2018年一建《水利水电工程》知识点:土石方工程

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  2018年一建《水利水电工程》知识点:土石方工程

  要点:

  1.土石方工程施工的土石分级和洞室开挖的围岩分类;

  2.露天土石方开挖常用的施工机械及开挖方法;地下洞室的分类及开挖方法;

  3.常用的爆破方法;

  【考点】土石方工程施工的土石分级

  依开挖方法、开挖难易、坚固系数等,土石共划分16级,土分4级,岩石分12级。

  洞室开挖的围岩分类:以岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状等五项因素之和的总评分为基本依据。以围岩强度应力比为参考依据,进行工程地质分类。

围岩类别

围岩稳定性

围岩总评分T

围岩强度

应力比S

支护类型

I

稳定。围岩可长期稳定,一般无不稳定块体

T>85

>4

不支护或局部锚杆或喷薄层混凝土。大跨度时,喷混凝土、系统锚杆加钢筋网

基本稳定。围岩熬体稳定,不会产生塑性变形,局部可能产生掉块

85≥T>65

>4

 

稳定性差。围岩强度不足,局部会产生塑性变形,不支护可能产生塌方或变形破坏。完整的较软岩,可能暂时稳定

65≥T>45

 

>2

喷混凝土、系统锚杆加钢筋网。跨度为20~25m时,浇筑混凝土衬砌

不稳定。围岩自稳时间很短,规模较大的各种变形和破坏都可能发生

45≥T>25

>2

喷混凝土、系统锚杆加钢筋网,并浇筑混凝土衬砌。V类围岩还应布置拱架支撑

V

极不稳定。围岩不能自稳,变形破坏严重

T≤25

 

  注:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩,当其强度应力比小于本表规定时,围岩类别宜相应降低一级。

  【考点】土方开挖机械

挖掘机

1.正铲能挖各种坚实土和破碎后的岩石。适用于开挖停机面以上的土石方,也可挖停机面以下不深的土方,但不能用于水下开挖。

2.反铲每一作业循环包括挖掘、回转、卸料和返回等四个过程。(09年考点)

装载机

不仅能进行挖装作业,而且能进行集渣、装载、推运、平整、起重及牵引等工作,生产率较高,购置费用低。

铲运机

1.是集开挖、运输和铺填三项工序于一身的设备,是一种铲土、装土、运土、铺土和整平的综合机械。

2.适用于:开挖有黏性的土壤,挖方深度和填方高度均不大,开挖Ⅰ~Ⅱ级土(Ⅲ、IV级土需翻松),运距不远(600~1500m)的情况。

1.开行方式有:环形“8”字形。当挖填方靠近(如修渠道和路基等),且挖填方高差在1.5m以内时,常用环形开行,高差超过1.5m时,可采用“8”字形开行。

原则

应尽可能选用容量大、数量少、型号规格单一的机械,便于管理和修配。

  【考点】石方开挖

爆破法开挖基本工序

钻孔、装药、起爆、挖装和运卸等。

爆破方法

浅孔爆破法、深孔爆破法、预裂爆破及洞室爆破法等,前两种爆破方法多用延长药包,最后一种方法大多采用集中药包。

保护层开挖

1) 对于保护层的上一层大都用限制药包直径的深孔爆破开挖,一次最大起爆药量应根据允许的爆破地震强度大小来确定。

2) 保护层或深度小于4.0m岩层的开挖,采用限制药包量的浅孔小炮爆破,用手风钻或轻型穿孔机钻孔,孔径小于75mm。保护层开挖应按照三分之二或二分之一原则分层进行。最后由人工或使用风镐撬除松动岩块。

  【考点】 地下土石方工程的施工方法

  水工地下洞室按倾角(洞轴线与水平面的夹角)划分为:平洞、斜井、竖井。

  划分原则:倾角小于6 0为平洞,倾角6 0~480为斜井,倾角大于480为竖井。

  水工地下洞室施工方法:

岩体中洞室开挖传统方法

钻孔爆破法

中硬度以下围岩

掘进机法:按照破碎岩石的方法,可分为挤压式和切削式两种类型。一般多用于平洞的全断面开挖。

浅埋软土地基中开挖

水工隧洞

盾构法:盾构机是用于暗挖隧洞的机械。按切削断面的形状分,有圆形和非圆形盾构;

顶管法:是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。

  按断面尺寸的洞室分类

断面分类

断面积(m2

等效直径(m)

小断面

<20

<4.5

中断面

20~35

4.5~6.5

大断面

35~120

6.5~12

特大断面

>120

>12

  地下工程开挖方式

全断面开挖方式

 

先导洞后扩大开挖方式

地质条件比较差(或地质情况不明)时,可先在洞室的上部或下部(也可在中部或侧边)开挖一个断面在10m2左右的小导洞,通常在导洞开通后,才进行扩大开挖。

台阶扩大开挖方式

适用于大断面(约50~90m2)洞室的开挖。

分部分块开挖方式

在特大断面的洞室开挖中,可采用先拱后扩大、先导洞后顶拱扩大再中下部扩大、肋拱留柱扩大法、中心导洞辐射孔等方式进行分部分块开挖。

  【考点】爆破技术

浅孔爆破法

优点:能均匀破碎介质,不需要复杂的钻孔设备,操作简单,可适应各种地形条件,而且便于控制开挖面的形状和规格(2011考点)。

缺点:浅孔爆破法钻孔工作量大,每个炮孔爆下的方量不大,因此生产率较低。

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。

优点: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。

缺点:钻孔设备复杂,设备费高。坚硬的岩石,钻孔成本提高,应慎重考虑。(10年考点)

参数:台阶高度H、钻孔直径d、底盘抵抗线Wd、炮孔间距a和排距b、超钻深度△H、钻孔深度L、堵塞长度L,及单孔装药量Q等。

预裂爆破法

是沿设计开挖轮廓钻一排预裂炮孔,在开挖区未爆之前先行爆破,从而获得一条预裂缝,利用这条预裂缝,达到保护保留岩体或邻近建筑物免受爆破破坏的目的。

光面爆破法

 

是利用布置在设计开挖轮廓线上的光面爆破炮孔,将作为围岩保护层的“光爆层”爆除,从而获得一个平整的洞室开挖壁面的一种控制爆破方式。

拆除爆破

泄渣爆破:利用水流的力量将爆渣冲向下游河道的爆破方法,导流洞(导流明渠)出口围堰和基坑下游围堰一般采用此法。

留渣爆破:指围堰经爆破破碎后,再利用机械进行水下清渣的方法,上游围堰的拆除一般采用此法。

爆破作用指数及分类(16增加)

爆破作用指数n =r/w,反映爆破漏斗几何特征的参数(r爆破漏斗底半径,w最小抵抗线)

(1)当n=1时即r = w,称为标准抛掷爆破;

(2)当n>1时即r > w,称为加强抛掷爆破;

(3)当0.75≤n<1时,称为减弱抛掷爆破;

(4)当n<0.75时,称为松动爆破;

  【例题1】爆破作用指数n =0.5时的爆破为( )

  A.标准抛掷爆破

  B.加强抛掷爆破

  C.减弱抛掷爆破

  D.松动爆破

  【答案】D

  【解析】爆破作用指数n =r/w,反映爆破漏斗几何特征的参数,当n<0.75时,称为松动爆破。

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