一种冰水堆积体钻爆施工方法技术

本发明专利技术公开了一种冰水堆积体钻爆施工方法。包括：性状识别；将冰水堆积体分为三类，即Ⅰ类强胶结，分布于表层，Ⅱ类较致密的弱胶结体，分布表层下，规律差，Ⅲ类较松散的弱胶结体，分布表层下，规律差；现场造孔工艺试验；爆破试验；爆破设计；实施钻爆施工。本发明专利技术通过对冰水堆积体颗粒物质构成和物理力学特性的分析，结合造孔试验获得的数据，对冰水堆积体进行分类和爆破性分级，对不同类别的堆积体采用不同的爆破设计参数进行钻爆破施工，形成了一种冰水堆积体钻爆施工新方法，成孔时间缩短25％，成孔率也提高了30％，一次钻孔成孔深度可达6m，对水利、交通等行业同等或同类地质条件下的开挖施工具有较好的应用价值。

A Drilling and Blasting Construction Method for Ice-water Accumulated Body

The invention discloses a drilling and blasting construction method for ice-water accumulation body. Including: character identification; ice-water accumulation body is divided into three categories, i.e. strong cementation in the surface layer, weak cementation in the surface layer, weak cementation in the surface layer, poor regularity, weak cementation in the surface layer, loose cementation in the third layer, under the surface layer, poor regularity; on-site drilling technology test; blasting test; blasting design; drilling and blasting construction. By analyzing the composition and physical and mechanical properties of particulate matter of ice-water accumulation body, combining with the data obtained from hole-making test, the ice-water accumulation body is classified and blasted, and drilling and blasting construction is carried out with different blasting design parameters for different types of accumulation body. A new method for drilling and blasting construction of ice-water accumulation body is formed, with the hole-forming time reduced by 25% and the hole-forming rate also reduced. The drilling depth can reach 6m. It has good application value for excavation construction under the same or similar geological conditions in water conservancy, transportation and other industries.

【技术实现步骤摘要】
一种冰水堆积体钻爆施工方法
本专利技术属于爆破施工
，尤其属于一种特殊地质体开挖钻爆施工技术，特别涉及一种冰水堆积体钻爆施工方法，用于对受冰川洗礼后形成的冰水堆积物进行开挖钻爆施工。
技术介绍
我国西部高山高纬度地区广泛分布有第四纪冰水堆积地层，在冰水堆积物地区修建水电站、高速公路、铁路等工程越来越多，目前对于大规模冰水堆积体的稳定及安全分析目前国内有研究，但对于大规模冰水堆积体钻爆施工技术研究在国内非常少见，几乎为空白领域，其间存在的钻孔机械选型、爆破参数确定、爆破梯段高度等关键技术难题均无相关类似经验可借鉴。采用常规的钻孔爆破方法，存在爆破造孔难度大、成孔困难、成孔率低、钻爆效率低及爆破效果差等难题，无法形成大规模开挖。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足公开了一种冰水堆积体钻爆施工方法。本专利技术目的是降低冰水堆积体钻爆施工中的塌孔率，解决钻进和孔内排渣问题，有效地提高钻孔效率和钻孔质量。本专利技术通过以下技术方案实现：一种冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体爆破设计提供依据。(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验，获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标；并参考步骤(1)获取的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类，提出冰水堆积体分类标准，为爆破设计提供依据。(3)通过现场造孔工艺试验，获取不同造孔设备完成一个单孔完整工序所需时间，并对设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时，四个参数进行列表分析，为钻孔设备选型提供依据。(4)爆破试验：根据冰水堆积体的平均抗压强度、普氏坚固系数、平均密度三项物理力学指标，选用不同的孔深和单耗对不同类别的堆积体分组进行爆破试验，试验参数为：孔径、孔深、孔距、排距、药径、单耗、单孔药量、装药长度。根据爆破后石渣翻起量、形成石渣的粒径大小及反铲挖装耗时三个指标进行对比分析，以选用爆破效果较好情况下的试验参数作为施工参数。爆破效果好的判定依据为：全部石渣被翻起，形成石渣粒径小于2m，反铲挖装20m3石渣用时小于4min。(5)爆破设计：根据步骤(2)的分类结果及步骤(3)造孔实验、步骤(4)爆破试验数据分析获得的结论，对不同类别堆积体进行爆破设计。(6)实施钻爆施工：根据步骤(5)的爆破设计进行钻爆施工，包括测量放样、造孔、验孔、装药联网、起爆、出渣和支护，进入不同冰水堆积体钻爆施工循环。所述步骤(5)爆破设计具体方法包括：Ⅰ类冰水堆积体采用Ⅰ级爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～3m，药径φ70mm、炸药单耗0.3～0.35kg/m3，对于创造临空面的单排炮孔，装药单耗可增加到0.4kg/m3；采用φ90液压钻机或φ105高风压钻机造孔；Ⅱ类冰水堆积体采用Ⅱ级爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距3～3.5m、孔深3～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.3kg/m3；采用φ105高风压钻机造孔；Ⅲ类冰水堆积体采用Ⅲ级爆破设计：爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4.0～5.0，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3；采用φ105高风压钻机造孔。所述I类冰水堆积体爆破参数中，孔深的确定可参考表层I类冰水堆积体的厚度确定，确定标准为：能打穿表层I类冰不堆积体即可。所述Ⅱ和Ⅲ类冰水堆积体的爆破设计中，对平整度小于1m的开挖面，选用爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.35kg/m3；对平整度大于1m的开挖面，选用爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4～5m，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3。所述步骤(3)造孔试验，机械设备选型中利用设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时四个参数对不同型号的钻进设备的成孔效率进行对比分析，结合钻孔质量选用成孔效率高、成孔质量好的造孔机械；成孔质量好的判定标准为：钻孔角度、孔深满足设计要求，无塌孔。与现有技术相比，本专利技术方法具有如下有益效果：本专利技术通过对冰水堆积体颗粒物质构成和物理力学特性的分析，结合造孔试验获得的数据，对冰水堆积体进行分类和爆破性分级，对不同类别的堆积体采用不同的爆破设计参数进行钻爆破施工，形成了一种冰水堆积体钻爆施工新方法，成孔时间缩短25％，成孔率也提高了30％，一次钻孔成孔深度可达6m，解决了冰水堆积体钻爆开挖难题。降低施工成本，加快了施工进度。对水利、交通等行业同等或同类地质条件下的开挖施工具有较好的应用价值。附图说明图1是本专利技术冰水堆积体开挖施工工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明，具体实施方式是对本专利技术原理的进一步说明，不以任何方式限制本专利技术，与本专利技术相同或类似技术均没有超出本专利技术保护的范围。结合附图。本专利技术冰水堆积体钻爆施工方法包括以下步骤：(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体分类提供依据。(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验。获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标。具体操作方法为：在冰水堆积体开挖部位现场选取具代表性的样品，加工为100×100×100mm3试件，测定单轴抗压强度，根据试样状态，对于胶结相对较好的试样用网篮法检测密度，胶结相对较差的试样用蜡封法检测其密度及孔隙率，对冰水堆积体中的松散体进行了灌水法密度检测。根据检测获取得的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类：(3)通过现场造孔工艺试验，获取不同造孔设备完成一个单孔完整工序所需时间，并对设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时，四个参数进行列表分析，为钻孔设备选型提供依据。具体操作方法为：把预防塌孔、排渣两个因素做为关键点，可以现场选用英格索兰831C液压钻机、CM351高风压钻机、红五环HC726A钻机(中风压)三种机型进行造孔试验。根据现场具体情况初步选定造孔试验梯段高度，三种钻机造孔试验获得的数据进行分析整理，优选出造孔效率高、成孔符合设计要求的钻机型号。(4)爆破试验：根据冰水堆积体的平均抗压强度、普氏坚固系数、平均密度三项物理力学指标，选用不同的孔深和单耗对不同类别的堆积体分组进行爆破试验，试验参数为：孔径、孔深、孔距、排距、药径、单耗、单孔药量、装药长度。根据爆破后石渣翻起量、形成石渣的粒径大小及反铲挖装耗时三个指标进行对比分析，以选用爆破效果较好情况下的试验参数做为施工参数。爆破效果好的判定依据为：全部石渣被翻起，形成石渣粒径小于2m，反铲挖装20m3石渣用时小于4min。具体操作方法为：对表层强胶结体爆破试验分三组进行。具体试验面积可根据现场情况做适当调整。第一组：选定长52m，宽24.5m的区域面积为试验区，布置8排孔，试验参数如下：孔径90mm，孔深范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体的分类提供依据；(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验，获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标；并结合步骤(1)获取的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类，提出冰水堆积体分类标准，为爆破设计提供依据；

【技术特征摘要】
1.一种冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体的分类提供依据；(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验，获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标；并结合步骤(1)获取的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类，提出冰水堆积体分类标准，为爆破设计提供依据；(3)通过现场造孔工艺试验，获取不同造孔设备完成一个单孔完整工序所需时间，并对设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时，四个参数进行列表分析，为钻孔设备选型提供依据；(4)爆破试验：根据冰水堆积体的平均抗压强度、普氏坚固系数、平均密度三项物理力学指标，选用不同的孔深和单耗对不同类别的堆积体分组进行爆破试验，试验参数为：孔径、孔深、孔距、排距、药径、单耗、单孔药量、装药长度；根据爆破后石渣翻起量、形成石渣的粒径大小及反铲挖装耗时三个指标进行对比分析，以选用爆破效果较好情况下的试验参数做为施工参数；爆破效果好的判定依据为：全部石渣被翻起，形成石渣粒径小于2m，反铲挖装20m3石渣用时小于4min；(5)爆破设计：根据步骤(2)的分类结果及步骤(3)造孔实验、步骤(4)爆破试验数据分析获得的结论，对不同类别堆积体进行爆破设计；(6)实施钻爆施工：根据步骤(5)的爆破设计进行钻爆施工，包括测量放样、造孔、验孔、装药联网、起爆、出渣和支护，进入不同冰水堆积体钻爆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英，夏维学，范道林，曹永芳，张巨会，韩顺波，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51