CN106524844B - 一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法 - Google Patents
一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106524844B CN106524844B CN201610851974.XA CN201610851974A CN106524844B CN 106524844 B CN106524844 B CN 106524844B CN 201610851974 A CN201610851974 A CN 201610851974A CN 106524844 B CN106524844 B CN 106524844B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- boulder
- explosion
- blasthole
- refers
- drilling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 41
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 20
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 10
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 8
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 7
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 5
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims description 5
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 241000234282 Allium Species 0.000 description 1
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000916 dilatatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 210000004884 grey matter Anatomy 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
- F42D3/04—Particular applications of blasting techniques for rock blasting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/006—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明提供了一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,所述方法包括:在揭露孤石的地质钻孔周围进行孤石详勘;探明孤石埋藏信息后,利用孤石详勘的地质钻孔作为孤石爆破时的炮孔和压力释放孔,用炮泥填塞炮孔,将液态炸药精确放置在炮孔内;在炮孔上布置爆破防护,并在爆破区周围设置安全警戒;待爆破完成后,解除安全警戒,对炮孔和压力释放孔进行灌浆封孔。本发明不仅减少施工步骤、缩短工期,也大大降低了孤石处理的费用,提高了控制爆破的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种孤石处理的方法,具体是一种用勘查孤石的地质钻孔进行孤石深孔爆破的施工方法。
背景技术
随着我国基础建设的高速发展,越来越多的地铁隧道投入到施工建设中。但在我国广大华南地区,由于风化作用显著,大部分的隧道施工都遇到了球状风化孤石的影响。孤石不仅岩质坚硬,而且在土层中的自稳定性差,不易切削。在盾构施工推进中,常常引起隧道开挖面失稳,造成刀具磨损严重进而导致工期拖沓等问题。因而在盾构隧道推进中,需事先进行孤石预处理。孤石处理的传统方法主要有人工破岩、盾构机破岩、地面钻探破岩和冲孔桩破岩四种。然而这些传统的处理方法施工效率低、处理效果差,且工期长、造价高,不能满足目前工程建设高效低耗的要求。
经过对现有技术文献检索发现,针对隧道盾构施工遭遇孤石问题,工程中提出了一些探测和处理的方法。如申请号为CN201410164382.1的发明专利申请,公开了一种盾构施工中球状孤石的探测方法,该方法利用地质雷达采集沿钻孔深度方向的地质雷达回波信号,探测、确定球状孤石埋藏情况。但此种方法在工程实践中被证明花费巨大而探测正确率低。此外,申请号为CN201110417722.3的发明专利申请,公开了一种盾构掘进溶沟地段孤石群的处理方法,该方法提出了用高密度电阻率仪探测孤石埋藏信息,再用炸药爆破处理孤石。但此种方法探测准确性低,而孤石爆破的炸药单耗计算过程较为复杂繁琐,不能快速有效为工程所用,且多个参数取值方法模糊,难以保证精确有效的控制爆破。
发明内容
本发明针对现有技术方法的不足,提出一种利用勘查钻孔进行深孔爆破处理孤石的施工方法,该方法克服了现有技术中存在的孤石勘测精确性差、费用高以及炸药单耗计算过程繁复等缺点和不足,实现了高效低耗的孤石控制爆破。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,在揭露孤石的地质钻孔周围进行孤石详勘;探明孤石埋藏信息后,利用孤石详勘的地质钻孔作为孤石爆破时的炮孔和压力释放孔,用炮泥填塞炮孔,将液态炸药精确放置在炮孔内;在炮孔上布置爆破防护,并在爆破区周围设置安全警戒;待爆破完成后,解除安全警戒,对炮孔和压力释放孔进行灌浆封孔。
所述方法包括如下步骤:
S1、在地质勘查中揭露孤石的钻孔周围进行孤石详勘,探明孤石埋藏信息:
1)在揭露孤石的钻孔周围按正方形布设地质探测孔位;
2)利用地质钻机钻孔取芯,记录孤石埋藏信息,并对钻孔进行套管安装;
3)若初步地质勘查范围内均揭露孤石,则逐步扩大地质勘查范围,直至探明孤石边界;
孤石埋藏信息是指孤石的尺寸信息、孤石的岩性、硬度和埋深;
S2、确定炮孔位置和孤石爆破的碎石粒径控制值:
孤石爆破的碎石粒径控制值b是指:孤石爆破处理后产生的碎石的最大粒径限值,取所用盾构刀盘开口平均宽度的一半作为孤石爆破的碎石粒径控制值;
S3、根据炮孔间距确定单孔填药量:
单孔填药量是指单个炮孔的炸药填装量,单孔填药量Q满足公式:
Q=(0.2a3/b)×h×q,
式中:a为炮孔间距,即钻孔间距;b为孤石爆破的碎石粒径控制值;h为所计算的炮孔内地质取芯所揭露孤石的厚度;q为单位爆破体积炸药消耗量;
S4、制作炮管,填装炸药:
1)爆破器材准备和安全检查;
2)炮管制作,即将计算好的乳化炸药装入封底的Φ60mm PVC管中做成炮管,再把连接有引线的雷管塞到乳化炸药中,然后密封炮管以防止炮管浸水哑雷;
3)炸药填装,即在炮孔中填塞炮泥至孤石爆破段,再将炮管和配重依次放入,再继续填充炮泥至地表;
S5、在炮孔上方布置爆破防护,并在爆破区域周围设置安全警戒:
1)炸药填装完成后,用砂包将每个炮孔的孔口压盖住,并在爆破区域的所有砂包上方整体铺设麻袋,麻袋上面覆盖尼龙网和两层建筑密目安全网;
2)在爆破区域周围设置安全警戒;警戒时,警戒人员从爆破区域由里向外清场,所有与爆破无关的人员、设备撤离到安全地点并警戒,并观察交通干道上是否有车辆行驶,确认人员、设备全部撤离危险区,爆破工作领导人发出起爆信号;
S6、起爆、钻孔检验、封孔:
1)爆破人员收到起爆信号后即刻进行顺序起爆;爆破完成后,等待一段时间,检察人员进入爆破区域进行检查,确认安全后发出解除警戒信号;
2)爆破结束后,采用距离孤石中心25~30cm位置对称的两个测点进行钻孔取芯,若从检测孔钻出的岩心碎石的最大粒径小于碎石粒径控制值,则爆破效果良好,直接进行后续封孔;若大于10%的岩块最大粒径超过碎石粒径控制值或岩块最大粒径超过40cm,则直接利用检测孔重新进行二次爆破;
3)在孤石处理完成后,立即对所有钻孔进行封孔;封孔应用0.3~0.5Mpa的压力将水泥浆从地质钻孔的底部往上回灌,灌满后观测一段时间,待水泥浆浆面稳定后停止灌浆,结束封孔。
优选地,S1的1)中,所述的揭露孤石的钻孔是指:在初步地质勘察阶段,岩芯取样中发现孤石的地质钻孔。
优选地,S1的1)中,所述的按正方形布设地质探测孔位是指:以揭露孤石的钻孔为正方形中心、以地质勘查阶段探明的孤石的厚度作为正方形边长,划定孤石详勘的初步勘查范围;在正方形的勘查范围内,按相等的钻孔间距布设探测孔位。
更优选地,所述的地质勘查阶段探明的孤石的厚度是指:初步地质勘查阶段探到孤石的钻孔取芯中孤石段岩芯的长度。
更优选地,所述的钻孔间距是指:钻孔的行距和排距;钻孔间距取0.8~1.2m,具体大小根据地质勘查阶段探明的孤石的厚度的大小来确定,孤石的厚度越厚钻孔间距越长。
优选地,S1的2)中,所述的地质钻机是指:用于岩芯取样、钻孔直径为100~120mm的地质勘探钻机。
优选地,S1的2)中,所述的套管安装是指:在钻孔结束后立即向孔内插入直径不小于90mm、长度长于钻孔孔深的PVC套管,并向套管底部注水泥浆固定套管,防止钻孔坍塌。
优选地,S1的3)中,所述的探明孤石边界是指:按正方形不断扩展勘查范围,直至在任何一个方向上相邻的两个钻孔:靠里的钻孔揭露孤石、靠外的钻孔不揭露孤石,即认为该方向探测到孤石边界;当任意方向均探测到孤石边界时,即认为探明整个孤石的平面边界,其中每个揭露孤石的钻孔探测到的孤石的最高和最低标高为该钻孔的孤石上、下边界。
优选地,S2中,所述的确定炮孔位置是指:选取距离孤石边界0.5~0.8m的范围以内的详勘地质钻孔作为炮孔,炮孔间距即为地质钻孔间距,炮孔之外的地质钻孔即作为爆破压力释放孔。
更优选地,所述的炮孔是指:在孤石爆破中用以填装炸药的填装孔;
所述的爆破压力释放孔是指:在孤石爆破时,用以排出爆破产生的空气压力的空孔。
优选地,S2中,所述的盾构刀盘开口平均宽度是指:盾构刀盘上单个开口的平均宽度,即取盾构刀盘开口的最大宽度、最小宽度的平均值。
优选地,S3中,所述的单位爆破体积炸药消耗量q根据下式计算:
q=k×q0,
式中:k为岩体修正系数,砂岩、大理岩取1.0~1.3,花岗岩取1.3~1.7,石英岩取1.7~2.0,孤石风化程度越低、埋深越深,周边岩土越密实,k的取值越大;q0为单孔爆破炸药单耗,q0满足以下公式:
q0=0.45+0.1H,
式中:H为所计算的炮孔揭露的孤石段中点的埋深。
优选地,S4的1)中,所述的爆破器材是指:用于孤石爆破的炸药和相关填装、引爆器材,包括普通岩石乳化炸药、高脉冲电雷管起爆器、Φ60mm PVC管、引线、配重及爆破阻塞物。
优选地,S4的1)中,所述的安全检查是指:检查所用普通岩石乳化炸药是否具有防水性;检查雷管的型号、数量是否正确,质量是否完好,雷管是否同厂、同批次、同牌号;检查引线的通导性是否良好。
优选地,S4的3)中:
当孤石厚度在1.0m以下时,在孤石爆破段通长装药;
当孤石厚度为1.0~2.0m时,在孤石爆破段内装两段炮管,两段炮管中间设1/3长度的炮泥段作间隔;
当孤石厚度在2.0m以上时,在孤石爆破段装三段炮管,两两炮管之间各设一段1/5长度的炮泥段作间隔。
优选地,S4的3)中,所述的炮泥是指:化学性质稳定、用于保证炮管精确处于爆破段并防止爆炸物飞出的爆破阻塞物。
更优选的,所述的炮泥采用黄粘土。
优选地,S4的3)中,所述的孤石爆破段是指:炮孔所处的地质钻孔内孤石的上、下边界向里0.1m的范围;爆破时,用炮泥将炮管精确置于设计的孤石爆破区内;为保证爆破精确和安全,炮泥需塞满并捣实;在捣实过程中注意不能损坏引线连接。
优选地,S5的1)中:
所述的爆破区域是指:最外圈压力释放孔包围内的区域;
所述的尼龙网是指:开口大小为5cm×5cm的尼龙编织网。
优选地,S5的2)中:所述的危险区是指:爆破点周围200米以内的范围。
优选地,S6的1)中,所述的顺序起爆是指:首先对最外圈的爆破孔进行逐个起爆挤压周围土体产生自由面,再引爆内部爆破孔对孤石进行控制爆破。
与原有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提出用孤石详勘的地质钻孔为深孔爆破提供炮孔和压力释放孔的孤石处理方法,不仅减少施工步骤、缩短工期,也大大降低了孤石处理的费用。另外,本发明还提出一种精确快速计算炸药单耗的方法,减小了计算复杂度,但有效提高了控制爆破的精确性。同时采用砂包上覆尼龙网进行爆破防护,防止碎石飞溅,高效安全。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明一优选实施例的孤石详勘钻孔布设示意图;
图2为本发明一优选实施例的盾构刀盘开口示意图;
图3为本发明一优选实施例的爆破孔布置图,其中:(a)为平面布置图;(b)为断面布置图;
图4为本发明一优选实施例的炮孔内炸药填装结构断面示意图;
图5为本发明一优选实施例的爆破防护措施示意图;
图6为本发明一优选实施例的孤石爆破施工步骤示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
广州某场地拟建一地铁隧道区间,该区间全长1733.2m,拟采用土压平衡盾构进行掘进施工。地质初探阶段,隧道区间内共揭露孤石17处,其中某处大型孤石厚度为3.87m,埋藏深度-19.32m,岩质为中风化花岗片麻岩。采用地质钻孔详勘结合深孔控制爆破的方法处理该孤石。其施工步骤如图6中(a)-(f)所示。
一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,所述施工方法的具体施工步骤如下:
S1、在地质勘查中揭露孤石的钻孔周围进行孤石详勘,探明孤石埋藏信息
1)在揭露该孤石的地质钻孔周围设置详勘钻孔,由于地质初探中揭露该处孤石厚度为3.87m,则以之为中心,在其周围按0.9m的钻孔间距设置5×5的正方形布置的钻孔共25个(如图1所示);
2)采用钻头直径为100mm的地质勘探钻机进行钻孔取芯,钻孔深度25m;经过岩芯取样,发现该孤石最大厚度3.92m、中心孔处揭露孤石底部的埋深为20.31m、孤石平面直径约为3.7m;有3行3列详勘地质钻孔处于孤石包围内,边界已探明,无需扩大勘测;
3)钻孔取芯完成后,在地质钻孔的钢套管内插入直径为90mm、长度25.1m的PVC套管,并向套管底部注水泥浆固定套管,防止钻孔坍塌;水泥浆水灰质量二批比为0.8:1,采用32.5普通硅酸盐水泥,注浆压力0.3MPa,速度为5L/min;待水泥凝固成型后,抽出套管内的积水,令其自然风干。
S2、确定炮孔位置和孤石爆破的碎石粒径控制值
1)经测定,前述有3行3列详勘地质钻孔处于孤石包围内,其中除四个角的钻孔距离孤石边界小于0.5m,其它5个钻孔都在距离孤石边界0.5~0.8m的范围内,因此选取符合要求的距离孤石边界0.5~0.8m的5个详勘地质钻孔作为炮孔,剩余4个详勘地质钻孔作为爆破压力释放孔;
2)对隧道掘进所用的土压平衡盾构的刀盘开口进行测量(盾构刀盘开口的示意图如图2所示),经测量刀盘上单个开口的最小宽度为0.35m、最大宽度为0.85m,即刀盘开口的平均宽度为0.6m,因而孤石爆破的碎石粒径控制值的取值为盾构刀盘开口平均宽度的一半,即0.3m。
S3、根据炮孔间距确定单孔填药量
以5个炮孔的中心炮孔为例,计算单孔填药量Q,Q满足公式:
Q=(0.2a3/b)×h×q
经过前述步骤,确定计算单孔填药量的各参数取值为:
炮孔间距:a=0.9m;
孤石爆破的碎石粒径控制值:b=0.3m;
炮孔内地质取芯所揭露孤石的厚度:h=3.7m;
炮孔内揭露孤石底部的埋深为:H0=20.31m;
由于孤石岩质为中风化花岗片麻岩,周围为全风化花岗片麻岩,埋深较深,所需爆破强度适中,因而岩体修正系数k取1.4。
a.炮孔中揭露孤石段中点的埋深:H=20.31-3.92/2=18.35m
b.水下爆破单耗q0=0.45+0.1H=0.45+0.1×18.35=2.29kg/m3
c.单位爆破体积炸药消耗量q=k×q0=1.4×2.29=3.21kg/m3
d.单孔填药量Q=(0.2a3/b)×h×q=(0.2×0.93/0.3)×3.7×3.21=5.77kg
因此该炮孔需填药5.77kg,其他炮孔可按此法依次计算。
S4、制作炮管,填装炸药
1)采用2#岩石乳化炸药、高脉冲电雷管起爆器、直径为60mm的PVC炮管,炮泥采用黄粘土;置备好爆破器材,并做好安全检查;
2)炮管制作(以中心炮孔为例):由于该炮孔内揭露孤石厚度3.7m,大于2m,所以该孔内炸药分3段填装,每段长度为(3.7-0.1×2)/5=0.7m;两段炸药中间设两段炮泥做间隔,因此将计算好的5.77kg kg岩石乳化炸药分3份分别装入三段0.7m封了底的Φ60mm PVC管中做成炮管,再把连接了引线的瞬发电雷管塞到岩石乳化炸药中,然后密封好炮管,防止炮管浸水哑雷;
3)向深25m的炮孔中塞入炮泥至孤石爆破区埋深20.21m,再将炮管和配重放入,依次填塞炮泥、下放炮管,直至三段炮管全部放完,再继续填充炮泥至地表(如图4所示)。
S5、在炮孔上方布置爆破防护,并在爆破区域周围设置安全警戒
如图5所示,具体的:
1)炸药填装完成后,用砂包将每个炮孔的孔口压盖住,并在爆破区域的所有砂包上方整体铺设麻袋,上面覆盖开口大小为5cm×5cm的尼龙编织网和两层建筑密目安全网;
2)在爆破区域周围设置安全警戒:警戒时,警戒人员从爆破区域由里向外清场,所有与爆破无关的人员、设备撤离到安全地点并警戒,安全人员确认交通干道上已无车辆行驶,人员、设备都已全部撤离爆炸点200m范围的危险区,爆破工作领导人发出起爆信号。
S6、起爆、钻孔检验、封孔
1)爆破人员收到起爆信号后即刻进行顺序起爆;爆破完成后,等待15分钟,检察人员进入爆破区域进行检查,确认安全,发出解除警戒信号让施工人员进场检验;
2)采用距离孤石中心30cm位置对称的两个测点进行钻孔取芯,发现钻出的岩心碎石平均粒径4.85cm,最大粒径23.4cm小于S2中确定的碎石粒径控制值0.3m,控制爆破效果良好;
3)对炮孔、压力释放孔和检测孔进行封孔,即用0.3~0.5Mpa的压力将水灰比为1:1的水泥浆从地质钻孔的底部往上回灌,灌满后观测10分钟,待水泥浆浆面稳定后停止灌浆,结束封孔。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例做了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S1、在地质勘查中揭露孤石的钻孔周围进行孤石详勘,探明孤石埋藏信息:
1)在揭露孤石的钻孔周围按正方形布设地质探测孔位;
2)利用地质钻机钻孔取芯,记录孤石埋藏信息,并对钻孔进行套管安装;
3)若初步地质勘查范围内均揭露孤石,则逐步扩大地质勘查范围,直至探明孤石边界;
孤石埋藏信息是指孤石的尺寸信息、孤石的岩性、硬度和埋深;
S2、确定炮孔位置和孤石爆破的碎石粒径控制值:
孤石爆破的碎石粒径控制值b是指:孤石爆破处理后产生的碎石的最大粒径限值;取所用盾构刀盘开口平均宽度的一半作为孤石爆破的碎石粒径控制值;
S3、根据炮孔间距确定单孔填药量:
单孔填药量是指单个炮孔的炸药填装量,单孔填药量Q满足公式:
Q=(0.2a3/b)×h×q,
式中:a为炮孔间距,即钻孔间距;b为孤石爆破的碎石粒径控制值;h为所计算的炮孔内地质取芯所揭露孤石的厚度;q为单位爆破体积炸药消耗量;
S4、制作炮管,填装炸药:
1)爆破器材准备和安全检查;
2)炮管制作:将计算好的乳化炸药装入封底的PVC管中做成炮管,再把连接有引线的雷管塞到乳化炸药中,然后密封炮管以防止炮管浸水哑雷;
3)炸药填装:在炮孔中填塞炮泥至孤石爆破段,再将炮管和配重依次放入,再继续填充炮泥至地表;
S5、在炮孔上方布置爆破防护,并在爆破区域周围设置安全警戒:
1)炸药填装完成后,用砂包将每个炮孔的孔口压盖住,并在爆破区域的所有砂包上方整体铺设麻袋,麻袋上面覆盖尼龙网和1~2层建筑密目安全网;
2)在爆破区域周围设置安全警戒,确认人员、设备全部撤离危险区,才能发出起爆信号;
S6、起爆、钻孔检验、封孔:
1)起爆,爆破完成后,等待一段时间,确认安全后发出解除警戒信号;
2)爆破结束后,采用距离孤石中心25~30cm位置对称的两个测点进行钻孔取芯,若从检测孔钻出的岩心碎石的最大粒径小于碎石粒径控制值,则爆破效果良好,直接进行后续封孔;若大于10%的岩块最大粒径超过碎石粒径控制值或岩块最大粒径超过40cm,则直接利用检测孔重新进行二次爆破;
3)在孤石处理完成后,立即对所有钻孔进行封孔;封孔应用0.3~0.5Mpa的压力将水灰比为1:1的水泥浆从地质钻孔的底部往上回灌,灌满后观测6~10分钟,待水泥浆浆面稳定后停止灌浆,结束封孔。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S1的1)中:
所述的揭露孤石的钻孔是指:在初步地质勘察阶段,岩芯取样中发现孤石的地质钻孔;
所述的按正方形布设地质探测孔位是指:以揭露孤石的钻孔为正方形中心、以地质勘查阶段探明的孤石的厚度作为正方形边长,划定孤石详勘的初步勘查范围;在正方形的勘查范围内,按相等的钻孔间距布设探测孔位;其中:
所述地质勘查阶段探明的孤石的厚度是指:初步地质勘查阶段探到孤石的钻孔取芯中孤石段岩芯的长度;
所述钻孔间距是指:钻孔的行距和排距;钻孔间距取0.8~1.2m,具体大小根据地质勘查阶段探明的孤石的厚度的大小来确定,孤石的厚度越厚钻孔间距越长。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S1的2)中:
所述的地质钻机是指:用于岩芯取样、钻孔直径为100~120mm的地质勘探钻机;
所述的套管安装是指:在钻孔结束后立即向孔内插入直径不小于90mm、长度长于钻孔孔深的PVC套管,并向套管底部注水泥浆固定套管,防止钻孔坍塌。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S1的3)中,所述的探明孤石边界是指:按正方形不断扩展勘查范围,直至在任何一个方向上相邻的两个钻孔:靠里的钻孔揭露孤石、靠外的钻孔不揭露孤石,即认为该方向探测到孤石边界;当任意方向均探测到孤石边界时,即认为探明整个孤石的平面边界,其中每个揭露孤石的钻孔探测到的孤石的最高和最低标高为该钻孔的孤石上、下边界。
5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S2中:
所述的确定炮孔位置是指:选取距离孤石边界0.5~0.8m的范围以内的详勘地质钻孔作为炮孔,炮孔间距即为地质钻孔间距,炮孔之外的地质钻孔即作为爆破压力释放孔;其中:所述的炮孔是指在孤石爆破中用以填装炸药的填装孔;所述的爆破压力释放孔是指在孤石爆破时用以排出爆破产生的空气压力的空孔;
所述的盾构刀盘开口平均宽度是指:盾构刀盘上单个开口的平均宽度,即取盾构刀盘开口的最大宽度、最小宽度的平均值。
6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S3中,所述的单位爆破体积炸药消耗量q根据下式计算:
q=k×q0,
式中:k为岩体修正系数,砂岩、大理岩取1.0~1.3,花岗岩取1.3~1.7,石英岩取1.7~2.0,孤石风化程度越低、埋深越深,周边岩土越密实,k的取值越大;q0为单孔爆破炸药单耗,q0满足以下公式:
q0=0.45+0.1H,
式中:H为所计算的炮孔揭露的孤石段中点的埋深。
7.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S4的1)中:
所述的爆破器材是指:用于孤石爆破的炸药和相关填装、引爆器材,包括普通岩石乳化炸药、高脉冲电雷管起爆器、Φ60mm PVC管、引线、配重及爆破阻塞物;
所述的安全检查是指:检查所用普通岩石乳化炸药是否具有防水性;检查雷管的型号、数量是否正确,质量是否完好,雷管是否同厂、同批次、同牌号;检查引线的通导性是否良好。
8.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S4的3)中:
当孤石厚度在1.0m以下时,在孤石爆破段通长装药;当孤石厚度为1.0~2.0m时,在孤石爆破段内装两段炮管,两段炮管中间设1/3长度的炮泥段作间隔;当孤石厚度在2.0m以上时,在孤石爆破段装三段炮管,三段炮管两两之间各设一段1/5长度的炮泥段作间隔;
所述的炮泥是指:化学性质稳定、用于保证炮管精确处于爆破段并防止爆炸物飞出的爆破阻塞物;所述的炮泥采用黄粘土;
所述的孤石爆破段是指:炮孔所处的地质钻孔内孤石的上、下边界向里0.1m的范围;爆破时,用炮泥将炮管精确置于设计的孤石爆破区内;为保证爆破精确和安全,炮泥需塞满并捣实;在捣实过程中注意不能损坏引线连接。
9.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S5中:
1)中,所述的爆破区域是指最外圈压力释放孔包围内的区域;所述的尼龙网是指开口大小为5cm×5cm的尼龙编织网;
2)中,所述的危险区是指爆破点周围200米以内的范围。
10.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S6的1)中,所述的起爆是指:首先对最外圈的爆破孔进行逐个起爆挤压周围土体产生自由面,再引爆内部爆破孔对孤石进行控制爆破。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610851974.XA CN106524844B (zh) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | 一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610851974.XA CN106524844B (zh) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | 一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106524844A CN106524844A (zh) | 2017-03-22 |
CN106524844B true CN106524844B (zh) | 2018-02-13 |
Family
ID=58344356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610851974.XA Active CN106524844B (zh) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | 一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106524844B (zh) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109000525B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-04-07 | 中铁十六局集团有限公司 | 一种盾构掘进上软下硬地层预裂爆破施工方法 |
CN109441454A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-03-08 | 广东水电二局股份有限公司 | 一种地下孤石收容室的施工方法 |
CN109026037A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-18 | 中铁十二局集团有限公司 | 盾构隧道遇基岩孤石地层预处理施工方法 |
CN109026039A (zh) * | 2018-10-19 | 2018-12-18 | 深圳市工勘岩土集团有限公司 | 地铁隧道盾构掘进孤石深孔爆破预处理施工方法 |
CN109596022B (zh) * | 2019-01-03 | 2021-03-16 | 广州轨道交通建设监理有限公司 | 一种盾构刀盘前孤石爆破处理方法 |
CN109386289B (zh) * | 2019-01-03 | 2020-09-01 | 广州轨道交通建设监理有限公司 | 一种爆破、封孔、注浆一体化施工方法 |
CN109708548A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-03 | 厦门爆破工程公司 | 用于地铁盾构孤石和突出岩石爆破的爆破装置及爆破方法 |
CN110513114A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-11-29 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法 |
CN110469333A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-19 | 重庆城建控股(集团)有限责任公司 | 小截面岩质隧道的掘进方法 |
CN110685716A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-14 | 中铁隧道局集团有限公司 | 孤石爆破处理后的袖阀管注浆方法 |
CN110671984A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-10 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种孤石爆破施工方法 |
CN110656947B (zh) * | 2019-10-30 | 2021-07-23 | 中铁隧道局集团有限公司 | 海底基岩凸起段的掘进方法 |
CN110924956A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-03-27 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法 |
CN111121576A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 中铁二十三局集团有限公司 | 一种孤石深孔爆破方法 |
CN111577300A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-25 | 中铁十二局集团有限公司 | 盾构穿越孤石、漂石地层中密打孔的施工方法 |
CN113107498B (zh) * | 2021-04-20 | 2024-03-08 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | 一种盾构法隧道穿越局部侵入岩层的施工方法 |
CN114295017A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-04-08 | 中国建筑第六工程局有限公司 | 盾构区段高强度球状风化体深孔爆破预处理施工方法 |
CN114353609B (zh) * | 2021-12-21 | 2023-05-12 | 湖北工业大学 | 对下向炮孔孔内分段装药的结构及方法 |
CN116792102B (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-03 | 中铁第六勘察设计院集团有限公司 | 用于施工阶段花岗岩球状风化体高精度探测和处置方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102518442A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 一种盾构掘进溶沟地段孤石群的处理方法 |
CN103790594A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-14 | 中铁一局集团有限公司 | 一种盾构法施工用前方孤石洞内探测及处理方法 |
CN105604553A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 上海市基础工程集团有限公司 | 盾构掘进复杂地层孤石的探测及处理施工方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2633995B2 (ja) * | 1991-03-22 | 1997-07-23 | 株式会社フジタ | 岩盤トンネルの制御発破工法 |
KR101153367B1 (ko) * | 2011-11-17 | 2012-06-07 | (주)서동 | 심발 발파 방법 |
-
2016
- 2016-09-26 CN CN201610851974.XA patent/CN106524844B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102518442A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 一种盾构掘进溶沟地段孤石群的处理方法 |
CN103790594A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-14 | 中铁一局集团有限公司 | 一种盾构法施工用前方孤石洞内探测及处理方法 |
CN105604553A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 上海市基础工程集团有限公司 | 盾构掘进复杂地层孤石的探测及处理施工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106524844A (zh) | 2017-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106524844B (zh) | 一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法 | |
CN102518442B (zh) | 一种盾构掘进溶沟地段孤石群的处理方法 | |
CN104748632B (zh) | 一种水下岩塞爆破施工方法 | |
CN111121575B (zh) | 城镇深基坑浅层松动控制爆破施工方法 | |
CN108468528A (zh) | 一种第四系深井分层抽水止水装置及其抽水止水方法 | |
CN104005415B (zh) | 微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法 | |
CN102071940B (zh) | 煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法 | |
CN109026039A (zh) | 地铁隧道盾构掘进孤石深孔爆破预处理施工方法 | |
CN106089217B (zh) | 复杂地质条件下长大隧道快速施工方法 | |
CN109026037A (zh) | 盾构隧道遇基岩孤石地层预处理施工方法 | |
CN106288995B (zh) | 一种逐孔起爆爆破处理废弃采空区方法 | |
CN105652311A (zh) | 一种监测底板突水的微震监测方法 | |
CN107356168B (zh) | 一种深水倾斜裸岩基础水下爆破施工方法 | |
CN104806249B (zh) | 一种短竖井导井掘进施工方法 | |
CN109000525B (zh) | 一种盾构掘进上软下硬地层预裂爆破施工方法 | |
CN106677786B (zh) | 一种基于电子雷管的超深大断面竖井一次爆破成井方法 | |
CN108331573A (zh) | 采煤区的废弃油井治理方法 | |
CN109252868A (zh) | 软硬不均地层盾构施工孤石及基岩凸起处理方法 | |
CN101793486A (zh) | 高等级公路石方路堑爆破施工工艺 | |
CN107762399A (zh) | 爆破配合旋挖钻机深层一次成孔施工方法 | |
CN106638693A (zh) | 沉管隧道钢管桩混凝土墙钻孔爆破拆除施工方法 | |
CN108489601A (zh) | 一种隧道近距穿越地下管线的爆破振动监测及控制方法 | |
CN112161538A (zh) | 一种复杂矿区环境控制爆破方法 | |
CN109612356A (zh) | 基坑开挖爆破时临近混凝土管道动力响应特性的获取方法 | |
CN110952988A (zh) | 一种加固区外孤石处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |