2f313000 水利水电工程主体工程施工

2f313010 土石方开挖工程

2f313020 地基与基础工程

2f313030 土石坝和堤防工程

2f313040 混凝土工程

2f313050 水利水电工程机电设备及金属结构安装工程

2f313060 水利水电工程施工安全技术

2f313010 土石方开挖工程

2f313011 土方开挖技术

2f313012 石方开挖技术

2f313011 土方开挖技术

知识点一、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。

知识点二、开挖方式

开挖方式包括自上而下开挖、上下结合开挖、先河槽后岸坡开挖和分期分段开挖等。

知识点三、开挖方法

土方开挖的方法主要有机械开挖、人工开挖等。

（一）机械开挖

机械开挖施工常用的机械有挖掘机、推土机、铲运机和装载机等。

1. 挖掘机

（1）单斗挖掘机

单斗挖掘机按工作装置不同又正铲、反铲、索铲和抓铲等。

①正铲挖掘机。挖土特点：向前向上，强制切土。

②反铲挖掘机。挖土特点：向后向下，强制切土。

③索铲挖掘机。

④抓铲挖掘机。

（2）多斗挖掘机

多斗挖掘机是一种连续工作的挖掘机械，从构造上可以分为链斗式、斗轮式和滚切式等三种。

具有下列特点：

①连续作业式挖掘机的作业过程是连续进行的，运行不另占时间。

②连续作业式挖掘机的质量轻，在同样生产率情况下，连续作业式挖掘机的自重只有单斗挖掘机的50%-60%。

③连续作业式挖掘机的动力消耗少，生产率高，在同样功率装备下，连续作业式挖掘机的生产率是单斗挖掘机的1.5～2.5倍。

④连续作业式挖掘机能够一次挖到很大的深度或高度，而且掌子面形状比较规整，一般不需要再进行人工修整。

⑤连续作业式挖掘机操纵比较简单，装载时对车辆造成的冲击小。

2. 推土机

推土机可以独立完成推土、运土及卸土三种作业。

在水利水电工程中，主要用于平整场地，开挖基坑，推平填方及压实，堆积土石料及回填沟槽等作业。

（1）推土机按行走装置不同有履带式和轮胎式两类，履带式在工程中应用更为广泛。

（2）推土机开行方式基本是穿梭式的。

3. 铲运机

铲运机是利用装在轮轴之间的铲运斗，在行驶中顺序进行铲削、装载、运输和铺卸土作业的铲土运输机械。它适用于ⅳ级以下的土壤工作，要求作业地区的土壤不含树根、大石块和过多的杂草。

一般拖式铲运机（用履带式机械牵引）的经济运距为500m以内，自行式轮胎铲运机的经济运距为800--1500m。

4. 装载机

装载机是装载松散物料的工程机械。不仅可以对堆积的松散物料进行装、运、卸作业和短距离运土。也可对岩石、硬土进行轻度挖掘和推土作业，还可以进行清理、刮平场地，起重、牵引作业。

装载机按行走装置分为轮式和履带式两种。按卸载方式可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式四种。按额定载重量可分为小型、轻型、中型、重型四种。

（二）人工开挖

处于河床或地下水位以下的建筑物基础开挖，应特别注意做好排水工作。在安排施工程序时，应先挖出排水沟，然后再分层下挖。

临近设计高程时，应留出0.2~0.3m的保护层暂不开挖，待上部结构施工时，再予以挖除。

对于呈线状布置的工程宜采用分段施工的平行流水作业组织方式进行开挖。

知识点四、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。

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。

知识点五、渠道开挖

渠道开挖的施工方法有人工开挖、机械开挖等。

（一）人工开挖

在干地上开挖渠道应自中心向外，分层下挖，边坡处可按边坡比挖成台阶状，待挖至设计深度时，再进行削坡。必须弃土时，做到近挖远倒，远挖近倒，先平后高。受地下水影响的渠道应设排水沟，开挖方式有一次到底法和分层下挖法。

（二）机械开挖

推土机开挖渠道：采用推土机开挖渠道，其开挖深度不宜大于1.5~2.0m，填筑堤顶高度不宜超过2~3m，其坡度不宜陡于1:2。

铲运机开挖渠道：半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土时，采用铲运机开挖最为有利。需要在纵向调配土方渠道，如运距不远也可用铲运机开挖。铲运机开挖渠道的开行方式有：环形开行和“8”字形开行。

例题1：铲运机按卸土方式可分为（    ）。（2014年考题）

a. 回转式

b. 强制式

c. 半强制式

d. 自由式

e. 自行式

答案：bcd

例题2：水利水电工程土基开挖施工中，当开挖临近设计高程时，应预留厚度为（　　）m的保护层，待上部结构施工时再人工挖除。（2010年考题）

a. 0.1～0.2               b. 0.2～0.3

c. 0.3～0.5               d. 0.5～0.7

答案：b

2f313012 石方开挖技术

知识点一、岩石的分类

（一）按形成条件分类

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。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。主要包括片麻岩、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。

知识点二、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，在临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。

知识点三、爆破技术

爆破方法有浅孔爆破、深孔爆破、洞室爆破、预裂爆破及光面爆破等。

1．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）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。但生产效率低。

（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。

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、裂隙情况进行布孔，一般将炮孔与层面、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。

2．深孔爆破法

（1）孔径大于75mm，深度大于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。一般适用于ⅶ~ⅹⅳ级岩石。

（2）深孔爆破法的单位体积岩石所需的钻孔工作量小，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。缺点是钻孔设备复杂，设备费高。坚硬的岩石采用此种方法时应慎重考虑。

（3） 深孔爆破法在大多数情况下均采用垂直钻孔。垂直钻孔，装药比较容易，钻孔效率高，能适用于各种地质条件。但垂直钻孔爆后大块率高，易留埂坎，爆破时后冲破坏比较严重，梯段坡面稳定性差。因此，在中硬岩和软岩中已逐渐采用倾斜钻孔爆破。

（4）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。

3．洞室爆破

洞室爆破是指在专门设计开挖的洞室或巷道内装药爆破的一种方法。

4．预裂爆破法

预裂爆破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，在开挖区爆破时切断爆区裂缝向保留岩体发展，防止或减弱爆破震动向开挖轮廓以外岩体的传播，达到保护保留岩体或邻近建筑物免受爆破破坏的目的。

5．光面爆破法

光面爆破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。

例题1：下列岩石中，属于变质岩的是（    ）。（2014年考题）

a.花岗岩

b.石灰岩

c.石英岩

d.砂岩

答案：c

例题2：下列岩石中，属于水成岩的是（    ）。（2013年考题）

a. 花岗岩

b. 石灰岩

c. 玄武岩

d. 石英岩

答案：b

例题3：水利水电工程施工中，按岩石坚固系数的大小将岩石分为（     ）级。（2011年考题）

a. 6

b. 10

c. 12

d. 16

答案：c