水利工程施工课后答案(2)

洞室爆破适用条件：

1. 挖方量大而集中，并需在短时间内发挥效益的工程。 2. 山势陡峻，不利于钻孔爆破安全施工的场合。 3. 定向爆破筑坝。

在水利水电工程施工中，当地质、地形条件满足要求时，洞室爆破可用于定向爆破筑坝、面板堆石坝次料场开挖以及定向爆破截流。

3.钻孔爆破设计包括哪些主要参数?如何改善深孔爆破的爆破效果？

答：浅孔爆破：1.最小抵抗线W；2.台阶高度H；3.炮孔深度L；4.孔距a和排距；5.堵塞长 L；

深孔爆破：1.台阶高度H；2.钻孔直径d；3.底盘抵抗线Wd；4.超钻深度△H；5.孔长L；6. 孔距a和排距；7. 堵塞长度L1

措施：1.合理利用或创造人工自由面。实践证明，充分利用多面临空的地形，或人工创造多面临空的自由面，有利于降低爆破单位耗药量。适当增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后边坡稳定，块度均匀，还有利于提高装渣效率。

2.改善装药结构。深孔爆破多采用单一炸药的连续装药，且药包往往处于底部、空口不装药段较长，导致大块的产生。采用分段装药虽增加了一定施工难度，但可有效降低大块率；采用混合装药方式，即在孔底装高威力炸药、上部装普通炸药，有利于减少超钻深度；在国内外矿山部门采用的空气间隔装药爆破技术也证明是一种改善爆破破碎效果、提高爆炸能量利用率的有效方法。

3.优化起爆网路。化起爆网路对提高爆破效果，减轻爆破振动危害起着十分重要的作用。选择合理的起爆顺序和微差间隔时间对于增加药包爆破自由面、促进爆破岩块相互撞击以减小块度、防止爆破公害具有十分重要的作用。

4.采用微差挤压爆破。微差挤压爆破是指爆破工作面前留有渣堆的微差爆破。由于留有渣堆，从而促使爆岩在运动过程中相互碰撞、前后挤压，获得进一步破碎，改善了爆破效果。微差挤压爆破可以用于料场开挖及工作面小、开挖区狭长的场合。它可以使钻孔和出渣作业互不干扰，平行连续作业，从而提高工作效率。

5.保证堵塞长度和堵塞质量。实践证明，当其他条件相同时，堵塞良好的爆破效果及能量利用率较堵塞不良的场合可以大幅提高。

3. 预裂爆破和光面爆破设计中有哪些主要参数？如何确定？

答：预裂爆破：1.孔径：明挖70~165mm；隧洞开挖为40~90mm；大型地下厂房为50~110mm。

2.孔距：与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的7~12倍。质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。

3.装药不耦合系数：指炮孔半径与药卷半径的比值，为防止炮孔壁的破坏，改值一般取2~5.

4.线装药密度：指单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素很复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，主要以经验公式为主。 光面爆破：

1. 光面爆破层厚度：即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径的10~20倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。 2. 孔距：一般为光面爆破层厚度的0.75~0.90倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。 3. 钻孔直径及装药不耦合系数：参照预裂爆破选用。 4. 线装药密度：一般按照松动爆破药量计算公式确定。

4. 水工建筑物岩石基础开挖中为什么要预留保护层？如何进行保护层的爆破开挖？

答：原因：由于爆破荷载的作用，在完成岩体破碎、开挖的同时，爆破不可避免地对保留岩体产生损伤，形成所谓的爆破损伤影响区。因此在建基面以上一定范围须预留保护层，采用严格的爆破控制措施，以防止水工建筑物岩石基础的整体性遭到破坏，保证建基面有足够的承载力以及良好的稳定性与抗渗性。 保护层的开挖：

基础保护层的开挖是控制水工建筑物岩石基础质量的关键。紧邻水平建基面的岩体保护层厚度，主要与地质条件、爆破材料性能、炮孔装药直径等有光，应由梯段爆破孔底以下的破坏深度的爆破试验确定。只有不具备现场试验的条件下，才允许使用工程类比法确定。

对基础保护层的开挖，按照现有的规定，一般分3层开挖。第1层炮孔不得穿入建基面以上1.5m的范围，装药直径不得大于40mm，控制单响药量不超过300Kg；第2层，对节理裂隙极发育和软弱岩体，炮孔不得穿入建基面以上0.7m的范围，其余岩体不得超过0.5m范围，且炮孔与水平建基面的夹角不应大于60度，装药直径不应大于32mm，须采用单孔起爆方法；第3层，对节理裂隙极发育和软弱岩体，须留0.2m厚岩体进行撬挖，其余岩体炮孔不得穿过建基面。 5. 水利水电工程施工中常涉及哪些主要爆破技术？

答：水工建筑物岩石基础的开挖；岩石高边坡爆破开挖；定向爆破筑坝；岩塞爆破；面板堆石坝填筑石料的开采；围堰和岩坎的拆除爆破。

6. 爆破公害主要包括哪些内容？如何控制和防范爆破振动？

答：公害：1.爆破地震；2.爆炸空气冲击波和水中冲击波；3.爆破飞石等；

措施：1.在爆源控制公害强度：是公害防护最为积极有效的措施。合理的爆破参数、炸药单耗和装药结构既可保证预期的爆破效果，又可避免爆炸能量过多的转化为振动、冲击波、飞石和爆破噪声等公害；采用深孔台阶微差爆破技术可有效削弱爆破振动和空气冲击波强度；合理布置岩石爆破中最小抵抗线方向，不仅可有效控制飞石方向和距离，还对降低与控制爆破振动、空气冲击波和爆破噪声强度有明显效果；保证炮孔的堵塞长度和质量、针对不良地质条件采取相应的爆破控制措施对削弱爆破公害的强度也是非常重要的方面。

2.在传播途径上削弱强度：在爆区的开挖线轮廓进行预裂爆破或开挖减震槽，可有效降低传播至保护区岩体中的爆破地震波强度。对爆区临空面进行覆盖、架设防波屏可削弱空气冲击波强度，阻挡飞石。

3.被保护对象的防护：当爆破规模已定，而在传播途径上的防护措施尚不能满足时，可对危险区内的建筑物及设施进行直接防护；对被保护对象的直接防护措施有防震沟、防护屏以及表面覆盖等 1.用岩石爆破机理和临空面的作用说明爆破漏斗的形成。（炸药在有限介质中爆破，产生冲击波。拉力波使岩石产生弧状裂缝，压力波使岩石产生径向裂缝。由弧状和径向裂缝将岩石切割成碎石。当药包的 爆

破能量尚具

有使部分介质直接飞出临空面的 能量时，便会形成爆破漏斗。）

度高、风化弱、覆盖层簿、地下水位低、渗水量小等；爆震不致危害已有建筑物。药包布置应充分利用天然凹岸，以利定向。根据要求的爆破方量采用多排多列药包，在同一高程上的药包沿坝轴线对称布置。当河段平直时，则前排药包为辅助药包，为后排主药包创造临空面。主药包的作用是爆破方量。药包位置在正常水位以上，且大于垂直破坏半径

7.常用的炸药有那几种？分别适用于那些场合？（①TNT（三硝基甲烷）：适用于水下爆破，可作副起爆炸药，不适用于地下工程爆破；②胶质炸药（硝化甘油炸药）：可用作副起爆炸药，也可用于水下和地下爆破工程；③铵梯炸药：为安全炸药，可用于地上、地下爆破工程，但不能用于水下爆破（否则应作防水处理）；④浆状炸药：适用于水下爆破，但抗冻性和稳定性有待改善；⑤乳化炸药：适用于水下爆破，生产适用安全。）

8.电爆网路有哪几种连接方式?各有何优缺点？（①窜联法：要求电压大、电流小，导线损耗小，接线和检测容易，但只要一处脚线或雷管断路，整个网路所有雷管都拒爆；②并联法：要求电压小电流大，导线损耗大，但只要主线不断损，雷管之间互不影响（窜联与并联只适用于小规模爆破）；③混合联接法：在大规模爆破中多用并——窜——并网路，能分段起爆。）

9.爆破工程中有哪些安全问题?各种安全问题的控制指标是什么?它们与哪些因素有关？

(1)飞石安全：用安全距离控制。飞石距离与地形、气候、爆破类型、爆破作用指数与最小抵抗线有关； (2)爆破地震：包括对地表建筑与地下建筑物的影响,前者与同时起爆药量、爆破作用指数、被保护建筑物及地基性质有关,后者与地下建筑周围岩石情况和最小抵抗线有关；两者按质点振速控制，依次换算成安全距离；

(3)殉爆：由储存炸药量或雷管数确定，通常用安全距离控制；

(4)有害气体：与风向、风速和爆破炸药总重量有关;通常用安全距离控制；

(5)空气冲击波：与装药情况和限制破坏程度和同时起爆药量有关,通常用安全距离控制。

10.水利水电工程施工过程中通常用哪几种方法来处理瞎炮?

瞎炮处理方法有(1)距瞎炮孔30－60 cm钻平行辅助炮孔，装药爆破;(2)若分析炸药失效，可掏出炮泥，再装药爆破；(3)检查雷管正常，重新接线起爆；(4)散装药包可用水冲出炮泥和炸药；对不防水炸药，可灌水浸泡使其失效；(5)深孔、洞室瞎炮应重新接线起爆.洞室瞎炮如是失效可更换起爆体后重新起爆。

2.3两类（电力和非电力）爆破的起爆方法和起爆网络？导爆管网络的联结形式？

答：⑴电力起爆：电源通过电线输送电能激发电雷管继而起爆炸药，电力起爆网路的基本形式包括串联法、

并连法和混合联结网路（串并联、并串联并-串-并联法） ⑵非电力起爆：①火花起爆②导爆管起爆③导爆索起爆

导爆管网路的联结形式：①簇并联②并并联③串并联④分段并串联

2.6坝基轮廓控制爆破方法？预裂成缝机理以及各类炮孔的布臵及起爆顺序？ 答：⑴方法：预裂爆破和光面爆破

⑵预裂成缝机理：预裂爆破采用不耦合装药结构，药包与孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的

存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹全部贯通成缝

⑶起爆顺序：①预裂爆破：首先起爆布臵在设计轮廓线上预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯

穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏

②光面爆破：先爆除主题开挖部位的岩体，然后再起爆布臵在设计轮廓线上的周边药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面

2.7岩石高边坡爆破开挖的特点和主要爆破技术？

答：特点：边坡高而陡、工程量大、开挖强度高、地质条件复杂、与岩体加固、混凝土浇筑等施工工序干

扰大

技术：钻孔爆破、预裂爆破、缓冲爆破、深孔梯段微差爆破技术 2.8定向爆破筑坝的适用条件？

答：①地形上要求河谷狭窄，岸坡陡峻（通常在40）以上，山高山厚应为设计坝高的2倍以上

②地质上要求爆区岩性均匀、强度高、风化弱、构造简单、覆盖层薄、地下水位低、渗水量小 ③水工上对坝体有严格防渗要求的多采用斜墙防渗，对坝体防渗要求不甚严格的可通过爆破控制块度分布，抛成宽体堆石坝，不另筑防渗体

④泄水和导流建筑物的进出口应布臵在堆积体范围以外，并满足防止爆破振动影响的安全要求

oC3基础处理工程 115

1. 简述基岩灌浆的目的和种类？

答：1.帷幕灌浆：减少坝基的渗流量，降低坝底渗透压力，保证基础的渗透稳定。 2. 固结灌浆：提高岩基的整体性和强度，并降低基础的透水性。

3. 接触灌浆：加强坝体混凝土与坝基或岸肩之间的结合能力，提高坝体的抗滑稳定性。

总：减少或消除地基的天然缺陷,改善和提高地基的物理力学性能，使地基具有足够的强度、整体性、抗渗性及稳定性，以保证工程的安全可靠和正常运行。 4. 简述灌浆施工的主要工序与工艺要求？

答：1.钻孔：确保孔深、孔向、孔位符合设计要求；力求孔径上下均一、孔壁平顺；钻进过程中产生的岩粉细屑较少。2.钻孔（裂隙）冲洗：3.压水试验；4.灌浆的方法与工艺；5.灌浆的质量检查； 化学灌浆有哪些特性？

答：1.化学浆液的黏度低，有的接近于水，有的比水还小。其流动性好，可灌性高，可以灌入水泥浆液灌不进去的细微裂隙中。2.化学浆液的聚合时间可以比较准确地控制，从几秒到几十分钟，有利于机动灵活

地进行施工控制。3.化学浆液聚合后的聚合体，渗透系数小，几乎不透水，防渗效果好。4.有些化学浆液聚合体本身的强度及黏结强度比较高，可承受高水头。5.化学灌浆材料聚合体的稳定性和耐久性均较好，能抗酸、碱及微生物的侵蚀，但一般高分子化学材料都存在老化问题。6.化学灌浆材料都有一定的毒性，在配置、施工过程中要十分注意防护，并切实防止对环境的污染。 5. 砂砾石地基灌浆与基岩灌浆有什么异同？ 答：岩石基础灌浆（基岩灌浆），即将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的孔/裂隙中，通过硬化胶结后，形成结石，以提高基岩的强度和整体性，改善基岩的渗透性。分为帷幕灌浆，固结灌浆，接触灌浆三大类；灌浆材料通常以水泥灌浆最普遍。

砂砾石地层具有结构松散，孔隙率大，渗透性强的特点，在地层中成空较困难，于基岩有很大的差别，因此，在砂砾石地层中灌浆，有一些特殊的技术要求与施工工艺。岩基灌浆以水泥灌浆为主，而砂砾石地层的灌浆，一般以水泥黏土浆为宜。

6.防渗墙可运用在哪些方面？有哪些形式？ 答：运用：1.控制闸、坝基础的渗流;2.控制土石围堰及其基础的渗流;3.防止泄水建筑物下游基础的冲刷;4.加固一些有病害的土石坝及堤防工程;5.作为一般水工建筑物基础的承重结构;6.拦截地下潜流，抬高地下水位，形成地下水库。

形式：1.从其构造特点来说，主要有两类：槽孔型防渗墙和桩柱型防渗墙，前者是我国水利水电工程中混凝土防渗墙的主要型式。2.防渗墙系垂直防渗措施，其立面布置有两种型式：封闭式与悬挂式。封闭式（墙体插入到基岩或相对不透水层一定深度，以实现全面截断渗流的目的），悬挂式（墙体只深入地层一定深度，仅能加长渗径，无法完全封闭渗流）。 6. 说明泥浆固壁的原理及其主要作用？

答：原理：由于槽孔内泥浆压力要高于地层的水压力，使泥浆渗入槽壁介质中，其中较细的颗粒进入空隙，较粗的颗粒附在孔壁上，形成泥皮。泥皮对地下水的流动形成阻力，使槽孔内的泥浆与地层被泥皮隔开，泥浆一般具有较大的密度，所产生的侧压力通过泥皮作用在孔壁上，就保证了槽壁的稳定。

作用：泥浆除了固壁作用外，在造孔的过程中，尚有悬浮和携带岩屑、冷却润滑钻头的作用；成墙以后，渗入孔隙的泥浆和胶结在孔壁的泥皮，还对防渗起辅助作用。 7. 防渗墙造孔成槽方法有哪些？简述泥浆下浇筑混凝土的主要特点？ 答：防渗墙造孔成槽的方法有钻劈法、钻抓法或分层钻进等方法成槽。 1.钻劈法（“主孔钻进，副孔劈打”法），利用冲击式钻机的钻头自重，首先钻凿主孔，当主孔钻到一定的深度以后，就为劈打副孔创造了临空面。适用于砂砾石等地层。2.钻抓法(“主孔钻进，副孔抓取”法)，先用冲击钻或回转钻钻凿主孔，然后用抓斗抓挖副孔，副孔的宽度要求小于抓斗的有效作用宽度。主要适合于粒径较小的松散软弱岩层。3.分层钻进法，常采用回转式钻机造孔。分层成槽时，槽孔的两端应领先钻进导向孔。它是利用钻具的重量和钻头的回转切削作用，按一定程序分层下挖，用砂石泵经空心钻杆将土渣连同泥浆排出槽外，同时，不断地补充新鲜泥浆，维持泥浆液面的稳定。适用于均质细颗粒的地层，使碎渣能从排渣管内顺利通过。4.铣削法，采用液压双轮铣削机，先从槽段一段开始铣削，然后逐层下挖成槽。

特点：1.不允许泥浆与混凝土掺混形成泥浆夹层；2.确保混凝土与基础以及一、二期混凝土之间的结合；3.连续浇筑，一气呵成。

8. 什么是高压喷射灌浆法？其作用机理有哪些方面？

答：高压喷射灌浆法：利用钻机造孔，然后将带有特制合金喷嘴的灌浆管下到地层预定的位置，以高压把浆液或水、气高速喷射到周围地层，对地层介质产生冲切、搅拌和挤压的作用，同时将浆液置换、充填和混合，待浆液凝固后，就在地层中形成一定形状的凝结体的新的地基处理方法。 作用机理：

1. 冲切搅拌作用：高压喷射流通过对原地层介质的冲击、切割和强烈扰动，使浆液扩散充填地层，并

与土石颗粒掺混搅和，硬化后形成凝结体，从而改变原地层结构和组分，达到防渗加固的目的。 2. 升场置换作用：随高压喷射流喷出的压缩空气，不仅对射流的能量有维持作用，而且造成孔内空气

扬水的效果，使冲击切割下来的地层细粒和碎屑升扬至孔口，空余部分由浆液代替，起到了置换作

用。

3. 挤压渗透作用：高压喷射流的强度随射流距离的增加而衰减，至末端虽不能冲切地层，但对地层任

能产生挤压作用，同时，喷射后的静压浆液对地层还产生渗透凝结层，有利于进一步提高抗渗性能。 4. 位移握裹作用：对于地层中的小块石，由于喷射能量大，以及升扬置换作用，浆液可填满石块四周

空隙，并将其握裹；对大石块或块石集中区，可使块石产生位移，浆液便深入到空隙中。总之，在高压喷射、挤压、余压渗透以及浆气升串的综合作用下，产生握裹凝结作用，从而形成连续和密实的凝结体。

9. 高压喷射灌浆法有几种方式？有哪些基本施工方法？

答: 高压喷射灌浆按高压喷射的方式分，有旋喷、定喷、摆喷3种方式。

1.旋喷，喷嘴喷射时，边旋转边提升，简称旋喷，可形成圆柱形凝结体； 2.定喷，喷嘴的喷射方向固定，则称定喷，可形成板状凝结体；

3.摆喷，喷嘴喷射时，边提升边摆动，简称摆喷，形成哑铃状或扇形凝结体。 基本施工方法：有单管法、双管法、三管法及多管法等几种。

1.单管法，采用高压灌浆泵以及大于20MPA的高压将浆液从喷嘴喷出，冲击、切割周围地层，并产生搅合、充填作用，硬化后形成凝结体。

2.双管法，有两个管道，分别将浆液和压缩空气直接射入地层，浆压达45~50MPA，气压1~1.5MPA。 3.三管法，用水管、气管和浆管组成喷射杆，水、气的喷嘴在上，浆液的喷嘴在下，随着喷射杆的旋转和提升，先由高压水和气的射流冲击扰动地层，再以低压注入浓浆进行掺混搅拌。

4.多管法，其喷管包含输送水、气、浆管、泥浆排出管和探头导向管。 3.1基础灌浆的种类、材料及施工工序（工艺流程）？ 答：种类：①帷幕灌浆②固结灌浆③接触灌浆

材料：①以水泥灌浆为主，可在水泥中掺入一些外加剂（速凝剂、减水剂、旱强剂及稳定剂），也可

在水泥浆力掺入黏土、砂、粉煤灰，制成水泥黏土浆、水泥砂浆、水泥粉煤灰等

②化学灌浆，灌注环氧树脂、聚氨酯、甲凝类等高分子材料为基材制成的浆液

施工工序：钻孔—钻孔（裂隙）冲洗—压水试验—灌浆的方法与工艺选定—灌浆的质量检查 3.2岩基灌浆钻孔、裂隙的冲洗方法？

答：⑴单孔冲洗：①高压压水冲洗②高压脉动冲洗③扬水冲洗

单孔冲洗适用于岩层比较完整、裂隙比较少的地方

⑵群孔冲洗，适用于岩层破碎，节理裂隙比较发育且在钻孔之间相互串通的地层中 3.3岩基灌浆压水试验的目的及成果？

答：目的：测定地层的渗透特性，为岩基的灌浆地层提供基本技术资料，压水试验也是检查地层灌浆实际

效果的主要方法

成果：实验成果可用下式计算：

q?Q PL式中，q—地层的透水率，Lu（吕荣）

Q—单位时间内试验段的注水总量，L/min P—作用于试验段内的全压力，MPa L—压水试验段的长度，m

3.5岩基灌浆的钻孔灌浆方法？绘图说明各种方法的施工顺序、特点、适用条件？ 答：⑴全孔一次钻灌法，适用于孔深不超过6m、地质条件良好、岩基比较完整的情况

⑵全孔分段钻灌法：①自上而下分段钻灌法：施工顺序是钻一段，灌一段，待凝一定时间以后，再钻

灌下一段，钻孔和灌浆交替进行，直到设计深度（特点和适用条件见page94了解）

②自下而上分段钻灌法：施工顺序是一次将孔钻到全深，然后自下而上逐段灌浆

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