2015年二级建造师水利水电实务考试：土石方开挖工程

　　土分为几级

　　水利水电工程施工中常用土的工程分类，依开挖方法、开挖难易程度等，土分 4级。

　　土的工程分类

　　水利水电工程施工中常用土的工程分类，依开挖方法、开挖难易程度等，土分4类。

　　开挖方法上，用铁锹或略加脚踩开挖的土为Ι类;用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类;用镐、三齿耙开挖或用锹需用力加脚踩开挖的土为Ⅲ类;用镐、三齿耙等开挖的土为Ⅳ类。见下表。

　　土的等级 土的名称 自然湿密度 (kg/m3) 外观及其组成特性 开挖工具

　　I 砂土、种植土 1650～1750 疏松、黏着力差或易进水，略有黏性 用铁锹或略加脚踩开挖

　　Ⅱ 壤土、淤泥、含根种植土 1750～1850 开挖时能成块，并易打碎 用铁锨，需用脚踩开挖

　　Ⅲ 黏土、干燥黄土、干淤泥、含少量碎石的黏土 1800～1950 黏手、看不见砂粒，或干硬 用镐、三齿耙开挖或用锹需用力加脚踩开挖

　　Ⅳ 坚硬黏土、砾质黏土、含卵石黏土 1900～2100 结构坚硬，分裂后成块状，或含黏粒、砾石较多 用镐、三齿耙等开挖。

　　土方开挖的一般技术要求

　　1.合理布置开挖工作面和出土路线。确定开挖分层、分段，以便充分发挥人力、设备的生产能力，使开挖效率达到最优。

　　2.合理选择和布置出土地点和弃土地点。做好挖填方平衡，使得开挖出来的土方尽量用来作为填方土料。

　　3.开挖边坡，要防止塌滑，保证开挖安全。

　　4.地下水位以下土方的开挖，应根据施工方法的要求，切实做好排水工作。

　　岩石的分类

　　(一)按形成条件分类

　　岩石由于形成条件不同，分为火成岩(岩浆岩)、水成岩(沉积岩)及变质岩三大类。

　　1.火成岩。火成岩又称岩浆岩，是由岩浆侵入地壳上部或喷出地表凝固而成的岩石。

　　火成岩主要包括花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等。

　　2.水成岩主要包括石灰岩和砂岩。

　　3.变质岩主要有片麻岩、大理岩和石英岩。

　　(二)岩石的分级

　　岩石根据坚固系数的大小分级，前10级(Ⅴ～ⅪⅤ)的坚固系数在1.5～20之间，除Ⅴ级的坚固系数在1.5～2.0之间外，其余以2为级差。坚固系数在20～25之间，为ⅩⅤ级;坚固系数在25以上，为ⅩⅥ级。

　　石方开挖方法

　　石方开挖包括露天石方开挖和地下工程开挖。

　　(一)露天石方开挖

　　1.露天石方开挖的方法

　　(1)石方开挖普遍采用钻孔爆破松动、挖掘机或装载机配自卸汽车出渣的开挖方法。

　　(2)常用的爆破方法有浅孔爆破法、深孔爆破法、洞室爆破法、预裂爆破法等。

　　(3)爆破法开挖石方的基本工序是钻孔、装药、起爆、挖装和运卸等。

　　2.露天石方(岩基)爆破开挖的技术要求

　　(1)岩基上部除结构要求外均应按梯段爆破方式开挖，在邻近建基面预留保护层，保护层按要求进行开挖。

　　(2)采用减震爆破技术，以确保基岩完整，确保开挖边坡稳定，保证开挖形状符合设计要求。

　　(3)对爆破进行有效控制，防止损害邻近建筑物和已浇混凝土或已完工的灌浆地段;保护施工现场机械设备和人员安全。

　　(4)力求爆后块度均匀、爆堆集中，以满足挖装要求，提高挖装效率。

　　(二)地下工程开挖方法

　　地下工程主要采用钻孔爆破方法进行开挖，使用机械开挖则有掘进机开挖法、盾构法和顶管法(顶进法)

　　爆破技术

　　(一)浅孔爆破法

　　1.孔径小于75mm、深度小于5m的钻孔爆破称为浅孔爆破。

　　2.便于控制开挖面的形状和规格。

　　3.水利水电建设中，浅孔爆破广泛用于基坑、渠道、隧洞的开挖和采石场作业等。

　　4.合理布置炮孔是提高爆破效率的关键，布置时应注意以下原则：

　　(1)炮孔方向最好不和最小抵抗线方向重合，因为炮孔堵塞物弱于岩石，爆炸产生的气体容易从这里冲出，致使爆破效果大为降低。

　　(2)要充分利用有利地形，尽量利用和创造自由面，减小爆破阻力，以提高爆破效率。

　　(3)根据岩石的层面、节理、裂隙等情况进行布孔，一般应将炮孔与层面、节理等垂直或斜交;但当裂隙较宽时，不要穿过，以免漏气。

　　(4)当布置有几排炮孔时，应交错布置成梅花形，第一排先爆，然后第二排等等依次爆破，这样可以提高爆破效果。

　　5.浅孔爆破法常采用阶梯开挖法。

　　(二)深孔爆破法

　　1.孔径大于75mm、孔深大于5m的钻孔爆破称为深孔爆破。爆后有一定数量的大块石产生，往往需要二次爆破。深孔爆破法一般适用于Ⅶ～ⅩⅣ级岩石。

　　2.深孔爆破法是大型基坑开挖和大型采石场开采的主要方法。与浅孔爆破法比较，其单位体积岩石所需的钻孔工作量较小，单位耗药量低，劳动生产率高，并可简化起爆操作过程及劳动组织。

　　3.深孔爆破法在大多数情况下均采用垂直钻孔。

　　4.深孔爆破的主要参数有：梯段高度H、底盘抵抗线ωp、炮孔间距a和排距b、超钻深度h、钻孔深度L、堵塞长度L2及单孔装药量Q等。

　　5.提高深孔爆破的质量，可采用多排孔微差爆破和挤压爆破，还可通过合理的装药结构和采用倾斜孔爆破等措施来实现。

　　(三)洞室爆破

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