，減少水流阻力。

2）減少水流或雨水對基礎(chǔ)土壤的沖刷。

3）防止地下滲水逸出時帶走土料，使護坡下陷變形。

2.干砌石施工

（1）砌筑程序：選石、試放、修鑿、安砌。

（2）砌筑方式

1）花縫砌石（多用于干砌片石）

a.砌筑方法：依照石料原有形狀，大面向上，尖對拐、拐對尖不

分層砌筑。

b.特點：表面平整，但底部空虛不牢固，易被淘刷，有重縫、迭

縫、翹口現(xiàn)象。

c.適用：流速小，無風(fēng)浪淘刷的渠道護坡工程。

2）平縫砌筑（多用于塊石）

a.砌筑方法：塊石寬面與坡面橫向平行，分層砌筑，形成橫有通

縫，豎有相互錯開直縫。

b.特點：底石上緊，堅固耐沖。

3）丁扣和平扣，多用于塊石和粗料石。

（3）封邊

干砌石靠石塊與石塊之間相互擠緊的力量來維持穩(wěn)定，砌體的局

部移動變形將導(dǎo)致整體破壞。邊口為最易破壞部位，應(yīng)進行封邊處理。

封邊有兩種情況，處理方法如下：

1）設(shè)計洪水位以下坡面邊口：用較大塊石砌成封邊。

2）設(shè)計洪水位以上坡頂邊口：用較大方正塊石砌成0.4m左右

平臺。塊石封邊以外所留空隙用粘土回填夯實。

（4）質(zhì)量控制檢查

1）面平、底實、塊石之間擠得緊，縫寬不大于10mm。

2）砌縫內(nèi)盡量少用片石填塞，避免出現(xiàn)縫口不緊、燕子窩、壩

面洞、鼓肚凹腰等現(xiàn)象。

（二）漿砌石施工

1.漿砌石施工方法

（1）準(zhǔn)備工作

1）基礎(chǔ)處理：對于土基，夯實后，鋪3?5cm厚稠砂漿；對于

巖基，清洗干凈巖面，濕潤后鋪漿砌筑。

2）備料：同干砌石。

（2）砌筑

1）砌筑程序：先角石、再面石、最后腹石。

2）砌筑方法：有座漿砌筑法和灌漿砌筑法

a.角石：選大而方正的石塊，鋪漿后安砌，然后將樣線掛在角石

上，用以控制砌筑邊線。角石位置必須準(zhǔn)確。

b.面石：選長短不等石塊，便于與腹石交錯銜接，外露面應(yīng)平整，

厚度略同角石，砌筑方法同角石。

c.腹石：用較小石塊分層填砌，第一層腹石需大面向下放穩(wěn)，灰

漿填空隙的1/37/2,其余用小石填塞。每砌三層左右找平一次。

注：各段交界處應(yīng)留成臺階，以便相互結(jié)合，保證整體性。

2.勾縫

（1）作用：加固砌體，減少滲水。

（2）勾縫：在砌體砂漿凝固之前，將縫內(nèi)深小于2cm的砂漿

刮去，用水沖洗干凈，然后用較高標(biāo)號的稠砂漿抹縫。縫寬不大于

3cmo

（3）勾縫型式：外凸半圓式、外凸平抹式、平縫。

注：一般填土側(cè)不進行勾縫，如有防滲要求，可用砂漿抹面。

3.養(yǎng)護

砌體完成后，用麻袋或草袋覆蓋，并經(jīng)常灑水養(yǎng)護，口寸間一般不

少于5?7d。

4.回填土

砌體未達(dá)到要求強度之前，不得在其上堆放重物或修鑿石塊，避

免破壞砌體。砌體完成后，一般須經(jīng)28d,方可進行回填，最早不得

少于12?14d。

四、漿砌石拱

（一）拱座砌筑（注意如下問題）

1.控制拱腳坡度，起拱線高度、跨度。

2.嚴(yán)禁用塊石按水平層次砌成臺階形，用小石塊填補。

3.可用預(yù)制混凝土塊、料石安砌起拱石。

（二）拱架

在拱圈砌筑中，用拱架來支撐拱圈，保證其符合設(shè)計形狀。所以

拱架必須有一定的強度和穩(wěn)定性。常用拱架有木拱架和土牛拱胎等。

1.木拱架

有拱架和支架組成，支架分為有中間支撐式和無中間支撐式。拱

架制作程序為：預(yù)制試拼、校正、編號、現(xiàn)場安裝。

（1）拱架放樣

1）放樣臺：三合土地坪，水泥砂漿抹面（或用后木板）。

2）按1:1比例放出拱架大樣。

3）套取各構(gòu)件的樣板：用2cm后的干杉木板刨光制作，并在

樣板上注明各構(gòu)件的號碼、規(guī)格、件數(shù)和螺栓孔位置等。

4）構(gòu)件的加工

5）預(yù)留拱度：由于拱圈自重以及拱架受力后的彈性壓縮和非彈

性壓縮等作用，拱圈向下彎沉。因此，在制作拱架時應(yīng)將原設(shè)計拱軸

線適當(dāng)提高，以抵消拱圈向下的彎沉值。此預(yù)加高度稱“預(yù)留拱度”。

其值可按二次拋物線進行分配。即：

%=5（1牛）

/：拱跨

距中心軸線x處的預(yù)留拱度。6=（加~加）./,跨徑小取上限

（較大值）

（2）拱腳卸落設(shè)備

拱圈砌好達(dá)一定強度后，可拆除拱架，為了不使拱圈驟然受力,

須在拱架與支架之間設(shè)置卸落設(shè)備。常用卸落設(shè)備有：

1）木楔：用硬木做成，兩塊木楔的接觸面坡度為用

于跨度20m以下的拱架。

2）組合木楔：用于跨度小于40m的拱架。

3）砂筒：用于跨度大于40m的拱架。

（3）拱架的安裝

在安裝好的卸落設(shè)備上進行抄平，使之與設(shè)計標(biāo)高相符，然后按

桿件的編號由下而上進行安裝。拱圈軸線應(yīng)經(jīng)常校正。

（4）拱架拆卸

1）拆卸時間：拱架拆卸時間應(yīng)根據(jù)拱跨大小來決定。一般跨度

20m以下，須經(jīng)15~20d,跨度20m以上的拱圈，須經(jīng)30d°當(dāng)氣溫

低于15℃時，還須適當(dāng)延長。

2）拆卸要求：由拱頂向拱腳對稱進行，逐排完成，且分次降落，

使拱圈逐漸受力（否則會導(dǎo)致拱圈開裂）。

2.土牛拱胎

（1）適用：高度低，河床無水或水量很小的石拱。

（2）特點：就地取材、簡單經(jīng)濟、安全可靠，并可節(jié)約木材。

（三）砌筑拱圈

1.一般砌筑方法

當(dāng)拱圈跨度小于10m,可由拱腳向拱頂按整個寬度、厚度同時對

稱砌筑。

2.預(yù)壓砌筑法

當(dāng)拱圈跨度在10?15m之間時，用拱圈石料預(yù)壓拱頂，然后按一

般方法進行砌筑。

3.分段砌筑法

當(dāng)拱圈跨度大于15m時，可采用分層、分段砌筑法。以防止拱

架變形，拱圈開裂。

（1）分層、分段的方法

1）分層：當(dāng)拱圈厚度較大（由2?3層拱石組成），砌好一層后,

可利用合攏層承擔(dān)部分荷載（以減輕拱架的負(fù)擔(dān)），然后再砌下一層。

2）分段：跨度較大時，可設(shè)空縫、分段、同時對稱砌筑。砌筑

順序是：拱腳一拱頂一1/4拱跨一其余各段。分段長為5-8m。分段處

須設(shè)置擋木或三角木支撐，若拱圈斜度小于20。，也可用扒釘代替。

（2）空縫

空縫一般設(shè)于起拱線及拱架節(jié)點處（拱架變位時撓度曲線的轉(zhuǎn)折

點）。

1）空縫結(jié)構(gòu)：由空縫和墊塊組成。墊塊用以保證空縫的空檔,

有預(yù)制砂漿塊、混凝土塊和鑄鐵塊。

2）空縫的處理：空縫上口用麻袋覆蓋，防雜物漏入；空縫周圍

用砂漿抹平，以便觀察拱圈砌筑后的變化。

3）空縫填塞方法

拱圈強度達(dá)70%以后，用水泥砂漿填塞。方法如下：

a.先清除空縫內(nèi)雜物、沖水潤濕。

b.用配比為1:1、水灰比為0.25的細(xì)砂水泥砂漿，分層填塞空縫，

每層厚10cm,搗濕至表面潤濕為止，再填塞下一層。

4）空縫填塞順序

a.各空縫同時填塞，用于小跨度拱圈。

b.從拱腳起依次對稱向上逐條填塞，用于短矢拱圈。

c.先填塞拱腳，次填拱頂，使拱圈變形集中于四分點上，最后填

塞四分點。用于大跨度拱圈。

5）封拱：空縫填塞后，放置頂拱石，填搗砂漿進行封拱。

注：填塞空縫和封拱應(yīng)在低溫下進行。

（四）拱上結(jié)構(gòu)砌筑

1.分類

（1）實腹式：拱腹全部填實。

（2）空腹式：跨度較大時，為減輕拱的荷載，在主拱圈上砌筑

小腹拱。

2.砌筑原則

（1）跨度小于20m的實腹拱，拱圈合攏后至少三晝夜，由拱

腳向拱頂砌筑，均勻?qū)ΨQ進行。

（2）跨度大于20m的實腹拱，合攏后至少七晝夜才能砌筑實

腹。砌筑順序如圖示。

（3）空腹拱的拱軸線，變形更為敏感，應(yīng)注意上料的均衡性和

對稱性。

第三章爆破工程

§3-1爆破的基本原理

一、爆破

1.爆炸：炸藥在一定外界條件（熱、火花、撞擊、摩擦、振動）

下，發(fā)生瞬時化學(xué)分解，產(chǎn)生大量高溫、高壓氣體，并伴有巨大響聲

現(xiàn)象。

例如：IKg硝鐵炸藥爆炸后產(chǎn)生560-950L氣體,溫升2200-2800℃,

達(dá)一萬個大氣壓。

2.爆炸的三要素

（1）放熱反應(yīng)：是使反應(yīng)獨立、高效進行的首要因素；

（2）反應(yīng)速度快：工程炸藥萬分之一秒內(nèi)反應(yīng)完畢，可產(chǎn)生高

能密度（幾萬到幾十萬個大氣壓）；

（3）產(chǎn)生大量氣體

3.爆炸能的傳遞方式

（1）沖擊波：爆炸時的壓力波動，在空氣中傳播稱沖擊波，在

地下傳播稱地震波；

（2）氣刃：氣體膨脹過程；

4.爆破：炸藥爆炸引起對周圍介質(zhì)不同程度的破壞。

5.爆破施工：利用炸藥爆炸對周圍介質(zhì)的破壞作用，以達(dá)到一

定工程目的的爆破。

二、藥包在無限介質(zhì)中的爆破

1.基本假定|]

（1）藥包呈球形；\）

（2）藥包埋設(shè)無限深；

（3）介質(zhì)均勻；爆破作用圈

2.爆破作用：沖擊波呈同心球形對稱向外傳播，使一定區(qū)域內(nèi)

介質(zhì)受到不同程度的破壞，距藥包越近破壞愈烈。

3.爆破作用圈（爆破結(jié)果）

（1）壓縮圈：若為土壤則被壓縮，若為巖體則被粉碎或熔融;

（2）破壞圈：徑向受壓，切向受拉，產(chǎn)生徑向裂隙，氣刃作用

使之進一步擴大。此區(qū)域巖體破碎或產(chǎn)生裂縫；

（3）震動圈：地震波作用微弱，巖體震動不破壞；

三、有限介質(zhì)中的爆破

1.臨空面（自由面）反射拉應(yīng)力波

當(dāng)藥包埋深小于爆破作用半徑，壓應(yīng)力波一旦達(dá)到臨空面，反射

成拉應(yīng)力波，產(chǎn)生弧狀裂縫，將臨空面剝離成弧形板狀塊，形成新的

臨空面，繼續(xù)反射拉應(yīng)力波。故臨空面愈多，爆破效果愈好。

2.臨空面聚能作用

（1）空穴作用試驗

空穴為吸收周圍介質(zhì)運動的中心?？昭ň勰鼙圃囼?/p>

（2）臨空面可看作半徑很大的臨空面

四、爆破漏斗

1.概念：當(dāng)藥包埋設(shè)較淺，爆破后將形成以藥包中心為頂點的

倒圓錐形爆破坑。

2.幾何參數(shù)

（1）W:最小抵抗線，藥包中心到臨空面的最短距離

（2）廣爆破漏斗半徑

（3）n:爆破作用指數(shù)n=r/W

（4）可見漏斗深

（5）R:破壞作用半徑

3.爆破分類（按n值大?。┍坡┒肥疽鈭D

(1)標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破n=l

(2)加強拋擲爆破n>ln=l.25-1.75用作定向爆破

(3)減弱拋擲爆破l>n>0.75

(4)松動爆破0.33WnW0.75

(5)隱藏式爆破(內(nèi)部作用式)n<0.33臨空面不破壞

五、裝藥量計算

裝藥量的大小直接關(guān)系到爆破效果和成本，必須重視。至今無理

論計算公式，采用經(jīng)驗公式。

Q=KV

Q：裝藥量，Kg

K：爆破單位體積巖土的炸藥用量，kg/m3

V：被爆破巖土的體積，m3

1.集中藥包裝藥量的計算

集中藥包：指藥包長度不超過其直徑或最短邊的4倍的藥包，即

L/aW4

(1)標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破裝藥量：Q=K*nr2W/3^KW3

(2)各類型拋擲爆破裝藥量：Q=f(n)KW3

f(n):與爆破作用指數(shù)n有關(guān)的函數(shù)

當(dāng)n>lf(n)=0.4+0.6n3

n=lf(n)=1

l>n>0.75f(n)=[(4+3n)/7:3

0.33〈nW0.75Q=0.33KW3

注：（1）小規(guī)模爆破，K值一般可查爆破手冊或參考類似工程

取得。

（2）大量爆破應(yīng)以（1）為基礎(chǔ)，進行爆破試驗取得K值。

（3）上述K值均以標(biāo)準(zhǔn)炸藥為基準(zhǔn)，如采用其他炸藥，用藥量

應(yīng)乘以炸藥爆力換算系數(shù)e。

e=B0/B

Bo：標(biāo)準(zhǔn)炸藥的爆力

B：采用炸藥的爆力

2.延長藥包（L/a>4）裝藥量計算

（1）與臨空面垂直的延長藥包

標(biāo)準(zhǔn)拋擲：Q=KWs=125/216*Kh3

（2）與臨空面平行的延長藥包

標(biāo)準(zhǔn)拋擲：Q=KWZL

§3-2爆破材料

爆破材料：炸藥與起爆、傳爆材料

一、炸藥

指在外能的激發(fā)下，能發(fā)生化學(xué)爆炸的單質(zhì)或混合物

（一）炸藥的基本性能

一）爆炸性能

1.爆速：炸藥爆炸時的分解速度。一般在2000-8000m/s

2域力

（1）爆力（mL）：炸藥在介質(zhì)中爆炸做功的總能力，是對介質(zhì)

整體的壓縮、破壞和拋擲的能力。用鉛柱擴大法測定，與炸藥的爆熱、

爆溫和爆壓有關(guān)。

（2）猛度（mm）：指對藥包周圍臨近介質(zhì)產(chǎn)生壓縮、粉碎的能

力。由鉛柱壓縮法測定，與炸藥的爆速有關(guān)。

爆力和猛度合稱威力。

3.氧平衡：炸藥分解時的氧化情況

（1）零氧平衡：指炸藥爆炸后，炸藥中的氧恰好能夠使炸藥中

的碳、氫完全氧化生成二氧化碳和水，無剩余氧。

（2）正氧平衡：如有多余的氧，就會再把炸藥中的氮氧化成一

氧化氮或二氧化氮，稱正氧平衡。

（3）負(fù)氧平衡：如炸藥中的氧含量不足，則炸藥中的碳一部分

只能氧化成一氧化碳，稱為負(fù)氧平衡。

注：（1）正氧平衡、負(fù)氧平衡都是吸熱反應(yīng)，有兩大危害。一

是降低爆破效果（炸藥威力下降），二是產(chǎn)生有害氣體（不安全）。尤

其負(fù)氧平衡產(chǎn)生的一氧化碳。

（2）零氧平衡爆破效果好，不產(chǎn)生有毒氣體，施工安全。

（3）炸藥配制盡量實現(xiàn)零氧平衡或不大的正氧平衡。地下爆破

施工中，不得使用正、負(fù)氧平衡較大的炸藥。

二）敏感度（感度）

指炸藥在外能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度。如撞擊、火花、摩

擦、爆炸（引起殉爆）等。

1.提高敏感度的方法：炸藥中摻砂、碎玻璃、金屬等。

2.降低敏感度的方法：炸藥用石蠟、瀝青、油、凡士林等包裝。

三）炸藥的安定性

指炸藥在長期儲存中，保持其原有物理、化學(xué)性質(zhì)不變的能力。

1.物理安定性：吸濕、結(jié)塊、揮發(fā)、滲油、老化等。

2.化學(xué)安定性：分解、易爆。如硝化甘油50℃開始分解，散熱

不好易爆。

四）爆炸安定性

指炸藥爆炸過程速度恒定不變的性能。與藥包直徑和炸藥的密度

有關(guān)。如硝錢炸藥線密度一般為0.9-1.6g/cm,藥卷直徑一般為32mm。

（二）工程炸藥

起爆炸藥、單質(zhì)猛性炸藥、混合猛性炸藥三類。

1?起爆炸藥

指用以制造起爆材料的炸藥。威力大，對沖擊、火花等敏感，化

學(xué)安定性較好。有雷汞、氮化鉛、二硝基重氮酚，后兩者成本低，且

耐水，已取代雷汞。

2.單質(zhì)猛性炸藥

指化學(xué)成分為單一的化合物。爆力和猛度都很高，用于制造起爆

材料和作為混合猛性炸藥的敏化材料。如梯恩梯、硝化甘油、黑索金

等。梯恩梯、硝化甘油都不溶于水，在水中不降低爆炸性能。

3.混合猛性炸藥

指由爆炸性成分和非爆炸性成分（一般為可燃物）按一定比例混

合制成的炸藥。工程中應(yīng)用最廣。

（1）硝酸錢類炸藥

指以硝酸鏤為主要成分的一大類炸藥的總稱。

1）鐵梯炸藥

主要由硝酸鏤、梯恩梯和木粉配成。

a.分類（按其應(yīng)用條件不同分）：

（a）露天錢梯：多用于露天爆破對氧平衡值要求低

（b）巖石鉉梯：用于無瓦斯、礦塵爆炸的地下工程，嚴(yán)格限制

有毒氣體生成，接近零氧平衡

（c）安全錢梯：用于有瓦斯、礦塵爆炸的地下工程，要求有毒

氣體符合標(biāo)準(zhǔn)，且爆炸時不引爆瓦斯和礦塵。一般摻入15%-20%的

氯化鈉作為消焰劑，使爆炸時不致產(chǎn)生火花。

b.特點：威力較高，敏感度較低，安全性好，水利工程廣泛應(yīng)用；

吸濕性、結(jié)塊性強，降低敏感度。

c.分類（按配比不同）：2號錢梯過去應(yīng)用最多，為標(biāo)準(zhǔn)炸藥。

其成分：硝酸錢85%、梯恩梯11%、木粉4%,其爆力為320cm3,猛

度為12mm。

2）粉狀鍍油炸藥

由硝酸筱、柴油、木粉組成。92-4-4型，成本低，使用安全，常

用于大爆破。吸濕性、結(jié)塊性強，降低性能。顆粒越細(xì)，含水率越低，

炸藥性能越好。

3）水膠炸藥（漿狀炸藥的第二代）

以硝酸鏤、梯恩梯為主要成分的一種含水炸藥。抗水性強，威力

大，爆轟敏感度高，適用于各種條件下的爆破。

4）乳化炸藥

主要成分是硝酸錢水溶液，另加乳化劑、粘結(jié)劑、可燃劑、敏化

劑等配成。呈淺黃或白色乳脂狀。具有高抗水性，爆轟敏感度高，機

械敏感度低，使用安全方便，目前廣泛應(yīng)用。爆力250.310m1?,猛

度為18-22mm。如小直徑藥卷敞口浸水96小時，其性能變化微小。

（2）硝化甘油炸藥

主要成分為硝化甘油而得名，其他成分為硝酸鏤、硝化棉、木粉

等。常為可塑膠體，又名膠質(zhì)炸藥。價格昂貴，常用于極硬巖體的爆

破。爆力為360mL3,猛度為16mm,敏感度很高（8-10C開始凍結(jié)）。

二、起爆材料

利用外能使藥包爆炸的過程稱起爆。

1.導(dǎo)火線（外徑5.2?5.8mm）

以黑火藥為藥芯，以棉線、塑料布、瀝青等材料卷成的圓形索。

燃速100-125s/m以內(nèi)。使用前進行燃速試驗，確保安全。

2.火雷管（見圖）

由管殼、起爆炸藥、加強帽三部分主成。按副起爆炸藥的多少分

為十個序號，號大藥量多，工程常用6-8號-。

（1）正藥：在前，采用對火花和熱敏感度很高的雷汞、氮化鉛

等。

（2）副藥：在后，采用敏感度亦很高的高威力炸藥黑索金、梯

恩梯等。

注：火雷管應(yīng)防潮，免降低敏感度；存放要安全，免撞擊、擠壓。

3.電雷管-------------------

有電氣點火裝置康銅絲電!折，絲上回引燃刑。

（1）即發(fā)電雷管

裝藥部分同火雷管，差別在點火裝置，由腳線、電橋絲、引火藥

主成。分為十個序號。

（2）秒延發(fā)電雷管

指通電后延長一段時間才起爆的電雷管。在引火頭與正藥之間安

置緩燃劑（導(dǎo)火索），按延發(fā)時間不同，分為七段。可解決分批起爆

問題，但爆破效果不理想，已很少采用。

（3）毫秒電雷管（微差電雷管）

與秒延發(fā)電雷管的延期藥不同，由極易燃的硅鐵和鉛丹混合而成。

一般18-20段。目前廣泛采用。

4.導(dǎo)爆索（傳爆線外徑5.2~6.2mm）

結(jié)構(gòu)與導(dǎo)火索相似，芯藥用高敏感度炸藥（如雷汞、黑索金）制

成，表面染成紅色，與導(dǎo)火索區(qū)別。爆速6500m/s,可以直接引爆任

何炸藥。價格昂貴，在特別重要的爆破中使用。

5.導(dǎo)爆管（傳爆管）

外徑3mm,內(nèi)徑1.5mm,耐高壓聚乙烯軟管，內(nèi)壁涂有薄層單

質(zhì)炸藥。爆速2000m/s,不能直接引爆炸藥。價格低，目前廣泛采用。

§3-3起爆網(wǎng)路的連接與計算

將起爆藥包通過一定的方式連接起來，形成一個整體，按預(yù)定的

方式進行爆破。

一、火雷管起爆

1.優(yōu)點

操作簡便，成本低，中小爆破使用。

2.缺點

（1）在工作面點炮，安全性差；

（2）控制起爆順序不準(zhǔn)確，難以達(dá)到良好的爆破效果；

（3）無法用儀表檢查工作的質(zhì)量，易出現(xiàn)瞎炮；

二、電力起爆

（一）特點

1.優(yōu)點

（1）可以使用儀器、儀表進行檢測，保證可靠性：

（2）可以按設(shè)計要求對網(wǎng)絡(luò)進行理論計算；

（3）一次可起爆多個裝藥，并能有效控制起爆順序和時間；

（4）可以在遠(yuǎn)距離按時起爆裝藥。

2.缺點

（1）網(wǎng)絡(luò)連接與器材加工比較復(fù)雜；

（2）需精心計算并使用專門儀器進行檢測；

（3）有外來電流的作用下，容易引起早爆；

（4）網(wǎng)絡(luò)消耗大量導(dǎo)線，增加了成本。

（二）電爆網(wǎng)路及計算

?最小準(zhǔn)爆電流：電雷管引火頭在規(guī)定時間內(nèi)引燃的最低電流值。

起爆時，每個雷管的電流一般為：交流電源不小于2.5A,直流不小

于2.0A；大爆破交流不小于4A,直流不小于2.5A。

1.串聯(lián)網(wǎng)路

（1）計算

求出準(zhǔn)爆電流是否滿足單個電雷管的最小準(zhǔn)爆電流的要求。

1）網(wǎng)路總電阻R

R=Rk+nr

2）網(wǎng)路總電流

I=U/（RL+nr）

3）每個電雷管的電流

i=I=U/（RL+nr）

（2）優(yōu)點：聯(lián)接簡單，便于檢查，節(jié)省電線，起爆電流小。

（3）缺點：一個雷管出故障，整個網(wǎng)路拒爆。

2.并聯(lián)

（1）計算

1）網(wǎng)路總電阻R

R=Rk+r/n

2）網(wǎng)路總電流

I=U/(RL+r/n)

3）每個電雷管的電流

i=I/n=U/（nRt+r）

（2）優(yōu)缺點：與串聯(lián)相反

3.混聯(lián)網(wǎng)路

按自雷管起至電源的網(wǎng)路聯(lián)接方式命名，有串并、并串、并串并

等。

（1）起爆條件

1）每組雷管的最小準(zhǔn)爆電流1>2.0或2.5A

2）成組串聯(lián)電雷管阻值差不超過0.25歐姆

3）不同品種、不同種類雷管不允許串聯(lián)在同一電路中

4）各支線并入主線必須進行電阻平衡

三、導(dǎo)爆索起爆

用雷管起爆導(dǎo)爆索，由導(dǎo)爆索起爆藥包。主要用于深孔、洞室爆

破。

1.聯(lián)接方法

串聯(lián)法、分段并聯(lián)法、并簇聯(lián)。連接方法有搭接、三角接、扭接、

水手接等，兩根導(dǎo)爆索的壓接長度不小于15cm。

2.優(yōu)點：技術(shù)簡單，安全可靠；不受水和散雜電流的影響；可

實現(xiàn)同時起爆。

3.缺點：噪聲大，價格昂貴，不能用儀器檢查網(wǎng)路敷設(shè)的質(zhì)量。

4.用繼爆管可實現(xiàn)延期起爆

四、導(dǎo)爆管起爆

雷管激發(fā)導(dǎo)爆管，導(dǎo)爆管傳爆引發(fā)雷管使炸藥爆炸。用連接塊接

成網(wǎng)路。

1.優(yōu)點：技術(shù)簡單，安全可靠；不受水和散雜電流的影響：可

實現(xiàn)同時起爆；費用低。

2.適用：露天、地下、水下等廣泛采用。

五、聯(lián)合起爆法

采用雙重起爆網(wǎng)路（彼此獨立）或者加大起爆炸藥包的起爆能力

（增加10%高感度炸藥或雷管束）。

§3-4爆破基本方法

鉆孔及裝藥設(shè)備

鉆孔設(shè)備

1.分為鑿巖機和穿孔機，一般鑿巖機鉆小孔，穿孔機一般鉆大

孔。

2.按結(jié)構(gòu)原理分為沖擊式、回轉(zhuǎn)式、沖擊回轉(zhuǎn)式三種。

3.按動力分為：風(fēng)動、液壓、電動等。

一、淺孔爆破法

指孔深小于5m,孔徑在35?75mm的炮孔爆破方法。

（一）炮孔布置

1.布置原則

（1）炮孔方向不與最小抵抗線方向重合，免沖天炮，降低爆破

效率。

(2)利用地形多創(chuàng)臨空面，減小爆破阻力。

(3)炮孔盡量垂直巖石層面、節(jié)理(裂隙)，不穿過較寬裂縫，

免漏氣。

2.爆破開挖布置方式

一般采用臺階式布置方式，稱梯段爆破。這樣鉆孔、爆破、出渣

可以平行進行，能形成較平整的上、下臺階面，利于鉆孔施工和出渣

運輸。

3.炮孔布置的技術(shù)參數(shù)

(1)最小抵抗線W

W=KdK與巖石的硬度有關(guān)，取15?30

(2)臺階高度H

H=(l.2-2.0)W

(3)炮孔深度h

堅硬巖石中h=

在松軟巖石中h=(0.85?0.95)H

在中硬巖石中h=H

(4)炮孔間距及排距

為減少爆破殘?zhí)詈驼ㄋ幒乃幜浚矫娌贾贸拭坊ㄐ巍?/p>

1)炮孔間距

火雷管起爆時a=(l.2-2.0)W

電雷管起爆時a=(0.8~1.2)W

2）炮孔排距

b=（0.8-1.2）W

（二）裝藥量

Q=0.33Kabh裝藥長度為孔深1/3-1/3

（三）適用范圍

小型料場、渠道、基坑保護層、堅土預(yù)松等。應(yīng)用最廣的一種爆

破方法。缺點是鉆孔工作量大,耗藥量亦大,爆破大量土石方不經(jīng)濟。

二、深孔爆破法

指孔深大于5m,孔徑大于75mm的炮孔爆破方法。

（一）概述

1.優(yōu)點：單位土石方鉆孔工作量和耗藥量小，生產(chǎn)率高。

2.適用：大型深基坑、大型采石場、大劈坡開挖。

3.炮孔布置型式

有垂直孔和傾斜孔。如有打斜孔設(shè)備應(yīng)盡量打斜孔。

（1）斜孔優(yōu)點

1）巖石破碎均勻，大塊率低，減少解小時間和炸藥；

2）底盤抵抗線較小，避免殘境；

3）可按需要調(diào)整坡面坡度，且爆后坡面平整；

4）鉆孔施工安全；

（2）斜孔缺點

鉆孔難度大，效率低，裝藥困難。

（二）爆破設(shè)計參數(shù)

1?臺階高度H

應(yīng)滿足布置要求，機械運行要求，充分發(fā)揮裝渣機械的效率。一

般3?4n?電鏟，H以12m為宜。l-2n?電鏟，H以10m為宜。

2.鉆孔直徑

由鉆機確定d=FD

3.底盤抵抗線Wd（臺階坡腳到炮孔的水平距離）

Wd=Hctga+B

4.孔距與排距

a=mWd

m:鄰接系數(shù)（a與Wd的比值）取0.8?2.0

b=asin60°

5.堵塞長度L:為孔徑的16?32倍

6.超鉆深度h（降低裝藥中心位置，避免殘?zhí)睿?/p>

h=（0.15~0.35）Wd

7.裝藥量Q

垂直孔Q=qaHWd

傾斜孔Q=qaHWd/sin。2

三、洞室爆破

§3-5預(yù)裂爆破與光面爆破

為保護設(shè)計邊線以外的巖體不受破壞，并獲得平整的開挖輪廓，而采用的爆破技術(shù)。

一、預(yù)裂爆破

1.概念

在設(shè)計開挖線上布置加密、減弱裝藥的深孔藥包，先期同時起爆

（一般超前50ms）,形成一條沿炮孔中心線連線方向延伸的平整的預(yù)

裂縫（起屏蔽作用），然后再逐層爆破主體開挖區(qū)。

2.采取的主要技術(shù)措施

（1）加密布孔

環(huán)向拉力波使之產(chǎn)生徑向裂隙，當(dāng)炮孔間距較近，拉力波頭將在

鄰孔中心線上相遇疊加，使裂縫貫穿整個孔間。炮孔間距取8-12d,

孑L彳仝取d=50-200cmo

（2）減弱裝藥

1）采用不藕合連續(xù)裝藥（炮孔直徑大于藥卷直徑）或者不藕合

空氣間隔裝藥（藥卷不連續(xù)）。不偶合系數(shù)d/do=2?5（堅硬巖石取小

值），線裝藥密度250-400g/m,孔底增加。

空腔內(nèi)空氣起緩沖作用，可使沖擊波衰減，減低對孔壁的壓力，

不致對孔壁造成壓碎破壞；

（3）同時起爆

一般用導(dǎo)爆索起爆，炸藥可幫在導(dǎo)爆索上。

注：預(yù)裂孔深比主爆孔深預(yù)裂孔端孔位置應(yīng)超過主爆

孔端孔7-10m。

3.質(zhì)量要求

（1）裂縫地表寬度：中等硬度巖石不小于1cm,堅硬巖石大于

0.5cm,松軟巖石試驗確定，大于2cm；

（2）不平整度小于15cm

（3）壁面完整，無嚴(yán)重爆破裂隙，半孔率不低于80%（應(yīng)為

80%~90%）；

4.適用

深基坑、壩肩、大劈坡邊線控制。

二、光面爆破：隧洞和其他地下建筑物的邊線控制

1.概念

先爆主體開挖部位的巖體，然后再用加密的布置在設(shè)計開挖輪廓

線上的炮孔，將作為保護層的“光爆層炸除”，形成平整開挖面。

2.采取技術(shù)措施

孔徑小于50mm,相鄰炮孔不平整度小于15cm,孔間距16d,藥

卷直徑25mm,同孔藥卷間隔10-30cmo

3.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

無欠挖，無明顯爆破裂隙，半個炮孔保留率不少于80%（巖石破

碎可適當(dāng)放寬）。

第四章吊裝施工

水工建筑如渡槽、橋、閘、廠房等越來越多采用裝配式結(jié)構(gòu)，因

此，吊裝施工在水利工程中應(yīng)用廣泛。

一、索具設(shè)備

（一）鋼絲繩

吊裝中的主要繩索，由高強碳素鋼絲捻制而成。

1.鋼絲繩的構(gòu)造與性能

(1)構(gòu)造：先由鋼絲捻成股，再由股圍繞繩芯捻成繩。繩芯由

劍麻、棉紗等纖維制成，繩芯浸油。常用型號為6*19+1、6*37+1、

6*61+1三種。

(2)性能：相同直徑的鋼絲繩，每股中鋼絲越多，鋼絲越細(xì),

鋼絲繩柔性越好，但耐磨性較差。

(3)適用范圍：6*19+1的鋼絲繩宜用于受彎曲及受磨損多的

地方，如承重索、纜風(fēng)索等；6*61+1的鋼絲繩宜用作捆綁構(gòu)件的吊

索和起重索；6*37+1的鋼絲繩宜用作起重索和牽引索。

2.捻制方法

(1)交互捻：強度高，不易松散，不易回轉(zhuǎn)卷曲，使用方便。

(2)同向捻：柔性好，表面平整，不易磨損，有回轉(zhuǎn)卷曲現(xiàn)象。

宜作拖拉牽引用。

3.鋼絲繩的允許拉力計算

T=P/K=aPJK

P：鋼絲繩的破斷拉力

Ps：鋼絲繩破斷拉力總和

第一章K：安全系數(shù)

a：受力不均勻系數(shù)，分別取0.85、0.82、0.80

4.鋼絲繩合用程度

(1)鋼絲繩使用一段時間后，常有磨損、銹蝕、彎曲、斷絲

等現(xiàn)象，應(yīng)視損壞程度降低允許拉力使用或報廢。

（2）用百分比表示，75%、50%。

（二）吊具

1.吊鉤：用于吊掛吊索或卡環(huán)，并通過吊索與卡環(huán)起吊重物。

有單鉤和雙鉤兩種。雙鉤受力條件好，工作安全。多用于橋式、塔式

起重機。

2.卡環(huán)（卸甲）：用于吊索之間或吊索與構(gòu)件、吊環(huán)之間的連

接

3.繩卡：用于固定鋼絲繩端部。

4,吊索（千斤繩）：用于捆綁構(gòu)件或?qū)?gòu)件掛到吊鉤上去的鋼

絲繩。有環(huán)形吊索和開口吊索。吊索內(nèi)力計算如下：

S=（Q/n）*（l/sina）=P/K

S：一根吊索承受的拉力

Q：吊件的重量

n：吊索的根數(shù)

a;吊索的水平傾角

P：鋼絲繩的破斷拉力

K：吊索安全系數(shù)

5.橫吊梁

用于起吊梁、排架、拱圈等水平長度大而高度較小的構(gòu)件。削

減吊索產(chǎn)生的水平分力，避免起吊時對構(gòu)件產(chǎn)生縱向偏心壓力。

6.吊框、蝴蝶較吊梁

（三）滑車及滑車組

1.滑車

（1）動滑車：省力，不能改變力的方向。

（2）定滑車：不省力，可改變力的方向。

2.滑車組

有一定數(shù)量的定滑車和動滑車及繞過他們的繩索組成。

（1）常用術(shù)語

1）跑頭：滑車上鋼絲繩的引出端。

2）死頭：固定在夾板上的一端，可固定在定滑車上，也可固

定在動滑車上。

3）走絲數(shù)：滑車組上支持動滑車的工作繩數(shù)。一般根據(jù)繩索

繞過定滑車、動滑車的個數(shù)和工作繩數(shù)命名，稱為“**走如

六六走一三。

（2）常用滑車組的類型

1）普通滑車組：整個滑車組系統(tǒng)只有一個跑頭的滑車組。應(yīng)

用最廣，但門數(shù)較多時，跑頭一端鋼絲繩收得較緊，易引起自鎖（繩

索拉不動）。

2）雙跑頭滑車組：在門數(shù)較多的單門數(shù)滑車組中，將中間的

定滑車作為平衡滑車，跑頭自兩端的定滑車引出。其特點是升降快,

各滑車受力均勻，避免自鎖?？捎脙膳_較小卷揚機起重重型構(gòu)件。

3）雙聯(lián)滑車組：將兩套同門數(shù)滑車組置于構(gòu)件兩端，中間另

設(shè)一單門定滑車作為平衡滑輪，用一根繩索穿成整體。其特點是保證

平穩(wěn)升降，利于重長構(gòu)件的就位安裝。可用兩臺較小卷揚機起重重型

構(gòu)件。

（3）滑車組跑頭拉力計算

（

S=9.807C（Q+q）VE-

Q：起重量，t

S：跑頭拉力，Kn

Q：動滑車組及吊鉤重量

E：滑車阻力系數(shù)

a：工作繩數(shù)

n：繩索繞過的滑輪總數(shù)

C：動力系數(shù)（采用絞磨時取1.0,采用電動卷揚機取1.1）

3.鏈條滑車（神仙葫蘆或倒鏈）

一種輕便省力的手拉起重設(shè)備。具有手拉力小，效率高特點，

應(yīng)用廣泛。用于升降高度不大（3m左右），收緊塔架、拔桿等的纜風(fēng)

繩。

（四）千斤頂

可作獨立的簡易起重工具。用于將重物或構(gòu)件頂升或降落不大

的高度，校正構(gòu)件的安裝偏差和構(gòu)件的變形。吊裝常用螺旋千斤頂和

液壓千斤頂。

（五）絞磨和卷揚機

用于拖拽鋼絲繩起吊或移動重物。常用牽引設(shè)備有絞磨和卷揚

機。

（六）地錨

用于將纜風(fēng)繩、卷揚機、絞磨、起重滑車組的定滑車等固定到

地基上的設(shè)備，是起重系統(tǒng)的根基，對吊裝作業(yè)安全意義重大。有永

久性地錨（一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）和臨時地錨。

1.打樁地錨

用木樁斜打入土中，樁長1.5m,入土深1.2m,可埋擋木。荷載

大時可加打木樁聯(lián)成整體。

2.埋樁地錨

將木樁埋入土中，在樁的前上方和后下方用擋木將樁卡住，填

土夯實。

3.捆龍地錨

將一根或幾根圓木或型鋼捆在一起，橫臥錨坑中，鋼絲或鋼環(huán)

從捆龍中引出，回填土夯實。

4.炮眼地錨

用于巖石地區(qū)不易挖坑打樁，可打眼，插入粗鋼筋，灌注水泥

砂漿固定。

二、起重拔桿

起重拔桿又稱桅桿，是一種簡易的起重設(shè)備。用于交通不便、地

形復(fù)雜，機械設(shè)備不便被采用的工程。具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、造

價低等優(yōu)點。農(nóng)田水利工程廣泛采用。

（一）獨腳拔桿

1.組成：拔桿一根，纜風(fēng)繩四根，拔桿傾角5°-10°,纜風(fēng)繩與地

面夾角30°-45°o

2.結(jié)構(gòu)：木拔桿、鋼拔桿。

（二）人字拔桿

兩根圓木或鋼管上部交叉25°-35°,鋼絲繩扎牢，下部設(shè)絆腳索

或橫拉桿，拔桿前后各兩道纜風(fēng)繩，互成45。-60。0

（三）牽纜式桅桿起重機（搖臂拔桿）

在獨腳拔桿根部裝一可回轉(zhuǎn)和起伏的吊桿而成。

（四）龍門拔桿（龍門架）

門字形起重框架，橫向穩(wěn)定性好。

（五）懸臂拔桿

在獨腳拔桿的中上部被接一根可俯仰和旋轉(zhuǎn)的懸臂吊桿而成。比

獨腳拔桿吊裝高度大，平面范圍廣。但獨腳拔桿的彎曲應(yīng)力較大，限

制了起重量。

（六）拔桿的豎立和移動

1.拔桿的豎立

對于不高的拔桿，可用人力豎立。對于高而重的拔桿，通常用輔

助桿來安裝拔桿。常用方法如下：

（1）滑行法

用輔助桿上的滑車組將拔桿吊起，吊點在拔桿重心之上

（2）旋轉(zhuǎn)法

將拔桿的下端置于輔助拔桿處，起吊拔桿，當(dāng)拔桿與地面成

60。-70。夾角時，用纜風(fēng)繩拉正豎直并錨碇。

（3）倒桿法

利用垂直于拔桿的輔助桿來豎立拔桿，并運用卷揚機牽引滑車組

扳倒輔助桿。

2.拔桿的移動

在工作中，有時需要水平移動拔桿。拔桿移動一般采用松緊纜風(fēng)

繩，同時用卷揚機配合行動。

三、起重機械

（一）汽車起重機

轉(zhuǎn)移迅速，機動靈活，對路面破壞小。但起吊時必須將支腳落地，

不能負(fù)載行使;且對場地要求高,必須平整壓實，保證操作平穩(wěn)安全。

（二）履帶式起重機

操作靈活，使用方便，可在一般路面上行使和工作，車身可回轉(zhuǎn)

360°,可負(fù)載行使。其缺點是穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)移速度慢，對路面有一定

破壞。

（三）輪胎式起重機

操作方便，穩(wěn)定性好，行使速度快，對路面破壞小，一般不負(fù)重

行使。

（四）塔式起重機和門式起重機

起吊高度大，控制范圍廣，是大壩、大型水閘、高層建筑等施工

中常用的起重機械。

四、構(gòu)件吊裝工藝

構(gòu)件吊裝一般要經(jīng)過綁扎、起吊、就位、臨時固定、校正、最后

固定等工作。

1.綁扎

綁扎要合理、牢固和易于解脫。

(1)單吊點：綁扎中心(各吊點吊索作用力的合力作用點)在

構(gòu)件重心之上，并在一條鉛直線上。

(2)雙吊點和多吊點：吊點應(yīng)對稱排列在構(gòu)件重心的兩側(cè)，且

上排吊點連線應(yīng)在構(gòu)件重心之上。

2.起吊和就位

可單機起吊，也可雙機抬吊；起吊方法有旋轉(zhuǎn)法和滑行法。

3.臨時固定

4校正

5.最后固定

五、吊裝安全技術(shù)

吊裝中不安全因素很多，稍有不慎，就會造成安全事故。

1.作好準(zhǔn)備工作。如技術(shù)交底、安全宣傳等。

2.對構(gòu)件、錨碇、起吊機具等進行嚴(yán)格、細(xì)致的檢查。

3.起吊前應(yīng)進行試吊工作。在綁扎可靠后，吊離地面10-15cm。

第五章鋼筋工程

鋼筋工程一般有配料、加工安裝等。

鋼筋加工過程：冷拉、冷拔、調(diào)直、剪切、彎曲、焊接等。

一、鋼筋品種與性能

(一)分類

1.按生產(chǎn)工藝分：熱扎、熱處理、冷拉、冷拔。

2.按外形分：光面、變形

3.按供貨形式：盤圓（卷材）、直條（直徑12mm以上）

4.按強度分：I?IV級

（二）品種與性能

鋼號屈服點伸長率

級符直徑涂色

不小于不小于

別牌號代號號(mm)標(biāo)記

（104kPa）（%）

I3號鋼A3小8-4023.525紅

8-2533.3

II20鎰硅20MnSi16

28-4031.4

III25鎰硅25MnSi8-4037.214白

5號鋼As10-4027.419綠

（三）鋼筋驗收與存放

每批重量不超60噸，任選兩根試驗，不合格加倍，再不合格為

不合格產(chǎn)品。存放分清等級、牌號等，防銹。

二、鋼筋冷拉（強度增加20?25%）

（一）基本概念

1.鋼筋冷拉：指在常溫下以超過屈服強度而小于極限強度的拉

應(yīng)力拉伸鋼筋，使其產(chǎn)生塑性變形并形成新的更高的屈服強度，以達(dá)

到節(jié)約鋼材的目的。

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