CN110207555B - 一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法 - Google Patents

一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法，炮孔内采用间隔装药及不耦合装药，用高强绳索将各段药柱及孔内间隔装置串联组成装药结构，装药结构悬挂在炮孔内，孔内间隔装置位于炮孔内破碎带以下，以孔内间隔装置为支撑，在破碎带上下一定范围内填塞满炮泥。本发明能避免爆轰气体直接作用在破碎带位置，解决了边坡岩体存在破碎带的情况下爆破效果差、超挖严重的问题。

Description

一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法
技术领域
本发明属于工程爆破技术领域，涉及一种采用光面爆破或预裂爆破对软弱夹层地质边坡进行控制爆破的方法。
背景技术
在山区公路施工中，石质路堑开挖主要采用爆破施工工艺。爆破施工的炮孔内装药结构一般有连续装药结构和间隔装药结构。连续装药结构单耗大、爆轰初压过高、炸药有效能量利用率低，且易产生大块和根底；间隔装药是将药柱在炮孔中分为若干段，段与段之间用气囊或支架分隔开，形成空腔，爆破过程中爆轰气体的能量先储蓄在空腔内，后以附加应力波的形式对介质形成多次加载，延长了应力作用于岩石的时间，增加输送到周围介质的能量，因此在采用适当药柱间隔比的前提下，间隔装药结构能有效利用炸药爆破能量，降低成本，且能减少爆后岩块粒径，因此在控制路堑边坡开挖的预裂爆破或光面爆破中常采用间隔装药结构。但在具有软弱夹层的地质条件下，岩体内部存在裂隙或破碎带，传统的孔内间隔装药结构，不管是药柱位于破碎带处，还是空气间隔位于破碎带处，爆轰气体都会直接作用在破碎带上，造成破碎带附近超挖现象严重，导致边坡控制爆破效果较差，需要进行二次修整，后期维护成本高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法，避免爆后岩体裂隙及破碎带附近超挖现象，提高边坡控制爆破施工质量，降低后期维护成本。
本发明的技术方案如下：
一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法，主爆区爆后预留一定厚度光爆层，为边坡控制爆破创造临空面，边坡岩体内存在一条沿路基走向的破碎带，路基边坡开挖炮孔沿边坡开挖线布置，其特征在于：
(1)爆破结构设计：采用间隔装药结构；根据临空面破碎带位置及走向，推测出破碎带在爆孔内的高度，在炮孔内破碎带位置及破碎带上、下各30cm范围采用炮泥填塞，其余部位采用不耦合装药，孔口填塞长度为1m；
(2)装药结构加工：采用爆孔深度+60cm的高强绳索及导爆索，在高强绳索下端绑扎第一药柱，连接导爆索及雷管；在高强绳索上位于第一药柱上方安装一孔内间隔装置，所述孔内间隔装置顶面位于破碎带以下至少30cm；在高强绳索上位于孔内间隔装置上方绑扎第二药柱，连接导爆索及雷管，并保证第二药柱的底面位于破碎带以上至少30cm；
(3)装药结构装填：将加工好的装药结构装填至爆孔内，在孔内间隔装置的顶面及第二药柱底面之间填塞满破碎带炮泥，第二药柱顶面装填一定厚度的塑料包装纸后，再装填孔口炮泥；在高强绳索上端连接一横向支撑在孔口的支撑杆，导爆索引出孔外；
(4)网络连接及起爆：孔内采用通常导爆索及1段雷管；导爆索在孔外采用空塑料导爆管连接1段雷管起爆。
上述方法中，如路基边坡存在两条及以上破碎带，则按照步骤(1)到(3)的方法，在每个破碎带的下方安装一孔内间隔装置，并在每个破碎带位置及破碎带上、下各30cm范围采用炮泥填塞。
上述方法中，所述孔内间隔装置，包括一圆形的刚性支撑板，刚性支撑板的顶面粘贴一圆形的柔性支撑垫，所述刚性支撑板的直径小于炮孔的直径，柔性支撑垫的直径等于炮孔的直径；刚性支撑板和柔性支撑垫的中心设一吊绳通孔，吊绳通孔旁边设一导爆索通孔；所述高强绳索穿过所述吊绳通孔，并在所述刚性支撑板底面打一绳结将孔内间隔装置固定在预定高度；所述导爆索穿过所述导爆索通孔。
进一步，上述孔内间隔装置，所述刚性支撑板的底面靠近刚性支撑板边缘环向等距设置3个吊点，每个吊点分别连接一水袋吊绳，所述水袋吊绳的下端连接一平衡水袋。
本发明采用间隔装药结构，用高强绳索吊装不耦合药柱及孔内间隔装置，将间隔装置设置在破碎带下方，在破碎带位置填塞炮泥，使爆轰气体不会直接作用在破碎带上，对破碎带起保护作用，解决了岩体存在裂隙或破碎带的情况下边坡控制爆破效果差、超挖严重的问题，提高了边坡控制爆破施工质量，避免对边坡进行二次修整，降低了施工及后期维护成本。
附图说明
图1是路基边坡爆孔结构立面图；
图2是路基边坡爆孔设置平面图；
图3是本发明的装药结构示意图；
图4是孔内间隔装置的立面图；
图5是孔内间隔装置的平面图；
图6是本发明的装药结构装填方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图和一具体实施例对本发明的方法进行说明。
如图1、图2所示，本申请人施工的一个公路项目位于软弱夹层地质环境，路基开挖采用爆破施工，主爆区爆后预留一定厚度光爆层1，为边坡控制爆破创造了临空面。
路基设计开挖深度为10m，边坡坡度为1：0.75，边坡采用光面爆破，炮孔2沿边坡开挖线3布置，采用Φ70mm炮孔，间距取15倍炮孔直径，炮孔倾斜角度与边坡坡度相同，孔深13m。
边坡岩体完整性较好，但边坡中部存在一条宽约20cm，平行于路基走向的破碎带4。若采用传统的连续装药或间隔装药爆破结构，爆后破碎带位置超挖严重，对边坡结构破坏较大，需要二次修补及维护，施工成本高。因此对传统的爆破进行了改进，设计了本发明的技术方案，具体施工方法如下：
(1)首先进行装药结构设计：采用改进的间隔装药结构；根据临空面破碎带位置及走向，推测出破碎带4在爆孔2内的高度，拟定在破碎带位置及破碎带4上、下各30cm范围采用炮泥填塞，其余部位采用间隔装药及不耦合装药，药柱分两段，孔口填塞长度为1m；
(2)装药结构加工：如图3所示，采用爆孔深度+60cm的高强绳索5及导爆索6，在高强绳索5下端绑扎第一段药柱7，并连接导爆索及雷管，第一段药柱长5.5m；然后在高强绳索5上位于第一药柱7上方安装一孔内间隔装置8，根据测定的破碎带位置高度，将孔内间隔装置8顶面设置在位于破碎带以下至少30cm；在高强绳索上位于孔内间隔装置上方绑扎第二药柱9，连接导爆索及雷管，第二段药柱长5.5m；第二药柱9的底面位于破碎带以上至少30cm。
所述孔内间隔装置8的结构如图4、图5所示，包括一圆形的刚性支撑板81，刚性支撑板81的顶面粘贴一圆形的柔性支撑垫82，所述刚性支撑板81的直径小于炮孔2的直径，柔性支撑垫82的直径等于炮孔2的直径；刚性支撑板81和柔性支撑垫82的中心设一吊绳通孔83，吊绳通孔83旁边设一导爆索通孔84；所述高强绳索5穿过所述吊绳通孔83，并在所述刚性支撑板底面打一绳结将孔内间隔装置固定在预定高度；所述导爆索6穿过所述导爆索通孔84。
刚性支撑板可采用硬质塑料整体加工，直径较炮孔直径小20mm，便于往炮孔内安装，并起承重作用，用于支撑炮泥；柔性支撑垫采用橡胶加工而成，粘贴至刚性支撑板上，其直径与炮孔直径相同，由于其质地为柔性，即不影响往炮孔内安装，又可与炮孔内壁紧贴，起密封作用。
上述孔内间隔装置8，进一步还可在所述刚性支撑板81的底面靠近刚性支撑板边缘环向等距设置3个吊点85，每个吊点85分别连接一水袋吊绳86，各水袋吊绳86的下端连接一平衡水袋87。
刚性支撑板底面的三个吊点85可设置为吊耳或凸柱结构，用于连接水袋吊绳，平衡水袋87内装满水，其作用一是使刚性支撑板81装入炮孔后仍能保持水平状态，二是在起爆后水袋破裂，水袋内的水能起到抑制爆破扬尘的作用。
(3)装药结构装填：如图6所示，将步骤(2)加工好的装药结构整体装填至炮孔2内，第一药柱7下端接触孔底，然后在孔内间隔装置8的顶面及第二药柱9底面之间，即破碎带4及破碎带位置上下30cm范围内填塞满破碎带炮泥10，在第二药柱9顶面装填一定厚度的塑料包装纸11密封后，再装填孔口炮泥12至孔口；在高强绳索5上端连接一横向的支撑杆13，将支撑杆13支撑在孔口，保证整个装药结构悬挂牢固；将导爆索6引出孔外。
(4)网络连接及起爆：孔内采用通常导爆索及1段雷管；导爆索6在孔外采用空塑料导爆管连接1段雷管起爆。
具体施工过程中，如边坡岩体内存在两条及以上破碎带，则按照步骤(1)到(3)的方法，在每个破碎带的下方安装一孔内间隔装置，并在每个破碎带位置及破碎带上、下各30cm范围采用炮泥填塞。

Claims (2)

1.一种软弱夹层地质边坡控制爆破方法，主爆区爆后预留一定厚度光爆层，为边坡控制爆破创造临空面，边坡岩体内存在一条沿路基走向的破碎带，路基边坡开挖炮孔沿边坡开挖线布置，其特征在于：
(1)爆破结构设计：采用间隔装药结构；根据临空面破碎带位置及走向，推测出破碎带在爆孔内的高度，在炮孔内破碎带位置及破碎带上、下各30cm范围采用炮泥填塞，其余部位采用不耦合装药，孔口填塞长度为1m；
(2)装药结构加工：采用爆孔深度+60cm的高强绳索及导爆索，在高强绳索下端绑扎第一药柱，连接导爆索及雷管；在高强绳索上位于第一药柱上方安装一孔内间隔装置，所述孔内间隔装置包括一圆形的刚性支撑板，刚性支撑板的顶面粘贴一圆形的柔性支撑垫，所述刚性支撑板的直径小于炮孔的直径，柔性支撑垫的直径等于炮孔的直径；刚性支撑板和柔性支撑垫的中心设一吊绳通孔，吊绳通孔旁边设一导爆索通孔；所述高强绳索穿过所述吊绳通孔，并在所述刚性支撑板底面打一绳结将孔内间隔装置固定在预定高度；所述导爆索穿过所述导爆索通孔；所述刚性支撑板的底面靠近刚性支撑板边缘环向等距设置3个吊点，每个吊点分别连接一水袋吊绳，所述水袋吊绳的下端连接一平衡水袋；所述孔内间隔装置顶面位于破碎带以下至少30cm；在高强绳索上位于孔内间隔装置上方绑扎第二药柱，连接导爆索及雷管，并保证第二药柱的底面位于破碎带以上至少30cm；
(3)装药结构装填：将加工好的装药结构装填至爆孔内，在孔内间隔装置的顶面及第二药柱底面之间填塞满破碎带炮泥，第二药柱顶面装填一定厚度的塑料包装纸后，再装填孔口炮泥；在高强绳索上端连接一横向支撑在孔口的支撑杆，导爆索引出孔外；
(4)网络连接及起爆：孔内采用通常导爆索及1段雷管；导爆索在孔外采用空塑料导爆管连接1段雷管起爆。
2.根权利要求1所述的软弱夹层地质边坡控制爆破方法，其特征在于：如存在两条及以上破碎带，则按照步骤(1)到(3)的方法，在每个破碎带的下方安装一孔内间隔装置，并在每个破碎带位置及破碎带上、下各30cm范围采用炮泥填塞。
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