一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法技术

本发明专利技术属于工程爆破技术领域，本发明专利技术提供的一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法，应用于某跨海大桥桥墩基础水下基坑的施工中，施工的础采用嵌入式钢沉井结构，本方法主要包括：S1、爆破区域划分；S2、区域一的水下常规爆破；S3、区域二的水下消聚能爆破；S4、清渣，进行断面测量验收四个步骤，本发明专利技术提出的“分层分区多次爆破，基底消聚能控制爆破”的开挖方案，可减小爆破对基底及中心留台岩石的损伤，保证基坑开挖轮廓的平整度，提高嵌入式沉井基坑成型的完整度。型的完整度。型的完整度。

【技术实现步骤摘要】
一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法


[0001]本专利技术属于工程爆破
，具体而言，涉及一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法。

技术介绍

[0002]水下钻孔爆破是应用较为广泛的一种爆破作业方式，广泛运用于港口工程建设、航道疏浚、水下建(构)筑物的拆除及清障等。
[0003]如今，跨海桥梁工程建设快速发展，水下桥墩基坑开挖工程量逐渐增多。传统的水下基坑开挖方式主要是通过围堰隔离排水后，利用专门的机械设备直接进行水下开挖作业，必要时还会涉及到爆破工作。此方法排水后的开挖技术简单，但施工总成本高，工期长；特别是对于深水条件下嵌入式沉井桥墩基坑的开挖施工，其围堰施工难度大，安全风险高。
[0004]目前，水下钻孔爆破方法多用于水下礁石开挖，无法满足深水基坑精细爆破开挖成型及基岩保护的要求，因此，为了弥补以上不足，急需本领域技术人员设计研发处一种新的钻孔爆破开挖方法来攻克深水环境下嵌入式沉井基坑的施工难题，以提高施工效率，减小基底爆破损伤，保证嵌入式沉井基坑开挖成型与基底保护。

技术实现思路

[0005]为弥补上述不足，本专利技术提供一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法，以解决
技术介绍
中所提出的相关技术问题。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法，包括嵌入式沉井基坑，所述嵌入式沉井基坑的中部为圆柱形的中心留台，其基底呈环形沟槽结构，基底的底板为沉井持力层，所述沟槽的外边坡向外侧倾斜；
[0008]本方法采取分层分区多次爆破，基底消聚能控制爆破，主要包括以下几个步骤：
[0009]S1、爆破区域划分，
[0010]根据岩层标高和区域分布，将基坑爆破开挖总体划分为区域一和区域二，区域一的爆破施工范围是从原海床基岩面一次爆破至中心留台标高或以下位置；区域二的爆破施工范围是从区域一爆破后的标高岩层爆破至基底标高岩层；
[0011]S2、区域一的水下常规爆破，
[0012]区域一爆破开挖前，先从原海床基岩面地形标高较低处开始打开爆破缺口形成拉槽沟，增加侧向自由面；钻爆开挖方向由拉槽沟逐步向前侧及两侧扩大推进，直至区域一圆形基坑爆破完成，区域一的爆破施工、清渣工作完成后，进行区域二的消聚能爆破开挖；
[0013]S3、区域二的水下消聚能爆破，
[0014]区域二内所有炮孔均采用孔底消聚能爆破方法，以保护基底底板，靠近中心留台外侧壁区域采用预裂爆破方法，沿中心留台轮廓线布设单排竖向预裂孔，采用不耦合装药结构，以减小中心留台外侧壁的爆破损伤，保证留台外轮廓面的平整度；
[0015]S4、清渣，进行断面测量验收。
[0016]进一步的，所述步骤S3中，区域二爆破前，先将区域一的拉槽沟加深至基底底板标高处，增加临空面，沿环向两侧依次爆破推进，直至基坑区域二爆破开挖完成。
[0017]进一步的，所述分层分区多次爆破的单次循环的操作方法，步骤如下：
[0018]步骤一、布孔：对水下爆破开挖区域基岩面进行定位测量，根据地形、岩石特性及钻机能力等因素，合理布设各区域的孔网参数，设计炮孔布置图，炮孔采用垂直式梅花形布孔形式；
[0019]步骤二、炸礁船抛锚定位：施工前，将基坑爆破区的施工坐标导入施工定位系统，炸礁船依据电脑显示进行定位。采用船艏艉方向和潮流方向一致的方式布置炸礁船，炸礁船前后各两个锚抛成交叉八字形，锚缆入海长度根据海床面抓锚能力适当调整，航道侧采用沉链式，船只移动靠绞缆完成；
[0020]步骤三、钻孔：钻孔采用全液压航道潜孔钻，钻头在导向管内旋转通过压缩空气做功进行冲击钻孔，待炸礁船定位后，钻机在轨道上移动至设计孔位，然后根据水流情况下放特制导向管，放至水底后钻机适当进行位置调整，从顶部使用重锤冲击，加强导向管下口与海床岩面嵌固，以减少孔口位置偏差；
[0021]步骤四、装药、堵塞、联网、起爆：每个炮孔钻完检验合格后提起钻杆，沿导向管将加工制作好的药柱及起爆体装入炮孔内，确定炸药装入炮孔内后提起导向管，待装药完成后，将数码电子雷管连接在起爆主线上，待船移至安全位置后，操作起爆器充电起爆；
[0022]步骤五、清渣，进行断面测量验收。
[0023]进一步的，所述步骤二中，海岸侧使用海军锚固定，航道侧使用重力锚进行系泊，缆绳出绳角度与船中心线呈一定锐角夹角设置。
[0024]进一步的，所述步骤四中，炮孔的堵塞长度不小于零点八米，堵塞材料包括粗砂和粒径不大于二十毫米的碎石。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术提出的“分层分区多次爆破，基底消聚能控制爆破”的开挖方案，可减小爆破对基底及中心留台岩石的损伤，保证基坑开挖轮廓的平整度，提高嵌入式沉井基坑成型的完整度。
[0027](2)本专利技术经济效益高，相对于传统的围堰隔离排水开挖法，本专利技术无需围堰更加安全高效，可大大缩短工期，节约施工成本，且可适用于深水作业，其适用方位更广。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0030]图1为本专利技术的开挖方法流程示意图；
[0031]图2为本专利技术的整体立面分区示意图；
[0032]图3为区域一开挖顺序示意图；
[0033]图4为区域二开挖顺序示意图；
[0034]图5为炸礁船抛锚定位示意图；
[0035]图6为单次爆破开挖循环作业流程图。
[0036]附图标记说明：1、嵌入式沉井基坑；2、中心留台；3、区域一；4、原海床基岩面；5、区域二；6、拉槽沟；7、炸礁船；8、海军锚；9、重力锚。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法，其特征在于，包括嵌入式沉井基坑，所述嵌入式沉井基坑的中部为圆柱形的中心留台，其基底呈环形沟槽结构，基底的底板为沉井持力层，所述沟槽的外边坡向外侧倾斜；本方法采取分层分区多次爆破，基底消聚能控制爆破，主要包括以下几个步骤：S1、爆破区域划分，根据岩层标高和区域分布，将基坑爆破开挖总体划分为区域一和区域二，区域一的爆破施工范围是从原海床基岩面一次爆破至中心留台标高或以下位置；区域二的爆破施工范围是从区域一爆破后的标高岩层爆破至基底标高岩层；S2、区域一的水下常规爆破，区域一爆破开挖前，先从原海床基岩面地形标高较低处开始打开爆破缺口形成拉槽沟，增加侧向自由面；钻爆开挖方向由拉槽沟逐步向前侧及两侧扩大推进，直至区域一圆形基坑爆破完成，区域一的爆破施工、清渣工作完成后，进行区域二的消聚能爆破开挖；S3、区域二的水下消聚能爆破，区域二内所有炮孔均采用孔底消聚能爆破方法，以保护基底底板，靠近中心留台外侧壁区域采用预裂爆破方法，沿中心留台轮廓线布设单排竖向预裂孔，采用不耦合装药结构，以减小中心留台外侧壁的爆破损伤，保证留台外轮廓面的平整度；S4、清渣，进行断面测量验收。2.根据权利要求1所述的一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法，其特征在于，所述步骤S3中，区域二爆破前，先将区域一的拉槽沟加深至基底底板标高处，增加临空面，沿环向两侧依次爆破推进，直至基坑区域二爆破开挖完成。3.根据权利要求1所述的一种深水嵌入式沉井基坑钻孔爆破开挖方法，其特征在于，所述分层分区多次爆破的单次循环的操作方...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永胜，黄小武，伍岳，韩传伟，刘昌邦，陈德志，姚颖康，孙金山，王威，罗鹏，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：