CN104654941B - 一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型方法，包括如下步骤：一、制作聚消能垫座（1），备用；二、钻爆破孔；三、孔底找平；四、安放聚消能垫座，然后现场装药；五、连接起爆雷管；六、炮孔堵塞；（7）现场联网，准备起爆。本发明适用于大面积爆破施工区，装药质量高、速度快；能够利用混装炸药车进行孔深的测量，并进行填砂找平，机械化施工，方便高效；能够利用炸药车将聚消能垫层放入孔底，能够有效防止垫层卡孔等问题。本发明提出的基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术，能够极大地提高坝基保护开挖施工效率，有利于满足快速施工的要求。

Description

一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型方法

技术领域

本发明涉及一种基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术，适用于采矿、水电、交通等岩土工程领域的重要基础面（如大坝建基面等）的大面积爆破开挖。

背景技术

在水电工程中，台阶爆破具有开采量大、施工效率高、爆破作业简单等优点，已成为最常用的施工开挖手段。对于建基面等关键部位的开挖，考虑到对爆后基础面的损伤程度和平整度的要求，需要更加精细的爆破施工工艺，变粗放型作业为精细型作业。当前，建基面的开挖保护技术主要有预留保护层开挖、水平预裂开挖以及最新的孔底聚消能座保护开挖等。这些方法对于提高建基面等关键部位的开挖质量，起到很大的作用。但是预留保护层以及水平预裂开挖等技术会增加施工工序，严重影响施工效率，这不符合现代化施工技术快速高效的特点。

目前，建基面快速开挖爆破成型技术中，在提高施工效率方面，现场人工装药明显存在着作业时间长、效率低、需要大量的人力物力以及现场装药量误差大等问题。而对于建基面开挖等面积大，且对爆破质量要求较高的爆区，这些问题尤为突出。而现场混装炸药车在装药速度、装药量控制、以及起爆点位置调整等方面存在着巨大的优势。将混装炸药车装药技术与快速开挖爆破成型技术结合起来，能够极大地提高爆破施工效率。

因此，本发明提出一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型技术，提高现场的装药效率和装药质量，为快速化施工提供一种更加快捷的方法，可以实现可观的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型技术，将现场混装炸药车装药技术和坝基快速开挖爆破成型技术结合起来。在施工现场，利用混装炸药车进行孔深测量和找平，利用硬质管将聚消能垫座放置在炮孔底部，并进行现场装药。该方法可以提高装药质量、提高装药效率，有利于快速施工要求。

本发明具体技术方案如下：

一种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、制作聚消能垫座（1），备用；所述聚消能垫座（1）包括从上至下、连为一体的圆锥体和圆柱体；

二、根据爆破设计在爆区（6）进行炮孔（7）孔位定点放样，确定孔位高程和设计孔深，按照爆破设计要求，钻爆破孔；

三、利用测量孔深，对比实际孔深H₁和设计孔深H₀，算出超挖量并利用填砂（5）找平，保证所有炮孔（7）的孔底在同一高程即孔底找平；

四、将聚消能垫座缓慢的放入炮孔（7）孔底，然后根据孔底找平后的孔深和设计好的装药量，进行现场精确装炸药（9）；

五、根据起爆点位置设计要求，将起爆雷管（10）置入炮孔（7）内装药段，精确送至该起爆点；

六、装药完成后，用炮泥（11）进行炮孔堵塞；

七、现场联网，准备起爆。

所述步骤二、步骤三、步骤四、步骤六是用混装炸药车实施的，所述混装炸药车（4）上设置有带刻度的硬质管（8），混装炸药车通过硬质管依次进行如下工作，a、测量实际炮孔深H₁；b、将聚消能垫座放置在孔底；c、填砂、装药；d、炮孔堵塞。

所述步骤1中圆锥体的底面直径和圆柱体直径一致，且直径较爆破孔直径小10~20mm。

所述步骤1中圆锥体的母线和底面呈45°角。

所述步骤1中聚消能垫座的材料为高波阻抗材料。

所述聚消能垫座的材料为铸铁材料或高密度铁砂混凝土。

其中，混装炸药车要增加填砂的功能，即车内设置了储砂区和储药区，混装炸药车上还设置有一带刻度的硬质管，硬质管的为Y字型，分支端一个分支与储砂区通过阀门连通，另一个分支与通过阀门储药区连通，另一端位于车体外部，用于伸入炮孔中进行a、测量实际炮孔深H₁；b、将聚消能垫座放置在孔底；c、填砂、装药；d、炮孔堵塞的工作，驾驶区设置有能分别控制两个阀门开启、关闭的开关，并利用混装炸药车中现有的电脑程序计算出填砂量，将带刻度的硬管接到填砂区，通过程序进行填砂作业。填砂完成后，将带刻度的硬管接到装药区，进行装药作业。

本发明是将混装炸药车和快速开挖爆破成型技术结合起来，能够极大地提高爆破施工效率。基于混装炸药车，利用一种硬质管测量孔深，并填砂找平，利用该硬质管将一种新型聚消能垫座放入孔底，利用混装炸药车电脑程序通过该硬质管进行现场装药，之后利用该硬质杆将雷管放入指定位置，最后自动进行炮孔堵塞，准备联网起爆。利用混装炸药车可以节约快速开挖成型爆破方法的作业时间，提高装药质量，精确控制起爆点位置，能够较好的优化爆破效果，提高坝基开挖面的平整度，提高施工效率。

本专利提出的这种基于混装炸药车的坝基快速开挖爆破成型技术有如下优点：

1.本发明提出的基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术，适用于大面积爆破施工区，装药质量高、速度快。

2.本发明提出的基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术，能够利用混装炸药车进行孔深的测量，并进行填砂找平，机械化施工，方便高效。

3.本发明提出的基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术，能够利用炸药车将聚消能垫层放入孔底，能够有效防止垫层卡孔等问题。

本发明提出的基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术，能够极大地提高坝基保护开挖施工效率，有利于满足快速施工的要求。

附图说明

附图1为本发明中聚消能座示意图；

附图2为本发明中爆炸应力波在聚消能座界面处反射波示意图；

附图3为本发明中孔底找平装置示意图；

附图4为本发明中垫层和炸药位置示意图；

附图5为本发明中现场装药示意图。

附图中：1-聚消能垫座；2-爆炸应力波；3-反射波；4-混装炸药车；5-砂；6-爆区；7-炮孔；8-硬质管；9-炸药；10-起爆雷管；11-炮泥。

具体实施方式

下面结合具体实例及本文的附图，对本发明所提出的方案做进一步具体的说明。

实施例1

（1）制作聚消能垫座（1），备用；所述聚消能垫座（1）包括从上至下、连为一体的圆锥体和圆柱体；

（2）根据爆破设计在爆区（6）进行炮孔（7）孔位定点放样，确定孔位高程和设计孔深，按照爆破设计要求，钻爆破孔；

（3）利用测量孔深，对比实际孔深H₁和设计孔深H₀，算出超挖量并利用填砂（5）找平，保证所有炮孔（7）的孔底在同一高程即孔底找平；

（4）将聚消能垫座缓慢的放入炮孔（7）孔底，然后根据孔底找平后的孔深和装药量，进行现场精确装炸药（9）；

（5）根据起爆点位置设计要求，将起爆雷管（10）置入炮孔（7）内装药段，精确送至该起爆点；

（6）装药完成后，用炮泥（11）进行炮孔堵塞；

（7）现场联网，准备起爆。

所述步骤1中圆锥体的底面直径和圆柱体直径一致，且直径较爆破孔直径小10~20mm.

所述步骤1中圆锥体的母线和底面呈45°角。

所述步骤1中聚消能垫座的材料为聚高波阻抗材料，比如铸铁材料或高密度铁砂混凝土。

实施例2

（1）制作聚消能座。该聚消能座是利用应力波在不同介质面的反射和透射原理而制作，应为具有高强度、高密度、高波阻抗的材料制作而成的试块，试块形状为上部锥形下部圆柱形。锥形部分向上放置，在炸药爆轰压力传来时，利用锥形45°的倾角面，将竖直向下的应力波反射成水平向的应力波，从而将能量聚集在孔底水平面附近，起到水平向聚能、垂直向消能的作用，不仅有利于孔底面的平整，而且可以保护孔底基岩的完整性。该垫座圆柱端直径为D₁，高度为h₁；圆锥段高度为h₂，母线和底面呈45°角。其中直径D₁要比炮孔直径D小10~20mm，以便顺利放入孔底，高度h₁=D₁，h₂=0.5D₁。

（2）钻设爆破孔。根据现场情况在爆区进行炮孔孔位定点放样，确定孔位高程和设计孔深，按照爆破设计要求，钻设爆破孔。

（3）孔底找平。利用混装炸药车，将一种带刻度的硬质管伸入炮孔底部，测量炮孔的实际深度H₁，和设计孔深H₀进行比较，计算超钻量△H，并根据超挖量和炮孔直径，计算需要填补的砂量。硬质管另一端与混装炸药车相连，兼具有填砂功能，利用混装炸药车控制填砂量，并将砂输送到孔底，进行孔底找平，保证所有炮孔在同一高程。

（4）安放聚消能座。利用混装炸药车，将聚消能垫座连接在硬质管前端，慢慢伸入孔内，将垫座放入孔底。

（5）混装炸药车装药。利用混装炸药车将该硬质管管伸入孔内，利用电脑程序进行炸药配合，并根据每个孔的孔深，控制装药量。

（6）连接起爆雷管。利用混装炸药车，将雷管连接在硬质管上，伸入孔内装药段，根据每个孔的起爆点要求，放到设计起爆位置。

（7）炮孔堵塞。利用混装炸药车将硬质管伸入孔口位置，利用自带的炮泥自动完成堵塞。

（8）联网起爆。

上述聚消能垫座的材料为聚高波阻抗材料，比如铸铁材料或高密度铁砂混凝土。

具体案例

某场地爆破开挖，对爆后基础平整度和基岩完整性要求较高，且爆区范围较大，长度方向上在100m左右，总爆破药量在10吨左右，设计孔深10m，孔径105mm。结合该实例，本专利提出的基于混装炸药车的坝基快速开挖成型爆破技术实施步骤为：

（1）制作消能座。

该聚消能座是利用应力波在不同介质面的反射和透射原理而制作，为具有高强度、高密度、高波阻抗的材料制作而成的试件。制作中，考虑采用铸铁试件，也可采用其他具有相应的高波阻抗材料制作而成。

该试件形状为上部锥形下部柱形，锥形部分向上放置。该试件圆柱端直径为D₁，高度为h₁；圆锥段高度为h₂，母线和底面呈45°角。其中直径D₁要略小于炮孔直径10~20mm，以便顺利放入孔底，高度h₁=D₁，h₂=0.5D₁。现场制作的消能座直径，取90mm；圆柱段高90mm；圆锥段高45mm，圆锥母线和底面呈45°角。

（2）钻爆破孔。由于爆区表面凹凸不平，不在同一个高程，需要根据爆破设计要求，在爆区进行炮孔孔位定点放样，确定每一个炮孔的具体位置、孔位高程和设计孔深。按照爆破设计要求，进行现场钻孔。

（3）孔底找平。利用混装炸药车，将一种带刻度的硬质管伸入炮孔底部，测量炮孔的实际深度H₁，和设计孔深H₀进行比较，计算超钻量△H，并根据超挖量和炮孔直径，计算需要填补的砂量。将硬质管另一端与混装炸药车相连，兼具有填砂功能，利用混装炸药车控制填砂量，并将砂输送到孔底，进行孔底找平，保证所有炮孔在同一高程。

（4）安放聚消能座。利用混装炸药车，将聚消能垫座连接在一种硬质探杆前端，慢慢伸入孔内，将垫座放入孔底。

（5）混装炸药车装药。利用混装炸药车将装药管伸入孔内，利用电脑程序进行炸药配合，并根据每个孔的孔深，控制装药量。

（6）连接起爆雷管。利用混装炸药车，将雷管连接在一种带刻度的硬质上，伸入孔内装药段，放到设计起爆点位置。

（7）自动进行炮泥堵塞。

（8）联网，准备起爆。

Claims (5)

1.一种基于混装炸药车的坝基开挖爆破成型方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、制作聚消能垫座（1），备用；所述聚消能垫座（1）包括从上至下、连为一体的圆锥体和圆柱体；

二、根据爆破设计在爆区（6）进行炮孔（7）孔位定点放样，确定孔位高程和设计孔深，按照爆破设计要求，钻爆破孔；

三、利用测量孔深，对比实际孔深H₁和设计孔深H₀，算出超挖量并利用填砂（5）找平，保证所有炮孔（7）的孔底在同一高程即孔底找平；

四、将聚消能垫座缓慢的放入炮孔（7）孔底，然后根据孔底找平后的孔深和设计好的装药量，进行现场精确装炸药（9）；

五、根据起爆点位置设计要求，将起爆雷管（10）置入炮孔（7）内装药段，精确送至该起爆点；

六、装药完成后，用炮泥（11）进行炮孔堵塞；

七、现场联网，准备起爆；

所述步骤二、步骤三、步骤四、步骤六是用混装炸药车实施的，所述混装炸药车（4）上设置有带刻度的硬质管（8），混装炸药车通过硬质管依次进行如下工作，a、测量实际炮孔深H₁；b、将聚消能垫座放置在孔底；c、填砂、装药；d、炮孔堵塞。

2.如权利要求1所述的基于混装炸药车的坝基开挖爆破成型方法，其特征在于：所述步骤1中圆锥体的底面直径和圆柱体直径一致，且直径较爆破孔直径小10~20mm。

3.如权利要求1所述的基于混装炸药车的坝基开挖爆破成型方法，其特征在于：所述步骤1中圆锥体的母线和底面呈45°角。

4.如权利要求1所述的基于混装炸药车的坝基开挖爆破成型方法，其特征在于：所述步骤1中聚消能垫座的材料为高波阻抗材料。

5.如权利要求1所述的基于混装炸药车的坝基开挖爆破成型方法，其特征在于：所述聚消能垫座的材料为铸铁材料或高密度铁砂混凝土。