2020年一级建造师《公路实务》-路基施工技术2

路基施工技术

(二)作业方法

1.横向挖掘法

(1)单层横向全宽挖掘法:该方法适用于挖掘浅且短的路堑。

单层横向全宽挖掘法

(2)多层横向全宽挖掘法:从开挖路堑的一端或两端按断面分层挖到设计标高,适用于挖掘 深且短的路堑。

多层横向全宽挖掘法

2.纵向挖掘法

(1)分层纵挖法:沿路堑全宽,以深度不大的纵向分层进行挖掘,适用于较长的路堑开挖。

分层纵挖法

(2)通道纵挖法:先沿路堑纵向挖掘一通道,然后将通道向两侧拓宽以扩大工作面,并利用 该通道作为运土路线及场内排水的出路。该层通道拓宽至路堑边坡后,再挖下层通道,如此向纵 深开挖至路基标高,该法适用于较长、较深、两端地面纵坡较小的路堑开挖。

通道纵挖法

(3)分段纵挖法:沿路堑纵向选择一个或几个适宜处,将较薄一侧堑壁横向挖穿,使路堑分 成两段或数段,各段再纵向开挖。该法适用于过长,弃土运距过远,一侧堑壁较薄的傍山路堑开挖。

分段纵挖法

3.混合式挖掘法

多层横向全宽挖掘法和通道纵挖法混合使用。先沿路线纵向挖通道,然后沿横向坡面挖掘, 以增加开挖面。该法适用于路线纵向长度和挖深都很大的路堑开挖。

混合式挖掘法
1、2-第一通道;3-纵向运土;4-横向运土
路基施工技术

(三)机械开挖作业方式

1.推土机开挖土质路堑作业

推土机开挖土方作业由切土、运土、卸土、倒退(或折返)、空回等过程组成一个循环。影响 作业效率的主要因素:切土和运土。

推土机开挖土质路基作业方法与填筑路基相同的有下坡推土法、槽形推土法、并列推土法、 接力推土法和波浪式推土法。另有斜铲推土法和侧铲推土法。

推土机开挖土质路堑作业

2.挖掘机开挖土质路堑作业

路堑土方开挖中以正铲挖掘机使用最多。正铲工作面的高度一般不应小于 1.5m,否则将降低 生产效率,过高则易塌方损伤机具。

挖掘机开挖土质路堑作业

【例题 7·单选】单层横向全宽挖掘法适用于挖掘( )的土质路堑。【2017 年真题】

A.浅且短

B.深且短

C.长且一侧堑壁较薄

D.深且长

【答案】A

【解析】单层横向全宽挖掘法:从开挖路堑的一端或两端按断面全宽一次性挖到设计标高, 逐渐向纵深挖掘,挖出的土方一般都是向两侧运送。该方法适用于挖掘浅且短的路堑。

【例题 8·单选】在路堑土方开挖中,正铲挖掘机特别适用于与运输车辆配合开挖土方路堑, 正铲工作面的高度一般不应小于( )m,否则将降低生产效率。

A.1.5

B.2.0

C.1.0

D.2.5

【答案】A

【解析】正铲挖掘机挖装作业灵活,回转速度快,工作效率高,特别适用于与运输车辆配合 开挖土方路堑。正铲工作面的高度一般不应小于 1.5m,否则将降低生产效率,过高则易塌方损伤 机具。其作业方法有侧向开挖和正向开挖。

二、石质路堑施工技术

开挖方式:

1.钻爆开挖:广泛采用的开挖施工方法。

2.直接应用机械开挖:适用于施工场地开阔、大方量的软岩石方工程。优点是没有钻爆工序 作业,不需要风、水、电辅助设施,简化了场地布置,加快了施工进度,提高了生产能力。缺点 是不适于破碎坚硬岩石。

3.静态破碎法:适用于在设备附近、高压线下以及开挖与浇筑过渡段等特定条件下的开挖。 优点是安全可靠,没有爆破产生的公害。缺点是破碎效率低,开裂时间长。

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施工机械(P424):

1.土方开挖工程:推土机(50-100m)、铲运机(中小型 100~350m;大型、特大型 800~1500m)、 挖掘机、装载机和自卸汽车等;

2.石方开挖工程:挖掘机、推土机、移动式空气压缩机、凿岩机、爆破设备等;

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【例题 9·单选】某坚石路堑紧邻一座高压线铁塔,其最佳开挖方法是( )。

A.薄层钻爆开挖

B.带松土器的重型推土机破碎开挖

C.分层钻爆开挖

D.静态破碎开挖

【答案】D

【解析】静态破碎法适用于在设备附近、高压线下以及开挖与浇筑过渡段等特定条件下的开挖。

【例题 10·实务操作与案例分析】

背景资料:

某施工单位承接了某丘陵区一级公路路基施工任务。

K5+630~K5+810 的平均挖方深度 7m 左右,施工单位采用的某一开挖断面示意图 1,要求上下错台同时掘进。

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【问题】

1.针对平均运距 3000m 的土方,写出宜配置的挖运施工机械。

2.根据开挖断面示意图,写出 K5+630~K5+810 路段的路堑开挖方法的名称,并简要说明图中 第二台阶掘进中暂不开挖土体 A 在施工中的主要作用。

【参考答案】

1.宜配置的挖运施工机械:挖掘机、装载机和自卸汽车。

2.K5+630~K5+810 路段的路堑开挖方法的名称为多层横向全宽挖掘法。 第二台阶掘进中暂不开挖土体 A 在施工中的主要作用是预留运输施工便道。

1B411014 路基爆破施工

一、综合爆破施工技术

综合爆破一般包括小炮和洞室两大类。

小炮主要包括钢钎炮、深孔爆破等钻孔爆破;洞室炮主要包括药壶炮和猫洞炮。

用药量 1t 以上为大炮,1t 以下为中小炮。

1.钢钎炮 通常指炮眼直径和深度分别小于 70mm 和 5m 的爆破方法。

(1)特点:炮眼浅,用药少,每次爆破的方数不多,并全靠人工清除;不利于爆破能量的利用。由于眼浅,以致响声大而炸下的石方不多,所以工效较低。

(2)优点:比较灵活,在地形艰险及爆破量较小地段(如打水沟、开挖便道、基坑等),在综合爆破中是一种改造地形,为其他炮型服务的辅助炮型。

2.深孔爆破:孔径大于 75mm、深度在 5m 以上、采用延长药包的一种爆破方法。

(1)特点:炮孔需用大型的潜孔凿岩机或穿孔机钻孔,如用挖运机械清方可以实现石方施工 全面机械化,是大量石方(万方以上)快速施工的发展方向之一。

(2)优点:劳动生产率高,一次爆落的方量多,施工进度快,爆破时比较安全。

3.药壶炮:在深 2.5~3.0m 以上的炮眼底部用小量炸药经一次或多次烘膛,使眼底成葫芦形, 将炸药集中装入药壶中进行爆破。

(1)特点:主要用于露天爆破。

(2)优点:每次可炸岩石数十方至数百方,是小炮中最省工、省药的一种方法。

4.猫洞炮:炮洞直径为 0.2~0.5m,洞穴成水平或略有倾斜(台眼),深度小于 5m,用集中药 锯炮洞中进行爆炸的一种方法。

(1)特点:充分利用岩体本身的崩塌作用,能用较浅的炮眼爆破较高的岩体。

(2)优点:在有裂缝的软石坚石中,阶梯高度大于 4m,药壶炮药壶不易形成时,采用这种爆 破方法,可以获得好的爆破效果。

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二、路基爆破施工技术

1.常用爆破方法

(1)光面爆破:在开挖限界的周边,适当排列一定间隔的炮孔,在有侧向临空面的情况下, 用控制抵抗线和药量的方法进行爆破,使之形成一个光滑平整的边坡。

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(2)预裂爆破:在开挖限界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,用控制药量的方法,预先炸出一条裂缝,使拟爆体与山体分开,作为隔震减震带,起保护开 挖限界以外山体或建筑物和减弱地震对其破坏的作用。

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(3)微差爆破:两相邻药包或前后排药包以若干毫秒的时间间隔(一般为 15~75ms)依次 起爆,称为微差爆破,亦称毫秒爆破。

(4)定向爆破:利用爆能将大量土石方按照指定的方向,搬移到一定的位置并堆积成路堤的 一种爆破施工方法,称为定向爆破。在公路工程中用于以借为填或移挖作填地段,特别是在深挖 高填相间、工程量大的鸡爪形地区,采用定向爆破,一次可形成百米以至数百米路基。

(5)洞室爆破:为使爆破设计断面内的岩体大量抛掷(抛坍)出路基,减少爆破后的清方工 作量,保证路基的稳定性,可根据地形和路基断面形式,采用抛掷爆破、定向爆破、松动爆破方法。

【拓展】最小抵抗线的含义

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H-台阶高度;L-钻孔深度;L1-装药长度;
L2-充填长度;L′-超深;WD-垂直孔底盘抵抗线;
W-最小抵抗线;c-台阶坡顶至孔口中心距;α-台阶坡面角。

工程爆破中,通常将药包中心或重心到最近自由面的最短距离,称为最小抵抗线,一般常用 W 表示。

最小抵抗线取得合理与否,直接关系到各项爆破指标。事实上最小抵抗线是爆破时岩石阻力 最小的方向,在这个方向上岩石运动速度最高,爆破作用也最集中。因而最小抵抗线是爆破作用 的主导方向,也是抛掷作用的主导方向。

底盘抵抗线是指炮孔底部中心至阶梯底脚的水平距离。在深孔台阶爆破中,为避免留根底、 残埂,一般都以底盘抵抗线代替最小抵抗线。

2.石质路堑爆破施工技术要点

(1)在地面上准确放出炮眼(井)位置,竖立标牌,标明孔(井)号、深度、装药量。

(2)用推土机配合爆破,创造临空面,使最小抵抗线方向面向回填方向。

(3)炮眼按其不同深度,采用手风钻或潜孔钻钻孔,炮眼布置在整体爆破时采用“梅花形” 或“方格形”,预裂爆破时采用“一字形”,洞室爆破根据设计确定药包的位置和药量。

(4)在居民区及地质不良可能引起坍塌后遗症的路段,原则上不采用大中型洞室爆破。

(5)爆破施工要严格控制飞石距离,可采用毫秒微差爆破技术,将一响最大药量控制为最深 单孔药量。也可以采用分段毫秒爆破方法。

(6)装药分单层、分层装药,预裂装药及洞室内集中装药。炮眼装药后用木杆捣实,填塞黏 土。

(7)路基开挖至设计标高,经复测检查断面尺寸合格后,及时开挖边沟和排水沟、截水沟, 经监理工程师验收合格后,按设计对边沟、边坡进行防护。路槽整理要掌握好,不要留孤石和超 爆,做到一次标准成型验收合格。

【例题 11·单选】钢钎炮在炮眼装药并捣实后,常用( )填塞堵孔。【2014 年真题】

A.碎石

B.黏土

C.泥浆

D.粗砂

【答案】B

【解析】炮眼装药后用木杆捣实,填塞黏土。

【例题 12·单选】关于路基爆破施工中光面爆破与预裂爆破的说法,正确的是( )。【2016 年真题】

A.两者均应有侧向临空面

B.两者均宜采用低猛度、低爆速、传爆性能好的炸药

C.两者均在主炮爆破前起爆

D.两者均属于定向爆破

【答案】B

【解析】选项 A,光面爆破有侧向临空面,而预裂爆破没有侧向临空面;选项 C,光面爆破是 在主炮爆破后起爆,预裂爆破是在主炮爆破前起爆;选项 D,预裂爆破不是定向爆破。

【例题 13·多选】路基施工中,深孔爆破的判断依据有( )。【2016 年真题】

A.炮孔成水平或略有倾斜

B.孔径大于 75mm

C.深度在 5m 以上

D.采用延长药包

E.采用一次烘膛

【答案】BCD

【解析】深孔爆破是孔径大于 75mm、深度在 5m 以上、采用延长药包的一种爆破方法。

【例题 14·多选】综合爆破中的洞室炮主要包括( )。

A.钢钎炮

B.深孔爆破

C.药壶炮

D.猫洞炮

E.小炮

【答案】CD

【解析】综合爆破是根据石方的集中程度,地质、地形条件,公路路基断面的形状,结合各 种爆破方法的最佳使用特性,因地制宜,综合配套使用的一种比较先进的爆破方法。一般包括小 炮和洞室两大类。小炮主要包括钢钎炮、深孔爆破等钻孔爆破;洞室炮主要包括药壶炮和猫洞炮, 随药包性质、断面形状和微地形的变化而不同。

【例题 15·单选】在地形艰险及爆破量较小地段(如打水沟、开挖便道、基坑等),应优先选 择( )爆破方式。

A.钢钎炮

B.深孔爆破

C.药壶炮

D.猫洞炮

【答案】A

【解析】钢钎炮通常指炮眼直径和深度分别小于 70mm 和 5m 的爆破方法。它比较灵活,在地 形艰险及爆破量较小地段(如打水沟、开挖便道、基坑等),在综合爆破中是一种改造地形,为其 他炮型服务的辅助炮型。

【补充知识点】路基土石方(混合料场)平均运距计算

1.平均运距

第一种情况:

料场位于路线起点或者终点,则平均运距为路线全长(L)的一半。如果线外还有一段距离, 加上即可。平均运距=L/2

第二种情况:

料场在路线边上的任意位置,平均运距为料场距起点的距离的一半乘以距起点的距离加上料 场距终点的距离的一半乘以距终点的距离之和除以路线全长。 如果料场位置恰好在路线的中点上,则平均运距为 L/4。

第三种情况:

料场距离路线有一段距离(A),上线位置在路线中间任意位置。

第四种情况:

路线外有两个料场,则平均运距的计算,主要有以下三步:

(1)确定公路沿线同一材料多料场供应条件下相邻料场间经济供应分界点;

(2)计算每个料场在供应范围内材料平均运距;

(3)计算全线多料场供应的加权平均运距。

【例题 16·实务操作与案例分析】

背景资料:

某二级公路 XX 标段全长 32km,全线路面基层稳定层结构为 32.5 级水泥稳定石屑,水泥含量 6%,拟用稳定土拌和机沿线路拌施工。假设全线范围内路面基层厚度和宽度均相等。沿线 1 号料 场和 2 号料场均可供应 32.5 级水泥,出厂价格和材料质量也相同。1 号料场距离该段公路起始端 6km 外侧 4km 处,2 号料场距离该段公路终点端 8km 外侧 2km 处。求由两个料场供应 32.5 级水泥 条件下该材料平均运距。

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(1)确定经济分界点 原则:当两个料场的单价相等时,经济分界点距离前后两个料场的路相等,即: a1+b1=a2+b2;a1+a2=A,求解,a1=8km;a2=10km 则经济分界点 K 的桩号为:K14+000 (2)加权平均运距 利用第三种情况,求出 2 个料场的各自平均运距,L1=7.57m;L2=6.56m。再求全线平均运距:

L=[(6+8)× 7.57+(10+8) × 6.65]/32=7.0km

2.量的平均运距:采用运量×运距的和除以总运量计算

【例题 17·实务操作与案例分析】

背景资料:

某施工单位承接了一级公路 M 合同段路面施工任务,起点桩号 K16+000,终点桩号 K37+300, 路面面层为 26cm 厚 C30 水泥混凝土,采用滑模机械摊铺施工,施工单位根据施工现场的具体条件, 通过方案比较后绘制了施工平面布置示意图如下。

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【问题】

列式计算水泥混凝土拌合料的平均运距。(单位以 m 计,保留一位小数)

【参考答案】

起点桩号 K16+000,距离起点为 25200-16000=9200m

终点桩号 K37+300,距离终点为 37300-25200=12100m

全长为 37300-16000=21300m

平均运距为==(9200²+12100²)÷(2×21300)+300=5723.7m

【例题 18·实务操作与案例分析】

背景资料:

某施工单位承建了一段二级公路的路基工程,路基宽度 12m,其中 K1+600~K3+050 为填方路 堤,路段填方需从取土场借方:K1+600~K2+300 填方平均高度为 1.6m,设计填方数量 16200m³; K2+300~K3+050 填方平均高度为 2.1m,设计填方数量 24000m³。

施工单位根据现场情况,确定了取土场位置,并拟定了新的施工便道 A、B 两个方案,施工便 道 A 方案长度 1420m,施工便道 B 方案长度 1310m,最终确定采用 A 方案,取土场位置平面示意图如图 1 所示。

路基施工技术

【问题】

计算 K1+600~K3+050 路段设计填方量的平均运距。(单位:m,计算结果保留到小数点后 2 位)

【参考答案】

K1+600~K2+300 段平均运距为:700/2+1420=1770m

K2+300~K3+050 段平均运距为:750/2+700+1420=2495m

K1+600~K3+050 路段设计填方量的平均运距:(16200×1770+24000×2495)/(16200+24000) =2202.84m。

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