次坚石

内聚性特强的岩石

坚石是内聚性特强、切成垂直面仍能壁立不至于分裂崩解的岩石，或饱和单轴极限抗压强度在60MPa以上的各类坚硬的岩石。次坚石是饱和单轴极限抗压强度在30～60MPa的各类较坚硬的岩石。如硅质页岩、硅质砂岩、白云岩、石灰岩、坚实的泥灰岩、软玄武岩、片麻岩、正长岩、花岗岩等。

名词介绍

对于土石的工程分级的状况，就算搞地质的也有很多分不清楚，经常根据《公路工程地质勘察规范》JTG C20-2011中表3.2.1按照岩石的抗压强度来划分软石、次坚石、坚石。次坚石针对岩土开挖而言，按《公路工程地质勘察规范》JTG C20-2011进行分类，共分为六类，即：松土、普通土、硬土、软石、次坚石、坚石。具体判别标准，见《公路工程地质勘察规范》JTG C20-2011中附录J 土、石工程分级，其中对土、石级别与土石类别分得很清楚，主要是按其开挖难易程度来划分的。具体指标有两种：1、钻1m所需要的净钻时间（min）；2、爆破1方所需炮眼长度（m）。

类别

硅质页岩

硅质页岩是含可高达85%以上（普通页岩平均含60%左右）的页岩。其硅质来源有陆源胶体，有海底火山喷发的硅质或生物成因的。硅质页岩比普通页岩硬度大，常与铁质岩、锰质岩、磷质岩及燧石等共生。

白云岩

白云岩是以白云石为主要组分的碳酸盐类沉积岩。化学式为CaMg。1799年首先由多洛米欧（Dolomieu）识别出来。常混入方解石、黏土矿物、石膏等杂质。多呈灰、白、浅红等颜色，粒状结构，致密块状构造，莫氏硬度3.5～4，相对密度2.8～3.1。其外貌与石灰岩很相似，滴稀盐酸（5%）极缓慢地微弱发泡或不发泡（石灰岩则强烈起泡）。在浅海及泻湖中由化学沉积形成，或由碳酸镁交代碳酸钙形成。按成因可分为原生白云岩、成岩白云岩及后生白云岩。按结构可分为结晶白云岩、碎屑白云岩、微晶白云岩等。纯白云岩熔点达2 300℃，在冶金工业中可作熔剂和耐火材料。作为玻璃工业、陶瓷工业的配料，能提高玻璃的化学稳定性和坚固性，增加陶瓷的表面光泽。苛性白云石可制造黏结材料，如含镁水泥、气硬白云石灰、水硬白云石灰。广泛用作建筑石料，含镁很高的，还可做炼镁矿石。

石灰岩

俗称灰岩或青石。以方解石为主要组分的碳酸盐岩。含白云石、菱镁矿、石英、含铁矿物和黏土矿物等。化学成分主要为碳酸钙（），通常呈方解石出现，有时也以文石或文石的亚种出现。纯净的石灰岩为白色，通常为灰白、淡黄、浅红、褐红等色，当含有机质多时，则呈黑灰至黑色。相对密度约2.60～2.80，硬度为莫氏3～4，抗压强度20～150MPa。滴稀盐酸会剧烈起泡。按成因可分为碎屑石灰岩、生物石灰岩、化学石灰岩等。按所含成分不同可分为硅质石灰岩、黏土质石灰岩和白云质石灰岩等。由于石灰岩易溶蚀，所以在其发育地区常形成石林、溶洞。用途广泛，在冶金工业中用作熔剂；在化学工业中是制电石、碱和漂白粉的重要原料或作橡胶、油漆等的填料；在建材工业中主要用作生产水泥、玻璃和石灰的原料；色彩花纹美丽者可作装饰石材。

正长岩

一种岩浆岩，属碱性深成侵入岩。SiO2含量约58%，矿物成分以长石、角闪石和黑云母为主，不含或只含极少量石英。长石中碱性长石约占2/3以上，其次为斜长石。呈浅灰色或玫瑰色。如所含长石全部为碱性长石，并含有酸性角闪石或辉石，则称为“碱性正长岩”。含石英5%～20%的称为“石英正长岩”。等粒状或斑状结构，块状、似片麻状构造。同铁矿和稀有元素及放射性元素矿床的形成有密切关系。

开挖方法

爆破法

开挖路基石方所采用的爆破方法，要根据石方的集中程度、地质、地形条件及路基断面形状等具体情况而定，一般可分为小炮和洞室炮两大类。小炮指钢钎炮、葫芦炮、猫洞炮等；洞室炮则随药包性质、断面形状和地形的变化而不同。炸药用量在1000吨以上为大炮，以下为中小炮。承包人应根据地形、地质、开挖断面及施工机械配置等情况，采用能保证边坡稳定的施工方法，应以小型及松动爆破为主，不允许过量爆破，未经批准，不得采用大、中型爆破。石方爆破方法主要有。

（1）浅孔爆破（钢钎炮）

浅孔爆破又称钢钎炮，炮孔直径小于75cm，深度不超5m。浅孔爆破操作简便，对设计边坡外的岩体震动损害小。平均耗药量也少，又比较机动灵活，因而是一种不可缺少的炮型，特别是在工程分散、石方量小，以及整修边坡、开挖边沟、炸孤石时非常适用。浅孔爆破也常用于开辟工作面及其他炮型的辅助炮型。

（2）深孔爆破

深孔爆破是指孔径大于75mm，深度5m以上的爆破，其炮孔多采用冲击式钻机和潜孔钻机打成，配合挖运机械，可实现石方施工机械化，可以成为高速施工的一个发展途径。深孔爆破用于石方集中与地形平缓的娅口或深路堑，效果较好。

（3）光面爆破和预裂爆破

光面爆破是在开挖界限的周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面的情况下，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之形成一个光滑平整的边坡面。预裂爆破是在开挖界限处按适当间隔排列炮孔，在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下，用控制炸药用量的方法，预先炸出一条裂缝，使拟爆体与山体分开，作为隔震减震带，以保护开挖界限以外的山体或建筑物，减弱爆体爆破造成的破坏作用。光面爆破及预裂爆破之后，边坡壁上通常均留下半个炮孔痕迹。

（4）微差爆破

相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔依次起爆，称微差爆破，亦称毫秒爆破。其优点是：当装药量相等时，可减震1/3—2/3；前发药包为后发药包开创了临空面，从而加强了岩石的破碎效果；降低多排孔一次爆破的堆积高度，有利于挖掘机作业，由于逐发或逐排依次爆破，减少了岩石夹制力，可节省炸药，并可增大孔距，提高每米钻孔的炸落方量。

（5）药壶炮

药壶炮又称葫芦炮，是指将炮眼底部扩大成葫芦形，以便将炸药基本集中埋置于炮眼底部的扩大部分，以提高爆破效果的一种炮型。它适用于结构均匀致密的粘土、次坚石、坚石。当炮眼深度小于2.sm，节理发育的软石，地下水较发育或雨季施工时，不宜采用。

（6）猫洞炮

猫洞炮是将集中药包直接放入直径为0.2—0.5m、炮眼深2—6m的水平或略有倾斜的炮洞中进行爆破的一种炮型。它适用于硬土、胶结良好的古河床、冰渍层、软石和节理发育的次坚石，坚石可利用裂隙修成导洞或药室，这种炮型对大孤石、独岩包等爆破效果更佳。

（7）洞室炮

洞室炮又称大爆破施工，是采用导洞和药室装药，用药量在1000kg以上的爆破。公路石方施工一般不宜采用。只有当路线穿过孤独山丘，开挖后边坡不高于6m，且根据岩石产状和风化程度，确认开挖后，边坡稳定，方可考虑大爆破方案，但须作好技术设计，有详细技术经济认证和边坡稳定性分析，并报主管部门审批。

松土法

开挖岩石除了采用爆破法之外，松土法也愈来愈被广泛采用。松土法是充分利用岩体自身存在的各种裂面和结构面，用推土机牵引的松土器将岩体翻碎，再用推土机或装载机与自卸汽车配合，将翻松的岩块搬运出去。松土法避免了爆破法所具有的危险性，而且有利于开挖边坡的稳定及附近建筑物的安全。随着推土机和松土器的大型化，能够采用松土法施工的范围将会逐步扩大。从国外的工程实践及发展趋势看，只要能够使用松土法施工的场合，就应尽量不用爆破法施工。砂岩、石灰岩、页岩等沉积岩，因为存在沉积层面，是比较容易松开的岩石，层面厚度愈薄愈容易松开。花岗岩、玄武岩、安山岩等岩浆岩，因为不成层状或带状，松开比较困难。片麻岩、片岩、石英岩等变质岩，松开的难易程度视岩体破裂面情况而异。松土法的作业效率与岩体的裂面和风化程度有关，岩体被裂面分隔成较大块时，松开效率较好；岩体已裂成小块或粒状时，只能劈成沟槽，效率不高。选择松土器型号可以按上述岩性分析判断，也可根据室内的抗压强度及抗拉强度试验判断各型松土器的劈开性能，判断时应充分注意室内系单块岩石进行试验，所得数据较实际为大的特点。国外还有以现场岩石试验数据来分析及选择松土器型号。松土器型号的选择，最好能在施工现场用松土器直接进行实物松劈操作试验，从而得出切合实际的结果。多齿松土器适于松动破碎面较薄的岩体；单齿松土器适于松动较坚硬较厚的岩体。松土作业应尽可能顺着岩层的下坡方向进行。遇到较坚硬岩石松土器难于贯入，或引起机械后部翘起及履带打滑，这时可用另一台推土机在后面顶推。若岩石较为完整与坚硬，也可以先进行适当的浅孔松动爆破，然后再进行松土作业。

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