CN106522254B - 一种新型沉井爆破助沉方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及爆破清除水下坚硬黏土、石块或胶结层等较硬地层使沉井基础下沉一种新型沉井爆破助沉方法。步骤包括：S1：在沉井平台内部安装预埋管；S2：通过在井筒内部吸泥的方式为爆破提供自由面；S3：利用地质钻机进行钻孔；S4：装药；S5：联网起爆。本发明方法提出一种通过爆破手段有效辅助沉井下沉的可行方法，该方法因采用民用爆破器材，不仅提高下沉效果，并且安全可靠切实可行。

Description

一种新型沉井爆破助沉方法

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，尤其涉及爆破清除水下坚硬黏土、石块或胶结层等较硬地层使沉井基础下沉一种沉井爆破助沉方法。

背景技术

沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种形式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物(沉井)，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。沉井埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直荷载和水平荷载。其既是基础，又是施工时的挡土和挡水结构物，下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁,简化了施工。同时，沉井施工工艺简便,技术稳妥可靠，无需特殊专业设备,并可做成补偿性基础,避免过

大沉降，并且施工时对邻近建筑物影响较小。

现有主要沉井助沉方法有：高压射水下沉、钻吸下沉、排水下沉和压重下沉等。但是在下沉过程中到达粘土层后，这些助沉方法在遇到较硬的障碍物或地层等类似地质条件时时，都无法有效、快速地清除排出障碍物，导致深井基础无法顺利下沉，延缓施工进度。

而沉井施工法最大的难题是在下沉过程中，到达粘土层后，由于自身重量无法克服底部支持力以及井壁摩擦力等反作用力，从而无法继续利用普通的排土手段来下沉以达到设计标高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，为迅速有效地克服坚硬障碍物对沉井下沉的影响，提供一种沉井爆破助沉方法，利用水下爆破方法松动泥土，便于继续排土，达到助沉效果。

本方法采用控制爆破法清除坚硬障碍物。沉井基础控制爆破是指沉井基础在下沉的过程中遇到坚硬的土层或胶结层时,为了使沉井基础下沉到设计标高,在保证沉井基础无损伤的前提下，使沉井基础顺利通过这种特殊的地质条件而采用的一种控制爆破方法。

本发明的内容提出一种通过爆破手段有效辅助沉井下沉的可行方法，该方法因采用民用爆破器材，不仅提高下沉效果，并且安全可靠切实可行。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种沉井爆破助沉方法利用民用爆破器材爆破辅助沉井下沉，通过以下技术关键点达到发明目的；所述技术关键点步骤包括：

S1：在沉井平台内部安装预埋管；只需将钻头通过预埋管送到孔底，再根据设计孔深钻孔，能够减少钻孔工作量；同时保证钻孔的垂直度，可以精确地测量孔深，以及保证装药深度；

S2：通过在井筒内部吸泥的方式为爆破提供自由面，在钻孔爆破前，为吸泥盲区爆破提供自由面，提高爆破效果；

S3：利用地质钻机进行钻孔；

S4：装药

S5：联网起爆。

进一步地，所述步骤S1包括：

S1.1：根据环境和沉井的结构尺寸确定孔网参数；

S1.2：按孔网参数在浇筑沉井时预埋预埋管。

进一步地，所述步骤S2包括：

S2.1：在爆破前利用吸泥机针对井壁和分舱板刃脚区域的吸泥盲区开挖临空面。提高爆破效果；

S2.2：爆破作业完成后，利用空气吸泥机及挖泥机紧贴井壁吸出盲区抛掷出来的土体，并为下次爆破整理自由面。

进一步地，所述步骤S3包括：

S3.1：在钻孔前使用量绳测量孔深，预估钻孔工作量；

S3.2：将钻头放到孔底，再进行钻进；

S3.3：利用量绳测量钻孔，对孔深达到设计要求的钻孔进行装药操作。

进一步地，所述步骤S4包括：

S4.1：量孔以确定装药位置；

S4.2：利用提绳将预先制好的药包放置孔内，然后通过提绳上的刻度判断药包是否到达设计装药深度位置；

S4.2.1：若满足要求则固定好提绳，等待后续的联网起爆；

S4.2.2：若不满足要求则将药包提起来重新钻孔装药，直至满足要求。

进一步地，所述步骤S3.3对未达到要求的钻孔利用钻头将PVC管送到孔底，保证PVC管至少有50cm留在预埋管中；再次使用钻头沿着刚放入的PVC管内部进行钻孔，直至孔深达到要求。

进一步地，所述步骤S4装药药包利用提绳、黄沙、导爆管雷管和震源药柱制作成集中装药药包。

优选地，所述步骤S1.1孔网参数确定如下：井壁宽度小于1m，炮孔定在井壁宽度中心线往外沿方向偏离10cm处，孔距2m；井壁厚度大于1m，采用交错双排孔，一排炮孔定在井壁中心线往外沿方向偏离20cm处，另一排孔定在井壁中心线往内沿方向偏离10cm处，孔距2m；分舱板宽度小于1m时，炮孔就定在分舱板宽度中心线上，孔距2m；分舱板宽度大于1m时，炮孔就定在分舱板宽度中心线往两侧各偏离30cm处，孔距2m。

优选地，所述步骤S1.2包括：沉井浇筑混凝土前，在设计炮孔位置的钢筋笼内安装长6m、外径160mm、内径146mm的钢管，此钢管顶部内圈预制螺纹，固定钢管竖直后浇灌混凝土至将淹没钢管顶部；再在预埋钢管顶部正上方钢筋笼内安装外径160mm、内径146mm的钢管或PVC管，此钢管或PVC管底部外圈预制与底部钢管内圈螺纹相匹配的螺纹，将上下两管旋转拧接后用铁丝固定连接处，再浇筑混凝土；如此反复加装钢管或PVC管即可完成沉井平台内预埋管的安装。

本发明的有益效果是：本发明方法提出一种通过爆破手段有效辅助沉井下沉的可行方法，该方法因采用民用爆破器材，不仅提高下沉效果，并且安全可靠切实可行。

附图说明

图1是沉井爆破助沉指导图。

图2是预埋PVC管示意图。

图3是装药爆破示意图。

图中：1.沉井壁；2.预埋钢管；3.PVC管；4.PVC套管；5.钻孔；

6.沙层；7.粘土；8.吸泥机；9.地质钻机；10.震源药柱；11.导爆管雷管；12.固定钢筋；13.连接套管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对其保护范围的限制。

一种沉井爆破助沉方法，具体步骤如下：

1.根据环境和沉井的结构尺寸确定孔网参数；

2.按孔网参数在浇筑沉井时预埋PVC-U管；

3.利用吸泥机清理出井壁和分舱板刃脚区域自由面；

4.量孔以确定孔深；

5.对称钻孔；

6.装药，量孔以确定装药位置；

7.联网起爆；

8.利用吸泥机和抓斗清理爆破抛掷出的泥土。

实施例1

一种沉井爆破助沉方法。如附图1-3所示，所述设备包括预埋钢管2、预埋PVC管3、PVC套管4、吸泥机8、地质钻机9、震源药柱10、导爆管雷管11、固定钢筋12、连接套管13。制作沉井平台时，在沉井壁1中按一定孔排距埋设预埋PVC管3、和连接套管13，作为钻孔导向管；在PVC管3和连接套管13的连接处使用固定钢筋12将两管连接牢固。在钻孔爆破前，使用吸泥机8吸取松动层6，给吸泥盲区爆破提供自由面。待沉井平台无法依靠自重正常下沉后，使用地质钻机9沿着预埋设的钻孔导向管向下放置钻头5，待钻头5到达粘土层7时，开始钻孔；待钻头5到达预设深度后，使用地质钻机9提出钻头5提出孔底，使用量绳测量所钻孔深度，深度达到要求后，将震源药柱10和导爆管雷管11制作成的装药药包，沿着所钻孔放入进行装药，测量装药绳长以确定药包达到孔底。装药完成后可组织人员撤离进行爆破作业。

实施例2

一种沉井爆破助沉方法。除下述技术参数外，其余同实施例1。武汉汉阳某桥头主塔基础沉井爆破助沉作业，预埋PVC管3内径为146mm；钻头5直径为110mm；利用量绳测量钻孔深度，保证钻头出井壁后钻进至少3m；对达到设计要求的钻孔进行装药操作，对未达到要求的钻孔利用90mm钻头将外径100mm的PVC-U管送到孔底，保证PVC-U管有50cm留在预埋管中。

上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种沉井爆破助沉方法，其特征是利用水下爆破方法清除水下坚硬地层使沉井基础下沉，所述坚硬地层包括:坚硬黏土、石块或胶结层，所述方法具体步骤包括：

S1：在沉井平台内部安装预埋管，制作沉井平台时，在沉井壁中按一定孔排距埋设预埋PVC管、和连接套管，作为钻孔导向管；在PVC管和连接套管的连接处使用固定钢筋将两管连接牢固，所述预埋管的安装方式如下：

S1.1：根据环境和沉井的结构尺寸确定孔网参数；

S1.2：按孔网参数在浇筑沉井时预埋预埋管；

所述步骤S1.2包括：沉井浇筑混凝土前，在设计炮孔位置的钢筋笼内安装钢管此钢管顶部内圈预制螺纹，固定钢管竖直后浇灌混凝土至将淹没钢管顶部；再在预埋钢管顶部正上方钢筋笼内安装钢管或PVC管，此钢管或PVC管底部外圈预制与底部钢管内圈螺纹相匹配的螺纹，将上下两管旋转拧接后用铁丝固定连接处，再浇筑混凝土；如此反复加装钢管或PVC管即可完成沉井平台内预埋管的安装；

S2：通过在井筒内部吸泥的方式为爆破提供自由面；

S3：利用地质钻机进行钻孔；将钻头通过预埋管送到孔底，根据设计孔深钻孔；

S4：装药；

S5：联网起爆。

2.根据权利要求1所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S2.1：在爆破前利用吸泥机针对井壁和分舱板刃脚区域的吸泥盲区开挖临空面；

S2.2：爆破作业完成后，利用空气吸泥机及挖泥机紧贴井壁吸出盲区抛掷出来的土体，并为下次爆破整理自由面。

3.根据权利要求1所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S3.1：在钻孔前使用量绳测量孔深，预估钻孔工作量；

S3.2：将钻头放到孔底，再进行钻进；

S3.3：利用量绳测量钻孔，对孔深达到设计要求的钻孔进行装药操作。

4.根据权利要求1所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S4.1：量孔以确定装药位置；

S4.2：利用提绳将预先制好的药包放置孔内，然后通过提绳上的刻度判断药包是否到达设计装药深度位置；

S4.2.1：若满足要求则固定好提绳，等待后续的联网起爆；

S4.2.2：若不满足要求则将药包提起来重新钻孔装药，直至满足要求。

5.根据权利要求3所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S3.3对未达到要求的钻孔利用钻头将PVC管送到孔底，保证PVC管至少有50cm留在预埋管中；再次使用钻头沿着刚放入的PVC管内部进行钻孔，直至孔深达到要求。

6.根据权利要求1所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S4装药药包利用提绳、黄沙、导爆管雷管和震源药柱制作成集中装药药包。

7.根据权利要求1所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S1.1孔网参数确定如下：井壁宽度小于1m，炮孔定在井壁宽度中心线往外沿方向偏离10cm处，孔距2m；井壁厚度大于1m，采用交错双排孔，一排炮孔定在井壁中心线往外沿方向偏离20cm处，另一排孔定在井壁中心线往内沿方向偏离10cm处，孔距2m；分舱板宽度小于1m时，炮孔就定在分舱板宽度中心线上，孔距2m；分舱板宽度大于1m时，炮孔就定在分舱板宽度中心线往两侧各偏离30cm处，孔距2m。

8.根据权利要求1所述的一种沉井爆破助沉方法，其特征在于，所述步骤S1.2中在设计炮孔位置的钢筋笼内安装的钢管长6m、外径160mm、内径146mm；在预埋钢管顶部正上方钢筋笼内安装的钢管或PVC管外径160mm、内径146mm。