CN108844426A - 水下爆破施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水下爆破施工方法，包括以下步骤：将水下爆破部位用水下填筑体填筑到水面以上，形成施工平台；用潜孔钻机跟进钢套管成孔；钢套管至少穿过整个水下填筑体后停止跟进；钻头继续钻孔至基岩设计位置，取出钻头，插入PVC套管，拔出钢套管；绑扎爆破装置放入孔中，以电起爆或非电起爆网络进行起爆；通过以上步骤完成水下爆破施工。通过采用以上的方案，能够在受到条件限制，无法搭设钻孔操作平台的工况下，完成水下爆破施工，本发明尤其适合水深较深的工况中，实现大规模水下爆破作业。

Description

水下爆破施工方法

技术领域

本发明涉及钻孔爆破施工领域，特别是一种水下爆破施工方法。

背景技术

某引水渠，在渠道进出水口处及渠道左岸修建围堰保证渠身在干地条件下进行施工，最后以水下拆除爆破的方式进行进水口及出水口施工。上下游围堰内坡脚20m范围、围堰占压区及围堰以外区域均属于水下开挖区域，总面积约2.27万m²，总开挖方量达20万m³。由于受当地条件限制，无法搭设水上施工作业平台，施工难度较大。

而且常见的水下跟管成孔一般采用地质钻机或100B潜孔钻机进行钻孔，钻孔效率较低，一般的施工效率为5m～8m/班。钻机本身自重小，但该设备在回填石渣内钻孔时，由于介质的不均匀性，导致钻机容易移位，造成跟管断裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水下爆破施工方法，能够在确保爆破效果的前提下，不使用专用的水上钻爆施工作业平台，达到爆破目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水下爆破施工方法，包括以下步骤：

s1、将水下爆破部位用水下填筑体填筑到水面以上，形成施工平台；

s2、用潜孔钻机跟进钢套管成孔；

s3、钢套管至少穿过整个水下填筑体后停止跟进；

s4、钻头继续钻孔至基岩设计位置，取出钻头，插入PVC套管，拔出钢套管；

s5、绑扎爆破装置放入孔中，以电起爆或非电起爆网络进行起爆；

通过以上步骤完成水下爆破施工。

优选的方案中，所述的水下填筑体为回填石碴料，水下填筑体超出水面50cm以上。

优选的方案中，在水下填筑体钻进时，采用偏心钻头进行钻进，钻入基岩后，换用普通钻头钻进成孔。

优选的方案中，所述的偏心钻头中，偏心钻环套接在钻头杆上，在偏心钻环上设有外圈推出槽和外圈收回槽，在钻头杆上设有内圈推出槽和内圈收回槽；

第一滚动体可滚动的安装在外圈推出槽和内圈推出槽之间，第二滚动体可滚动的安装在外圈收回槽和内圈收回槽之间。

优选的方案中，所述的外圈推出槽、内圈推出槽、外圈收回槽和内圈收回槽均为由浅到深的渐开线槽；

外圈推出槽、内圈推出槽、外圈收回槽和内圈收回槽在圆周上的位置，使钻头杆在朝一个方向旋转时，偏心钻环与钻头杆偏心，而朝另一方向旋转时，偏心钻环与钻头杆同心。

优选的方案中，所述的偏心钻环为两个，两个偏心钻环沿轴向布置。

优选的方案中，所述的钢套管的钻进基岩深度在0.5米以上。

优选的方案中，在潜孔钻机的滑轨下端固设有定心圈，定心圈设有供钢套管穿过的导向孔，钢套管与导向孔之间的间隙为0.2~0.5mm；

所述孔的底部向远离岸边的方向倾斜；

PVC套管的插入深度与钢套管的跟进深度相同。

优选的方案中，所述的爆破装置中，各节乳化炸药与导爆索连接，各节乳化炸药通过绝缘胶布缠绕固定在竹片上。

优选的方案中，竹片的厚度以为1cm，宽度不超过2cm，竹片上无明显竹节，竹片搭接时，搭接长度不小于20cm，并使用电工胶带绑接牢靠；将加工好的爆破装置放入孔内，在孔口位置做标记，同时在竹片上写爆破孔编号，竹片较孔长1m。

本发明提供的一种水下爆破施工方法，通过采用以上的方案，能够在受到条件限制，无法搭设钻孔操作平台的工况下，完成水下爆破施工，本发明尤其适合水深较深的工况中，实现大规模水下爆破作业。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的施工示意图。

图2为本发明中钢套管和PVC套管的局部结构示意图。

图3为本发明中钢套管和PVC套管的横截面示意图。

图4为本发明中偏心钻头的结构示意图。

图5为本发明中偏心钻头工作时的结构示意图。

图6为图5的A-A剖视示意图。

图7位本发明中爆破装置的结构示意图。

图中：潜孔钻机1，定心圈11，钻进装置12，偏心钻头13，导正器131，偏心钻环132，中心钻头133，排屑槽134，第一滚动体135，第二滚动体1351，外圈推出槽136，内圈推出槽137，内圈收回槽138，外圈收回槽139，钻头杆130，钢套管2，水下填筑体3，原始地面线4，基岩5，PVC套管6，钻孔7，爆破装置8，绝缘胶布81，乳化炸药82，导爆索83，竹片84，钻进基岩深度L。

具体实施方式

如图1中，一种水下爆破施工方法，包括以下步骤：

s1、将水下爆破部位用水下填筑体3填筑到水面以上，形成施工平台；优选的方案中，所述的水下填筑体3为回填石碴料，水下填筑体3超出水面50cm以上。

s2、用潜孔钻机1跟进钢套管2成孔；优选的，本例中的潜孔钻机1采用高风压潜孔钻机，优选的型号为CM351。优选的方案中，在水下填筑体3钻进时，在水下填筑体3采用偏心钻头13进行钻进，钻入基岩5后，换用普通钻头钻进成孔。CM351型钻改装为跟管钻机在填渣体内或水中使用偏心钻头下钢套管成孔。钻孔时首先使用低风压冲击器配合双瓣式偏心钻头开孔，在填渣内跟钢套管至入基岩5一段距离，随后更换普通冲击钻头在岩石内继续造孔至设计孔深。

现有技术中，偏心钻头13通过正反转，来控制钻头的张开和收缩，由于孔下施工环境较为恶劣，经常出现卡钻、偏心钻环收不回来的问题。

优选的方案如图4~6中，所述的偏心钻头13中，偏心钻环132套接在钻头杆130上，在偏心钻环132上设有外圈推出槽136和外圈收回槽139，在钻头杆130上设有内圈推出槽137和内圈收回槽138；

第一滚动体135可滚动的安装在外圈推出槽136和内圈推出槽137之间，第二滚动体1351可滚动的安装在外圈收回槽139和内圈收回槽138之间。本例中的第一滚动体135和第二滚动体1351为钢柱或钢球。

优选的方案中，所述的外圈推出槽136、内圈推出槽137、外圈收回槽139和内圈收回槽138均为由浅到深的渐开线槽；

外圈推出槽136、内圈推出槽137、外圈收回槽139和内圈收回槽138在圆周上的位置，使钻头杆130在朝一个方向旋转时，偏心钻环132与钻头杆130偏心，而朝另一方向旋转时，偏心钻环132与钻头杆130同心。采用此结构，将现有技术中的滑动摩擦驱动偏心钻环132的张开和收缩转变为由滚动的钢柱或钢球来驱动，大幅降低了卡钻的几率。在钻进过程中，冲击器的活塞冲击导正器131，冲击器通过花键杆带动冲击器转动，当钻头杆130随之正向转动时，外圈推出槽136和内圈推出槽137内的第一滚动体135滚动到较窄的位置，内圈收回槽138和外圈收回槽139内的第二滚动体1351滚动到较宽的位置，使偏心钻环132沿径向位移，偏心钻环132张开到钢套管2的外径之外，实现扩孔操作。当钻头杆130反向转动时，外圈推出槽136和内圈推出槽137内的第一滚动体135滚动到较宽的位置，内圈收回槽138和外圈收回槽139内的第二滚动体1351滚动到较窄的位置，偏心钻环132收回与钻头杆130同轴。

优选的方案中，所述的偏心钻环132为两个，两个偏心钻环132沿轴向布置。由此结构，提高扩孔效率，从而增加钻进速度。

优选的方案中，在潜孔钻机1的滑轨下端固设有定心圈11，定心圈11设有供钢套管2穿过的导向孔，钢套管2与导向孔之间的间隙为0.2~0.5mm；

s3、钢套管2至少穿过整个水下填筑体3后停止跟进；如图1~3中所示，优选的方案中，所述的钢套管2的钻进基岩深度L在0.5米以上。进一步优选的，钢套管2钻进基岩深度L在1米以上。

s4、钻头继续钻孔至基岩5设计位置，取出钻杆和钻头，插入PVC套管6，采用液压拔管机拔出钢套管2以便循环使用； PVC套管6的插入深度与钢套管2的跟进深度相同。

所述孔的底部向远离岸边的方向倾斜；由于钻爆平台的回填石碴料很厚，外侧迎水面形成较缓的水下坡度，在断面上呈扇形状布孔，所有爆破孔底部均向外侧倾斜。

s5、绑扎爆破装置8放入孔中，以电起爆或非电起爆网络进行起爆；

优选的水下爆破装置8采用竹片为装药载体，首先将正确数量的乳化炸药82顺序与防水导爆索绑在竹片上，然后整体将爆破装置8放入孔内。

优选的方案中，所述的爆破装置8中，各节乳化炸药82与导爆索83连接，各节乳化炸药82通过绝缘胶布81缠绕固定在竹片84上。优选的，每节乳化炸药82使用电工胶带缠2-3道固定在竹片上，每道绑6圈为宜。

优选的方案中，竹片84的厚度以为1cm，宽度不超过2cm，竹片上无明显竹节，竹片搭接时，搭接长度不小于20cm，并使用电工胶带绑接牢靠；将加工好的爆破装置8放入孔内，在孔口位置做标记，同时在竹片84上写爆破孔编号，竹片较孔长1m，多余部分截掉。

装药前核对乳化炸药82、竹片84上的钻孔编号和爆破孔孔口编号是否一致，确认无误后方可下孔。将绑好的乳化炸药82整体托起竹片朝下，炸药朝上缓慢的放入爆破孔内，由于爆破装置8的尺寸与爆破孔尺寸相近，装药需缓慢进行，将孔内水挤出。

防水的导爆索下孔，非电等差毫秒延时雷管孔外分段，非电等差毫秒延时雷管连网，电雷管或非电导爆管击发起爆。

通过以上步骤完成水下爆破施工。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明中记载的技术特征，在不冲突的前提下，能够互相组合使用，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下爆破施工方法，其特征是包括以下步骤：

s1、将水下爆破部位用水下填筑体（3）填筑到水面以上，形成施工平台；

s2、用潜孔钻机（1）跟进钢套管（2）成孔；

s3、钢套管（2）至少穿过整个水下填筑体（3）后停止跟进；

s4、钻头继续钻孔至基岩（5）设计位置，取出钻头，插入PVC套管（6），拔出钢套管（2）；

s5、绑扎爆破装置（8）放入孔中，以电起爆或非电起爆网络进行起爆；

通过以上步骤完成水下爆破施工。

2.根据权利要求1所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：所述的水下填筑体（3）为回填石碴料，水下填筑体（3）超出水面50cm以上。

3.根据权利要求1所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：在水下填筑体（3）钻进时，采用偏心钻头（13）进行钻进，钻入基岩（5）后，换用普通钻头钻进成孔。

4.根据权利要求3所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：所述的偏心钻头（13）中，偏心钻环（132）套接在钻头杆（130）上，在偏心钻环（132）上设有外圈推出槽（136）和外圈收回槽（139），在钻头杆（130）上设有内圈推出槽（137）和内圈收回槽（138）；

第一滚动体（135）可滚动的安装在外圈推出槽（136）和内圈推出槽（137）之间，第二滚动体（1351）可滚动的安装在外圈收回槽（139）和内圈收回槽（138）之间。

5.根据权利要求4所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：所述的外圈推出槽（136）、内圈推出槽（137）、外圈收回槽（139）和内圈收回槽（138）均为由浅到深的渐开线槽；

外圈推出槽（136）、内圈推出槽（137）、外圈收回槽（139）和内圈收回槽（138）在圆周上的位置，使钻头杆（130）在朝一个方向旋转时，偏心钻环（132）与钻头杆（130）偏心，而朝另一方向旋转时，偏心钻环（132）与钻头杆（130）同心。

6.根据权利要求4所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：所述的偏心钻环（132）为两个，两个偏心钻环（132）沿轴向布置。

7.根据权利要求1所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：所述的钢套管（2）的钻进基岩深度（L）在0.5米以上。

8.根据权利要求1所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：在潜孔钻机（1）的滑轨下端固设有定心圈（11），定心圈（11）设有供钢套管（2）穿过的导向孔，钢套管（2）与导向孔之间的间隙为0.2~0.5mm；

所述孔的底部向远离岸边的方向倾斜；

PVC套管（6）的插入深度与钢套管（2）的跟进深度相同。

9.根据权利要求1所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：所述的爆破装置（8）中，各节乳化炸药（82）与导爆索（83）连接，各节乳化炸药（82）通过绝缘胶布（81）缠绕固定在竹片（84）上。

10.根据权利要求9所述的一种水下爆破施工方法，其特征是：竹片（84）的厚度以为1cm，宽度不超过2cm，竹片上无明显竹节，竹片搭接时，搭接长度不小于20cm，并使用电工胶带绑接牢靠；将加工好的爆破装置（8）放入孔内，在孔口位置做标记，同时在竹片（84）上写爆破孔编号，竹片较孔长1m。