《路基工程》講義宋高嵩哈爾濱理工大學第九章石質路基施工

一、本章的主要內容：１、爆破作用原理；２、炸藥，起爆器材及起爆方法；３、藥包量的計算原理和有關的設計參數；４、常用的爆破作業程序和爆破方法。二、本章的重點：１、爆破作業原理；２、爆破作業程序。9－１爆破作用原理爆破——是石質路基施工中最有效的辦法。一、爆破在公路工程施工中的意義：１、提高石方效率，節省大量勞動力；２、用于特殊地區施工：炸除軟土，凍土；３、石料開采；４、改善公路線型，提高線路標準。二、炸藥及爆器材：１、炸藥的性質：l

（1）炸藥的主要成份——Ｏ，Ｈ，Ｃ，Ｎ；l

（2）炸藥的爆炸原理——屬于化學爆炸主要是指炸藥在外力（撞擊，摩擦，熱）的作用下，產生化學反應得到大量氣體，且高溫高壓（１萬倍氣體，1500－4500°Ｃ，10萬個大氣壓）。巨大的爆炸能，中心—球面—周圍介質—破壞震動（3）爆炸的類型有：輪胎——物理爆炸；炸藥-化學爆炸；原子彈——核爆炸。

（4）炸藥的敏感性——反映爆炸的難易程度；（5）炸藥的爆力——爆破能力，反應氣體量多少；（6）炸藥的猛度——炸藥的威力，反應速度；（7）炸藥的安定性——炸藥在長期貯存中，保持原有物理，化學性質不變的能力（8）影響炸藥安定性的因素：物理因素—吸濕，結塊，揮發，耐凍，耐水的性質；化學因素——炸藥本身的化學性質；例如：硝基化合物類安定性好，TNT次之，硝化甘油類安定性較低。2、炸藥的種類：l

（1）起爆炸藥：正起爆炸藥—敏感性高，如雷汞，疊氮鉛，泰安等；2000-8000m/s

副起爆炸藥——爆速高（由正起爆炸藥起爆）如三硝基甲硝胺，四硝化成四醇等；（2）主要工程炸藥——爆破巖石（介質）的主要炸藥。特點：敏感性低，保證存放運輸的安全。

Ａ）黑色炸藥—硝酸鉀（硝酸鈉）＋硫磺＋木炭組成的混合物；75：10：15

特點：易燃燒爆炸，怕潮濕，威力低，適于石料開采，在空中不會爆炸；Ｂ）梯恩梯——三硝基甲苯。

特點：猛度爆力高，威力大，成本高，不宜于地下作業（爆炸時產生有毒的ＣＯ氣體）；Ｃ）膠質炸藥——面貌化甘油＋硝酸銨（或硝酸鉀或硝酸鈉）＋木屑穩定劑制成（62：35：3）

特點：敏感性高，威力大，不吸濕，適合水下和堅石中使用。Ｄ）硝銨炸藥——硝酸銨＋梯恩梯＋少量木粉（85：11；4）。

特點：具有中等威力和一定的敏感性，怕受潮，便宜，安全，需用雷管起爆。Ｅ）銨油炸藥——硝酸銨＋柴油＋木粉（９２：４：４起爆時加１０％硝銨炸粉）

特點：價格便宜，應用廣泛。Ｆ）漿狀炸藥——它是以硝酸銨，梯恩梯（或鋁，鎂粉）和水混合成漿糊狀炸藥。

特點：威力大，抗水性強，適于水下和深孔爆破。

１、起爆器材和起爆方法：（１）

雷管及電力起爆方法：Ａ）雷管的種類：按引爆方式分——火雷管和電雷管（即發，延期及毫秒電雷管）按外殼分——紙，鐵，銅等幾種；按起爆藥量分為１０種型號——通常６號雷管：１g雷汞的裝藥量，８號雷管：２g雷汞的裝藥量；Ｂ）雷管的構造——由雷管殼，正副裝藥，加強帽三部分組成。Ｃ）電雷管的主要指標：電阻——一般電雷管０.5—1.5最大安全電流——是指在通電5MM左中而不引起爆炸的最大電流用來測電雷管的儀器輸出電流≯0.05A；

最小準爆電流——是批在２ＭＭ左右的時間內通電使雷管準爆的最小電流。Ｄ）電力起爆法——通過電爆網路（有串聯，并聯，混合聯）實現起爆的方法。l（2）

導火索及火花起爆方法：Ａ）導火索——是點燃火雷管的配置材料，外形為圓形索線，索芯內有黑火藥，中間有紗導線，芯外緊纏著一層紗包線或防潮劑。Ｂ）對導火索的要求——燃燒完全，燃速恒定，一般100-120s/m（或180—210s/m）

Ｃ）火花起爆法——利用導火索燃燒引爆雷管，從而使藥包爆炸的一種起爆方法。

（３）

傳爆線及傳爆線起爆方法：Ａ）傳爆線——又稱導爆線，其索芯用高級烈性炸藥制成，內有雙層棉織物，一層為防潮層，一層為纏繞著紗線，表面涂有紅黃相間顏色，我國制造的傳爆線是用黑索金或泰安為索芯。爆速6800-7200m／s。Ｂ）傳爆線起爆法——用８號雷管起爆線，傳爆線引爆炸藥包的（藥包的聯結方式為并聯，串聯，并簇聯）一種起爆方式。（４）

塑料導爆管非電熱起爆方法：Ａ）塑料導爆管——由高壓聚乙烯制成內外徑為1.4和３mm的軟管，內涂以奧克托金或黑索金為主的混合爆藥，藥量１４－１６mg/m。

Ｂ）塑料導爆管的指標——國產導爆管爆速1600-2000m/s，為非危險運輸，一個８號雷管可激發30-50根導爆管。Ｃ）塑料導爆管非電起爆方法——使用雷管激發導爆管，由導爆管引爆炸藥包中的雷管再起爆炸藥的起爆方法。Ｄ）特點：抗雜電，操作簡單，使用安全可靠，成本低。

三、爆破作用原理——通過炸藥的爆力使介質破壞。１、藥包的分類Ｓ——按藥包的形狀和集結程度不同分：l

集中藥包——形狀為球體或立方體（長短邊之比＜４＝）l

延長藥包――藥包形狀為長方體（長短邊之比＞４）l

分集藥包――由若干分集藥包（子藥包）組成．２、藥包在無限介質中的爆破作用原理Ｐ２２０(９－２)通過動能按球形擴散，使介質產生不同程度的破壞。Ｒ壓——壓縮圈——使介質產生極度粉碎；Ｒ拋——拋擲圈——使介質破壞，并給予一定速度拋擲；Ｒ松——松動圈——使介質產生裂縫，部分破碎；Ｒ振——振動圈——剩余動能使介質產生振動。３、藥包在有限介質中的爆破作用原理：最小抵抗線原理——如果藥包到介面的距離Ｗ＜Ｒ拋，則形成拋擲漏斗。l

(1)影響漏斗大小的因素：炸藥用量，性質；介質（地質條件——巖石性質，巖層構造）；臨空面——數量，邊界條件（自然坡度）

(2)反映爆破量大小的指標Ａ）拋擲率

Ｂ）爆破作用系數

若n=1在水平邊界條件下,E=27%:標準拋擲藥包標準拋擲漏斗(頂部夾角為直角)若n>1水平邊界條件下E>27%:加強拋擲包加強拋擲漏斗(漏斗頂角>90度)若n<1水平邊界條件相E<27%:減弱拋擲藥包減弱拋擲漏斗(漏斗頂角<90度)注意:n=0—0.75,松動漏斗不發生拋擲現象。四、藥包量Ｑ的計算—多邊界條件下藥量計算公式9－２綜合爆破方法一、常用的爆破方法：小炮——鋼釬炮，葫蘆炮，貓洞炮；洞室炮——用藥量＜1000kg以下為中小炮，用藥量>1000kg為大炮。１、鋼釬炮——鋼眼直徑０＜７cm,炮眼深度<5m爆破方法特點:炮眼淺,用藥量少,爆破量<10立方米,機動靈活,個別有飛石.２、深孔法爆破——圓柱形炮眼徑＞7.5cm,炮眼深度>5m,使用延長藥包中型爆破.特點:需用穿孔機鉆眼,爆破效率高,爆破量大.３、葫蘆炮(藥壺炮)炮眼口徑為3.5—4.0cm,深為2.5—3.0m,炮眼底部較大,將炸藥裝入壺中進行爆破.特點:爆破效果好,最好用于Ⅶ--Ⅸ級巖石.中心挖4—6m.４、貓洞炮(蛇穴炮)—炮眼直徑0.2—0.5m,洞穴成水平或略有傾斜(臺眼),深度<5m,用集中藥包在炮洞中進行爆破的一種方法.特點:l

能充分種用巖體的崩塌作用,能用較淺的炮眼獲得較高的巖體.l

一般爆破可炸松15-150立方.

5、微差爆破——兩相鄰藥包或前后排藥包以毫秒的時間間隔（一般15-75ms）依次起爆。特點：

裝藥量相等——可減震1/3-2/3左右；l

前發藥包為后發藥包開創了臨空面，加強了巖石的破碎諮果；l

有利于挖掘機作業；l

節省炸藥２０％，，且暗大炸落量。6、光面爆破——適當排列炮孔，用挖制抵抗線和藥量的方法進行爆破，使之形成一個光滑平整的邊坡。預裂爆破——適當排列炮孔，在沒有側向臨空面各最水抵抗線的情況下，用挖制藥量的方法，預先炸出一條裂縫，使擬爆體與山體分開，作為隔震帶和減震帶。特點：

在邊坡壁上留下半個炮孔的痕跡；l

炮孔絕對在同一平面內，炮孔間距a／Ｗ＜0.80。7、洞室炮（藥室法）——先將導洞通向藥室的大中炮.特點：主要用于石方大量集中，地勢險要或工期緊迫的路段。威力大效率高。

拋擲爆破——α<30°C巖石松動；l

拋坍爆破——α＞30°地質條件復雜，臨空面大時采用；l

定向爆破——是利用爆能將大量土石方按照指定方向搬移至一定位置并堆積成路堤的一種爆破施工方法；l

松動爆破——主要用于不宜采用拋擲爆破的次堅石，軟石路基或配合機械化清方的地段。

二、不宜進行大爆破的工程地質條件l

巖堆，滑坡體，坡頂上部堆積的覆蓋層較厚而傾向基的不良地區；l

斷層破碎帶，侵入體與圍巖的接角帶，節理破碎帶以及具有引起坍方的地質軟弱面的地段；l

當軟弱面通過路基的后方或下方時，爆破不易形成路基的地段；l

層理面，錯動面以及其它構造軟弱面，傾向路基，而其傾角大于臨界傾角并＜50°，層面膠結不良的地段；l

山脊較薄，山后有良好臨空面，不逸出半徑可使整個山壯舉破壞，引起坍方的地段；l

多組軟弱面，形成坍方體的地段；對周圍環境如良田，果樹，重要建筑物等無法保證安全時，不宜采用大爆破；

三、選用各種爆破方法的基本原則：１、全面規劃，重點設計；２、利用有利地形，打開工作面；３、綜合利用小炮群分段分批爆破。四、爆破作業程序1、爆破器材的安全檢查：1）炸藥的檢查-性能、潮濕情況；2）雷管的檢查；3）導火索和傳爆線的檢查。2、炮眼的布置與選擇；3、鉆炮眼——人工鉆眼和機械鉆眼；4、炮眼裝藥與堵塞裝藥；5、點火引爆——嚴禁明火引爆，最后炮響30min后解除警戒；6、瞎炮的處理；7、清渣撬石——不準掏神仙渣。鑿巖機開挖石方路基爆破作業施工

第九章思考題1.藥包在有限介質和無限介質中的的爆破作用原理是什么？2.比較各種爆破方法的特點、適用場合、爆破效果、用藥量和藥包布置要求。3.簡述爆破作用程序？起爆方法有哪幾種？4.分析影響爆破效果的因素？藥包類型有哪些？藥包有哪些使用特性？5.藥量計算的基本原理是什么？熟悉多邊界條件下藥量計算公式及其參數的確定。6.了解常用炸藥（黑色炸藥、梯恩梯、硝銨炸藥、銨油炸藥）主要性能和使用條件。第十章路基工程質量驗收與評定方法一、本章的主要內容：１、工程質量檢驗評定方法；２、路基工程質量驗收的主要內容；３、隨機取樣方法；４、路基壓實度的檢測與評定。二、本章的重點：１、路基工程質量驗收的主要內容；２、路基壓實度的檢測與評定。10－１概述一、工程項目的劃分：１、建設項目——是一個場地或幾個場地的總體設計，具有獨立施工條件，建成后能夠發揮生產能力和社會效益的工程。２、單位工程——在建設項目中，根據業主下達的任務和簽訂的合同，具有獨立施工條件，可以單獨作為成本計算的對象為單位工程。單位工程分為路基工程、路面工程、橋梁工程(大、中橋)、互通立交工程、隧道工程和交通安全設施等六類３、分部工程——在單位工程中，按結構部位、路段長度及施工特點或施工任務劃分若干個分部工程。４、分項工程——在分部工程中，按不同的施工方法、材料、工序及路段長度等劃分若干個分項工程。５、路基路面工程項目的劃分P246表11.1.1.

路基路面單位工程、分部工程和分項工程的劃分

單位工程分部工程分項工程

路

基

工

程（每10km或每標段為單元)路基土石方工程*(1-3km路段)土方路基*，石方路基*，軟土地基*，土工合成材料處治層*等排水工程(1-3km路段)管道基礎及管節安裝*，檢查(雨水)井砌筑*，土溝，漿砌排水溝*，盲溝，跌水，急流槽層*，水簸箕，排水泵站等小橋*(每座為單元)基礎及下部構造*，上部構造預制、安裝或澆筑*，橋面*，欄桿，人行道等涵洞（1-3km路段）管涵，蓋板涵，箱涵*，拱涵，倒虹吸管，通道，頂入法施工的橋涵*等砌筑工程(1-km路段)擋土墻*，錨噴支護*，護坡，丁壩*等大型擋土墻*(每處為單元)基礎*，墻身*，面板預制*，面板安裝*，加筋土擋土墻總體*等路面工程(每10km或每標段為單元)路面工程*

(1-3hn路段)底基層，基層*，面層*，墊層，聯結層，路緣右，人行道，路肩等注：表內標注*號者為主要工程，評分時給予2的權值，不帶*號者為一般工程，權值為1。

二、工程質量評分方法：１、分項工程的評分：分項工程質量檢驗內容包括基本要求、實測項目、外觀鑒定和質量保證資料四個部分，l

1）基本要求——各分項工程所列基本要求，包括了有關規范的主要點，對施工質量優劣具有關鍵作用，應按基層基本要求對工程進行認真檢查。經檢查不符合基本要求規定時，不得進行工程質量的檢驗和評定。l

2）實測項目——

①合格率評分方法

按單點(組)測定值是否符合標準要求進行評定，并按合格率計分。實測項目得分=檢查項目規定分100×合格率

②數理統計評分方法

對于路基路面壓實度、彎沉值、路面結構層厚度、水泥混凝土抗壓和抗彎拉強度、半剛性材料強度等檢查項目，則分別采用有關數理統計方法進行評定計分。l

分項工程評分=分項工程得分-外觀缺陷扣分-資料不全扣分分項工程得分=∑實測項目得分×權值/∑權值

２、分部工程和單位工程評分：３、施工單位應提交的質量保證資料

施工單位應有完整的施工原始記錄、試驗數據、分項工程自查數據等質量保證資料，并進行整理分析，負責提交齊全、真實和系統的施工資料和圖表。監理工程師負責提交齊全、系統的監理資料。質量保證資料包括以下六個方面：(1)所用原材料、半成品和成品材料質量檢驗結果。(2)材料配比、拌和加工控制檢驗和試驗數據。(3)地基處理和隱蔽工程施工記錄。(4)各項質量控制指標的試驗記錄和質量檢驗匯總圖表。(5)施工過程中遇到的非正常情況記錄及其對工程質量影響分析。(6)施工中如發生質量事故，經處理補救后，達到設計要求的認可證明文件等。

三、工程質量等級評定辦法

工程質量評定分為合格和不合格二等級，應按分項、分部、單位工程逐級評定。1、分項工程質量等級評定

分項工程評分在75分及以上為合格；75分以下者為不合格。2、分部工程質量等級評定3、單位工程質量等級評定10－２路基工程質量驗收與壓實度檢測評定一、路基土石方工程質量驗收：1、一般規定——（1）土方路基和石方路基實測項目技術指標的規定值或允許偏差按高速公路、一級公路和其他公路(指二級及以下公路)兩檔設定。（2）土方路基和石方路基實測項目規定的檢查頻率為雙車道公路每一檢查段內的最低檢查頻率，多車道公路必須按車道數與雙車道之比，相應增加檢查數量。

（3）路基壓實度指標須分層檢測，可只按上路床的檢查數據計分；其他檢查項目均在路基完成后對上路床頂面進行檢查測定。（4）路肩工程應作為路面工程的一項分項工程進行檢查評定2、土方路基—1）

基本要求：①在路基用地和取土坑范圍內，認真清除地表植被、雜物、積水、淤泥和表土，處理坑塘，并對基底進行認真壓實和處理，滿足設計要求。

②不得采用設計或規范規定的不適用土料作為路基填料。

③路基必須分層填筑壓實，每層表面平整，路拱合適，排水良好。

④施工臨時排水系統應與設計排水系統結合，勿使路基附近積水，避免沖刷邊坡。土方路基實測項目項次檢查項目規定值或允許偏差檢查方法和頻率權值高速、、一級公路其他公路二級公路三、四級公路1Δ壓實度%零填及挖方（厘米）0～30--94按有關方法檢查密度法：每200米每壓實層測4處30～809695-填方（厘米）0～809695948～150949493>1509392902Δ彎沉（0.01毫米）不大于設計計算值按有關方法檢33縱斷高程（毫米）+10、-15+10、-20水準儀：每200米4個斷面24中線偏位（毫米）50100經緯儀：每200米4點；彎道加HY2點25寬度（毫米）符合設計要求米尺：每200米4處26平整度（毫米）15203米直尺：每200米4處×3尺27橫坡（%）±0.3±0.5水準儀：每200米4個斷面18邊坡符合設計要求抽查每200米4處1

(3)外觀鑒定

①路基表面平整，邊線直順。不符合要求時，單向累計長度每50m減1～2分。②路基邊坡坡面平順穩定、不得虧坡，曲線圓滑。不符合要求時，單向累計長度每50m減1～2分。

③取土坑、棄土堆、護坡道、碎落臺的位置適當，外形整齊、美觀，防止水土流失。不符合要求時，每處減1～2分。④設計植草的路段，發現明顯缺陷時，單向累計長度每50m減1～2分。二、路基壓實度的檢測方法（1）

灌砂法（2）

環刀法（3）

核子法

三、壓實度評定1．路基、路面壓實度評定（1）路基和路面基層、底基層的壓實度以重型擊實標準為準，瀝青混凝土面層壓實度以馬歇爾穩定度擊實成型標準或試驗路密實度為準。對于特殊干旱、潮濕地區或過濕土，以及鋪筑砂石路面的三、四級公路路基，則以路基設計施工規范規定的壓實度標準進行評定。（2）標準密度應做平行試驗，求其平均值作為現場檢驗的標準值。對于均勻性差的路基土質和路面結構層材料，應根據實際情況補做標準密度試驗，求得相應的標準值，以控制和檢驗施工質量。（3）路基、路面壓實度以1～3km長的路段為檢驗評定單元，按標準要求的檢測頻率進行現場壓實度抽樣檢查，求算每一測點的壓實度Ki。細粒土現場壓實度檢查可以采用灌砂法或環刀法；粗粒土及路面結構層壓實檢查可以采用灌砂法、水袋法或鉆孔取樣蠟封法。

2.檢驗評定段的壓實度代表值K（算術平均值的下置信界限）。式中：——檢驗評定段內各測點壓實度的平均值（%）；——t分布表中隨測點數和保證率（或置信度）而變的系數，見表9.1.3。采用的保證率：高速公路、一級公路：基層、底基層為99％，路基、路面面層為95％；其他公路：基層、底基層為95％，路基、路面面層為90％；

s——檢測值的均方差（%）；

n——檢測點數；

k0——壓實度標準值（%）

表9.1.3

保證率n99%95%90%保證率n99%95%90%222.5014.4652.176200.5680.3870.29734.0211.6861.089210.5520.3760.28942.2701.1770.819220.5370.3670.28251.6760.9530.686230.5230.3580.27561.3740.8230.603240.5100.3500.26971.1880.7340.544250.4980.3420.26481.0600.6700.500260.4870.3350.25890.9660.6200.466270.4770.3280.253100.8920.5800.437280.4670.3220.248110.8330.5460.414290.4580.3160.244120.7850.5180.393300.4490.3100.239130.7440.4940.376400.3830.2660.206140.7080.4730.361500.3400.2370.184150.6780.4550.347600.3080.2160.167160.6510.4380.335700.2850.1990.155170.6260.4230.324800.2660.1860.145180.6050.4