CN109211038A - 一种冰水堆积体钻爆施工方法 - Google Patents

一种冰水堆积体钻爆施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109211038A
CN109211038A CN201811175005.2A CN201811175005A CN109211038A CN 109211038 A CN109211038 A CN 109211038A CN 201811175005 A CN201811175005 A CN 201811175005A CN 109211038 A CN109211038 A CN 109211038A
Authority
CN
China
Prior art keywords
explosion
ice water
accumulation body
pore
water accumulation
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.)
Pending
Application number
CN201811175005.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘�英
夏维学
范道林
曹永芳
张巨会
韩顺波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinohydro Bureau 7 Co Ltd
Original Assignee
Sinohydro Bureau 7 Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinohydro Bureau 7 Co Ltd filed Critical Sinohydro Bureau 7 Co Ltd
Priority to CN201811175005.2A priority Critical patent/CN109211038A/zh
Publication of CN109211038A publication Critical patent/CN109211038A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D3/00—Particular applications of blasting techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种冰水堆积体钻爆施工方法。包括：性状识别；将冰水堆积体分为三类，即Ⅰ类强胶结，分布于表层，Ⅱ类较致密的弱胶结体，分布表层下，规律差，Ⅲ类较松散的弱胶结体，分布表层下，规律差；现场造孔工艺试验；爆破试验；爆破设计；实施钻爆施工。本发明通过对冰水堆积体颗粒物质构成和物理力学特性的分析，结合造孔试验获得的数据，对冰水堆积体进行分类和爆破性分级，对不同类别的堆积体采用不同的爆破设计参数进行钻爆破施工，形成了一种冰水堆积体钻爆施工新方法，成孔时间缩短25％，成孔率也提高了30％，一次钻孔成孔深度可达6m，对水利、交通等行业同等或同类地质条件下的开挖施工具有较好的应用价值。

Description

一种冰水堆积体钻爆施工方法
技术领域
本发明属于爆破施工技术领域，尤其属于一种特殊地质体开挖钻爆施工技术，特别涉及一种冰水堆积体钻爆施工方法，用于对受冰川洗礼后形成的冰水堆积物进行开挖钻爆施工。
背景技术
我国西部高山高纬度地区广泛分布有第四纪冰水堆积地层，在冰水堆积物地区修建水电站、高速公路、铁路等工程越来越多，目前对于大规模冰水堆积体的稳定及安全分析目前国内有研究，但对于大规模冰水堆积体钻爆施工技术研究在国内非常少见，几乎为空白领域，其间存在的钻孔机械选型、爆破参数确定、爆破梯段高度等关键技术难题均无相关类似经验可借鉴。采用常规的钻孔爆破方法，存在爆破造孔难度大、成孔困难、成孔率低、钻爆效率低及爆破效果差等难题，无法形成大规模开挖。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种冰水堆积体钻爆施工方法。本发明目的是降低冰水堆积体钻爆施工中的塌孔率，解决钻进和孔内排渣问题，有效地提高钻孔效率和钻孔质量。
本发明通过以下技术方案实现：
一种冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体爆破设计提供依据。
(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验，获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标；并参考步骤(1)获取的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类，提出冰水堆积体分类标准，为爆破设计提供依据。
(3)通过现场造孔工艺试验，获取不同造孔设备完成一个单孔完整工序所需时间，并对设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时，四个参数进行列表分析，为钻孔设备选型提供依据。
(4)爆破试验：根据冰水堆积体的平均抗压强度、普氏坚固系数、平均密度三项物理力学指标，选用不同的孔深和单耗对不同类别的堆积体分组进行爆破试验，试验参数为：孔径、孔深、孔距、排距、药径、单耗、单孔药量、装药长度。根据爆破后石渣翻起量、形成石渣的粒径大小及反铲挖装耗时三个指标进行对比分析，以选用爆破效果较好情况下的试验参数作为施工参数。爆破效果好的判定依据为：全部石渣被翻起，形成石渣粒径小于2m，反铲挖装20m3石渣用时小于4min。
(5)爆破设计：根据步骤(2)的分类结果及步骤(3)造孔实验、步骤(4)爆破试验数据分析获得的结论，对不同类别堆积体进行爆破设计。
(6)实施钻爆施工：根据步骤(5)的爆破设计进行钻爆施工，包括测量放样、造孔、验孔、装药联网、起爆、出渣和支护，进入不同冰水堆积体钻爆施工循环。
所述步骤(5)爆破设计具体方法包括：
Ⅰ类冰水堆积体采用Ⅰ级爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～3m，药径φ70mm、炸药单耗0.3～0.35kg/m3，对于创造临空面的单排炮孔，装药单耗可增加到0.4kg/m3；采用φ90液压钻机或φ105高风压钻机造孔；
Ⅱ类冰水堆积体采用Ⅱ级爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距3～3.5m、孔深3～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.3kg/m3；采用φ105高风压钻机造孔；
Ⅲ类冰水堆积体采用Ⅲ级爆破设计：爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4.0～5.0，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3；采用φ105高风压钻机造孔。
所述I类冰水堆积体爆破参数中，孔深的确定可参考表层I类冰水堆积体的厚度确定，确定标准为：能打穿表层I类冰不堆积体即可。
所述Ⅱ和Ⅲ类冰水堆积体的爆破设计中，对平整度小于1m的开挖面，选用爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.35kg/m3；对平整度大于1m的开挖面，选用爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4～5m，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3。
所述步骤(3)造孔试验，机械设备选型中利用设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时四个参数对不同型号的钻进设备的成孔效率进行对比分析，结合钻孔质量选用成孔效率高、成孔质量好的造孔机械；成孔质量好的判定标准为：钻孔角度、孔深满足设计要求，无塌孔。
与现有技术相比，本发明方法具有如下有益效果：
本发明通过对冰水堆积体颗粒物质构成和物理力学特性的分析，结合造孔试验获得的数据，对冰水堆积体进行分类和爆破性分级，对不同类别的堆积体采用不同的爆破设计参数进行钻爆破施工，形成了一种冰水堆积体钻爆施工新方法，成孔时间缩短25％，成孔率也提高了30％，一次钻孔成孔深度可达6m，解决了冰水堆积体钻爆开挖难题。降低施工成本，加快了施工进度。对水利、交通等行业同等或同类地质条件下的开挖施工具有较好的应用价值。
附图说明
图1是本发明冰水堆积体开挖施工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合附图。
本发明冰水堆积体钻爆施工方法包括以下步骤：
(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体分类提供依据。
(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验。获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标。
具体操作方法为：在冰水堆积体开挖部位现场选取具代表性的样品，加工为100×100×100mm3试件，测定单轴抗压强度，根据试样状态，对于胶结相对较好的试样用网篮法检测密度，胶结相对较差的试样用蜡封法检测其密度及孔隙率，对冰水堆积体中的松散体进行了灌水法密度检测。根据检测获取得的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类：
(3)通过现场造孔工艺试验，获取不同造孔设备完成一个单孔完整工序所需时间，并对设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时，四个参数进行列表分析，为钻孔设备选型提供依据。
具体操作方法为：把预防塌孔、排渣两个因素做为关键点，可以现场选用英格索兰831C液压钻机、CM351高风压钻机、红五环HC726A钻机(中风压)三种机型进行造孔试验。根据现场具体情况初步选定造孔试验梯段高度，三种钻机造孔试验获得的数据进行分析整理，优选出造孔效率高、成孔符合设计要求的钻机型号。
(4)爆破试验：根据冰水堆积体的平均抗压强度、普氏坚固系数、平均密度三项物理力学指标，选用不同的孔深和单耗对不同类别的堆积体分组进行爆破试验，试验参数为：孔径、孔深、孔距、排距、药径、单耗、单孔药量、装药长度。根据爆破后石渣翻起量、形成石渣的粒径大小及反铲挖装耗时三个指标进行对比分析，以选用爆破效果较好情况下的试验参数做为施工参数。爆破效果好的判定依据为：全部石渣被翻起，形成石渣粒径小于2m，反铲挖装20m3石渣用时小于4min。
具体操作方法为：
对表层强胶结体爆破试验分三组进行。具体试验面积可根据现场情况做适当调整。
第一组：选定长52m，宽24.5m的区域面积为试验区，布置8排孔，试验参数如下：孔径90mm，孔深范围2.5～6m、孔距3～4m，排距2～3.5m，药径70mm，单耗0.25～0.3kg/m3，
第二组：爆破试验选定长54m，宽21m的区域面积为试验区，布置7排孔。试验参数如下：孔径90mm，孔深范围2.5，孔距3m，排距3m，药径70mm，单耗0.35kg/m3
第三组：根据现场地形特点共布置长短不等的6排孔，试验参数如下：孔径90mm，孔深为3m和1.5m，间隔交错布置；孔距3m，排距3m，药径70mm，单耗0.35kg/m3
表层I类强胶结体爆破挖除后，可进行表层下面Ⅱ类、Ⅲ类冰水堆积体的爆破试验，试验方法可参照I类强胶结体的试验方法进行，爆破参数值可按以下范围选用：孔径90mm，孔深范围3.0～6.0，孔距3～5m，排距3～4m，药径70mm，单耗0.2～0.35kg/m3
(5)爆破设计
根据爆破试验效果对比，对冰水堆积体表层强胶结体钻爆参数分析结论如下：为尽量减少层间漏气的影响，表层梯段爆破主爆孔的钻孔孔深以即将打穿坚硬的胶结层为止，此时可通过钻进速度及排出岩粉的岩色即可判断。一般炮孔深度在2～3m之间时，钻孔间距为3～3.5m m，排距2.5～3.5m；装药单耗为0.3～0.35kg/m3，对于创造临空面的单排炮孔，装药单耗可增加到0.4kg/m3。
对表层下面Ⅱ类、Ⅲ类冰水堆积体的爆破试验效果进行分析，获取以下结论：
Ⅱ类冰水堆积体的爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距3～3.5m、孔深3～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.3kg/m3。采用φ105高风压钻机造孔，可以取得较好爆破效果。
Ⅲ类冰水堆积体采用Ⅲ级爆破设计；爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4.0～5.0，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3。采用φ105高风压钻机造孔，可以取得较好爆破效果。
对于冰水堆积体内部胶结程不均匀、胶结体与松散体相混合、分布无规律岩性，钻孔过程中塌孔极其严重无法按某一固定参数进行施工。则应根据具体情况作相应调整：对平整度小于1m的开挖面，选用爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.35kg/m3；对平整度大于1m的开挖面，选用爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4～5m，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3。可以有效提高钻孔质量和钻孔效率。

Claims (4)

1.一种冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
(1)性状识别：通过在勘探平硐取样及开挖情况分析，获取冰水堆积体胶结密实程度、组成成份及分布范围情况，按胶结密实程度及组成成份对堆积体进行初步分类，确定每类胶结体的分布范围，为冰水堆积体的分类提供依据；
(2)冰水堆积体分类：通过现场取样，对所取样品进行室内外物理力学试验，获得冰水堆积体的颗粒物质组成、抗压强度、密度、坚固性系数和孔隙率，五项力学指标；并结合步骤(1)获取的数据，将冰水堆积体按以下三种类型进行分类，提出冰水堆积体分类标准，为爆破设计提供依据；
(3)通过现场造孔工艺试验，获取不同造孔设备完成一个单孔完整工序所需时间，并对设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时，四个参数进行列表分析，为钻孔设备选型提供依据；
(4)爆破试验：根据冰水堆积体的平均抗压强度、普氏坚固系数、平均密度三项物理力学指标，选用不同的孔深和单耗对不同类别的堆积体分组进行爆破试验，试验参数为：孔径、孔深、孔距、排距、药径、单耗、单孔药量、装药长度；根据爆破后石渣翻起量、形成石渣的粒径大小及反铲挖装耗时三个指标进行对比分析，以选用爆破效果较好情况下的试验参数做为施工参数；爆破效果好的判定依据为：全部石渣被翻起，形成石渣粒径小于2m，反铲挖装20m3石渣用时小于4min；
(5)爆破设计：根据步骤(2)的分类结果及步骤(3)造孔实验、步骤(4)爆破试验数据分析获得的结论，对不同类别堆积体进行爆破设计；
(6)实施钻爆施工：根据步骤(5)的爆破设计进行钻爆施工，包括测量放样、造孔、验孔、装药联网、起爆、出渣和支护，进入不同冰水堆积体钻爆施工循环。
2.根据权利要求1所述的冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于：所述步骤(5)爆破设计具体方法为：
Ⅰ类冰水堆积体采用Ⅰ级爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～3m，药径φ70mm、炸药单耗0.3～0.35kg/m3，对于创造临空面的单排炮孔，装药单耗可增加到0.4kg/m3；采用φ90液压钻机或φ105高风压钻机造孔；
Ⅱ类冰水堆积体采用Ⅱ级爆破设计：爆破孔距3～3.5m、排距3～3.5m、孔深3～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.3kg/m3；采用φ105高风压钻机造孔；
Ⅲ类冰水堆积体采用Ⅲ级爆破设计：爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4.0～5.0，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3；采用φ105高风压钻机造孔。
3.根据权利要求1所述的冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于：所述Ⅱ和Ⅲ类冰水堆积体的爆破设计中，对平整度小于1m的开挖面，选用爆破孔距3～3.5m、排距2.5～3.5m、孔深2～4m，药径φ70mm、炸药单耗0.03～0.35kg/m3；对平整度大于1m的开挖面，选用爆破孔距3.5～4.0m、排距3.5～4.0m、孔深4～5m，药径φ70mm、炸药单耗0.02～0.28kg/m3。
4.根据权利要求1所述的冰水堆积体钻爆施工方法，其特征在于：所述步骤(3)造孔试验，机械设备选型中利用设计孔深、造孔直径、成孔深度、成孔耗时四个参数对不同型号的钻进设备的成孔效率进行对比分析，结合钻孔质量选用成孔效率高、成孔质量好的造孔机械；成孔质量好的判定标准为：钻孔角度、孔深满足设计要求，无塌孔。
CN201811175005.2A 2018-10-09 2018-10-09 一种冰水堆积体钻爆施工方法 Pending CN109211038A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811175005.2A CN109211038A (zh) 2018-10-09 2018-10-09 一种冰水堆积体钻爆施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811175005.2A CN109211038A (zh) 2018-10-09 2018-10-09 一种冰水堆积体钻爆施工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109211038A true CN109211038A (zh) 2019-01-15

Family

ID=64982782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811175005.2A Pending CN109211038A (zh) 2018-10-09 2018-10-09 一种冰水堆积体钻爆施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109211038A (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107024154A (zh) * 2017-05-10 2017-08-08 河海大学 一种复杂环境下高边坡深孔爆破施工方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107024154A (zh) * 2017-05-10 2017-08-08 河海大学 一种复杂环境下高边坡深孔爆破施工方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林俊峰 等: "某水电站进水口冰水堆积体爆破试验", 《山西建筑》 *
王志强 等: "大规模冰水堆积体开挖钻爆施工技术", 《人民黄河》 *

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
Jin et al. Difficulties and countermeasures of shale oil development in Lucaogou Formation of Jimsar Sag
CN108468538A (zh) 一种页岩水压裂缝扩展预测方法
CN106679522B (zh) 一种互层岩体的高效台阶爆破方法
CN110130882A (zh) 一种基于测井测试资料的油藏区域评价方法
CN104005415B (zh) 微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法
CN106285646A (zh) 基于多信息融合的钻井漏失层位识别方法
CN104989360A (zh) 一种低渗透油藏动态裂缝的表征方法
CN105182423B (zh) 一种超压裂缝的综合识别方法
CN108374657B (zh) 井断点自动识别方法
CN104131803A (zh) 一种评价页岩压裂形成缝网能力的实验方法
Hou et al. Prediction of wellbore stability in conglomerate formation using discrete element method
CN114813371A (zh) 一种基于渗透-损伤关系的覆岩损伤分区及高度确定方法
Guo et al. Study on fracture morphological characteristics of refracturing for longmaxi shale formation
Li et al. Hydraulic fractures evaluation of the glutenite and the effects of gravel heterogeneity based on cores
US20230417526A1 (en) Efficient cut blasting method for medium-length holes in deep high-stress rock roadway based on crustal stress induction effect
Kassem PSDiagenetic History and its Effect on Reservoir Quality and Reservoir Characterization of Sandstone Sequences of Matulla Formation, October Field, Gulf of Suez, Egypt
Zhao et al. Study on fracture characteristics and controlling factors of tight sandstone reservoir: a case study on the Huagang formation in the Xihu depression, East China Sea Shelf Basin, China
CN109211038A (zh) 一种冰水堆积体钻爆施工方法
Tan et al. A classification and description method for carbonate reservoir mechanical properties based on the Hoek-brown criterion
CN106127597A (zh) 一种预测致密低渗透油藏注水压力的方法
Zeng et al. Study on rock burst behavior and tendency identification of surrounding rocks in hard and brittle formations of deep and ultra-deep wells
CN115387785A (zh) 一种海相碳酸盐岩生屑灰岩油藏高渗条带识别方法及装置
Cao et al. Detection methods for unfavorable geology and soil caves before grouting in karst terrains
Li et al. The influence of roof lithology on the fracture propagation of horizontal well multistage fracturing in the roof of broken soft coal seams

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190115