CN111928747A - 爆破挤淤定型化装药装置及处理水下淤泥施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种爆破挤淤定型化装药装置及处理水下淤泥的施工方法，在下放振打送药装置时，预制混凝土底托板边侧预埋的钢缆端部的吊钩因自身重力连接钢套管外侧的吊环，当混凝土底托板置于淤泥层后，吊钩则因压力消失自动脱落，套钢管与预制混凝土底托板呈分离状态；下沉送药装置时，利用布药机上伸展出来的导向架控制钢套管的稳定及其位置；炸药包沉放完毕后，在爆破淤泥面上设置柔性网爆破防护装置，减少因爆破产生的碎石飞溅，还公开了爆破挤淤处理水下淤泥的施工方法，与现有技术相比，可提高炸药包下放的精度与效率，同时提高爆破的安全性。

Description

爆破挤淤定型化装药装置及处理水下淤泥施工方法

技术领域

本发明涉及港口工程基础处理领域，特别涉及港口工程基础的防波堤、护岸、码头等的基础处理，同样也涉及公路铁路房建等地处海滩、河滩等开阔地带的地基处理。

背景技术

在港口工程建设中，港口淤泥处理水平是工程质量、工期和造价的主要影响因素之一。目前一些施工场地会采用爆破挤淤技术置换淤泥，形成建筑物的稳定基础。具体的，爆破挤淤是通过爆破冲击作用降低淤泥结构性强度，同时利用抛石体本身的自重使得爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移，达到泥石置换的目的，可被应用于防波堤、护岸、沿海贮灰场围堤、围海选造沿海养殖场围堤，大型沉箱码头、造船厂滑道等的工程淤泥软基处理。

在利用爆破挤淤技术进行海底软基处理时，需要首先在指定的位置放置炸药包后，随后爆破炸药包，目前的送药装置结构复杂，且炸药包在下放过程中也容易受到各种外力影响导致下放精度受影响，进而影响爆破效率的质量。另外，爆破过程中会产生飞溅的淤泥和碎石，在施工过程中也需要对飞溅的淤泥和碎石进行处理，以保证施工场地的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的爆破挤淤定型化装药装置以及处理水下淤泥的施工方法，将钢套管与预制混凝土底托板设计为分离式，两者通过下沉时底托板自身压力使得吊钩勾住吊环，形成整体的送药装置进行送药，此外利用导向架对送药装置进行限位及引导以确保炸药包投放在设计位置，最后用柔性网爆破防护装置阻挡因爆破飞溅起来的随时及大块泥块，提高了爆破的准确度、效率与安全性。

本技术方案提供一种爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，包括以下步骤：

1)施工准备：确定淤泥深度、宽度，药量、炸药包埋藏和起爆水位参数；

2)堆填石料：根据已确定的淤泥深度与宽度运输石方，并利用装载机、推土机配合挖掘机铲、推、堆后并调整；

3)炸药包准备：采用防水乳化炸药，按照爆破设计要求准备单孔药量，电雷管采用并联的放置于炸药包中；

4)药包连接：相邻的炸药包采用导爆管连接；

5)送药装置加工：根据设计要求与药量大小，将送药装置制作成定型化装药装置，并将送药装置的预制混凝土底托板上的吊钩挂进钢套管外壁的吊环上，钢套管插置于预制混凝土底托板上；

6)安放炸药包：将炸药包通过钢套管上的投药孔放置进钢套管内，并将导爆管移至钢套管内壁的导爆管提拉引导槽后扣上导爆管顶部固定装置；

7)平整场地：在抛填范围内铺垫碎石并进行场地平整；

8)布设炮位：根据设计要求，在抛填石与淤泥交接处测设炮位并标记，后采用探管探测是否有障碍物，若有，则调整位置；

9)调整导向架：确定炮位后，放松位于布药机上的固定档的钢绞线，往外推导向架直至其端部的导向体系位于炮位正上方，拧紧导向架的滑移槽内侧的螺母；

10)布药机布药：利用布药机振动捶打，以及导向架的导向辅助，配合送药装置自身的重力将送药装置插入炮位内，直至设计深度后停止振打，吊钩与吊环自动脱落，拔出钢套管；

11)布设柔性网爆破防护装置：利用缆绳在柔性网底部连接若干个锚将锚抛至爆破淤泥面周围，使柔性网处于水平面以下；

12)爆破：采用双路塑料导爆管起爆系统；

13)爆后测量：爆破完成后采用全站仪对推进距离进行测量，并分析爆破情况。

根据本发明的另一方面，提供一种爆破挤淤定型化装药装置，包括布药机，导向架，送药装置；其中导向架一端固定于布药机的底座，另一端通过钢绞线与布药机固定，钢绞线穿过设置于导向架端处的吊耳，并绕过布药机两侧的轴轮后在布药机上表面的固定档上固定；其中送药装置底部为预制混凝土底托板，钢管套插入预制混凝土底托板，混凝土底托板底部有若干个底部尖角，外壁顶部预埋端部带吊钩的钢缆，内腔分别预设药包槽与钢套管槽，吊钩与设置于钢套管外壁的吊环连接；钢套管内壁的薄钢片形成导爆管提拉引导槽，导爆管提拉引导槽的顶部设置铰扣作为导爆管顶部固定装置。

相较现有技术，本技术方案具有以下的特点和有益效果：

(1)本发明采用的送药装置，结构简单，制作方便，利用本送药装置可提高送药效率，除布药机之外无需其他外力即可完成炸药包的布设。

(2)本发明采用的可伸展导向架，结构简单，可有效提高送药装置在布药时的准度以及稳定性，可有效防止送药装置在下放时因晃动产生的偏差。

(3)本发明采用的水域柔性网爆破防护装置，可有效阻挡部分因爆破产生的碎石及大块淤泥飞溅，提高施工现场的安全性。

附图说明

图1是本发明的爆破挤淤定型化装药装置的投药示意图。

图2是本发明的爆破挤淤定型化装药装置的底部示意图。

图3是本发明的导爆管固定提拉装置的示意图。

图4是本发明固定于布药机悬挑式可伸展导向架示意图。

图5是本发明固定于布药机悬挑式可伸展导向架侧面图。

图6是本发明浅水域柔性网爆破防护装置示意图。

图7是本发明爆破挤淤处理水下淤泥施工爆破网络示意图。

图8是本发明爆破挤淤处理水下淤泥施工流程。

图中：1-送药装置；2-预制混凝土底托板；3-钢套管；4-橡胶垫；5-钢套管槽；6-药包槽；7-底部尖角；8-吊环；9-螺母；10-吊钩；11-钢缆；12-投药孔；13-导爆管提拉引导槽；14-导爆管顶部固定装置；15-炸药包；16-导爆管；17-导向架；18-竖向导向板；19-限位板；20-柔性防摩擦装置；21-吊耳；22-底座；23-锁扣；24-锁扣固定座；25-轴轮；26-固定档；27-钢绞线；28-滑移槽；29-爆破淤泥面；30-水平面；31-锚；32-柔性网；33-缆绳；34-布药机；35-导爆管；36-导线；37-起爆器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

图1为本发明爆破挤淤定型化装药装置投药整体示意图，主要包括振打与下沉的布药机(34)、用于限位及导向的导向架(17)和用于装置炸药包(17)的送药装置(1)，导向架(17)一端固定于布药机(34)的底座(22)，另一端通过钢绞线(27)与布药机(34)固定，所述钢绞线(27)穿过设置于导向架(17)端处两侧的吊耳(21)，并绕过布药机(34)两侧的轴轮(25)后在布药机(34)上表面的固定档(26)上固定。

图2为发明送药装置(1)底部示意图，所述送药装置(1)底部为与钢套管(3)可分离的预制混凝土底托板(2)，钢管套(3)插入预制混凝土底托板(2)；所述混凝土底托板(2)底部有若干个底部尖角(7)，其外壁顶部预埋端部带吊钩(10)的钢缆(11)，其内腔分别预设药包槽(6)与钢套管槽(5)。所述吊钩(10)通过与设置于钢套管(3)外壁的吊环(8)连接，使钢套管(3)与预制混凝土底托板(2)相连接，吊环(8)则通过钢套管(3)壁内外的螺母(9)进行固定。

图3为本发明导爆管固定提拉装置(14)示意图，由两片焊接在钢套管(3)内壁两排的薄钢片形成导爆管提拉引导槽(13)，在导爆管提拉引导槽(13)的顶部设置铰扣作为导爆管顶部固定装置(14)，所述导爆管顶部固定装置(14)设置在与钢套管(3)的投药孔(12)同水平面的位置，在放置炸药包(15)时，将导爆管(16)牵拉至导爆管提拉引导槽(13)并扣上铰扣，则可使得导爆管(16)沿着导爆管提拉引导槽往下落。即，将导爆管(16)牵拉至导爆管提拉引导槽(13)内并且通过导爆管顶部固定装置(14)将其固定在导爆管提拉引导槽(13)内，导爆管(16)的另一端和炸药包(15)连接，炸药包(15)置于药包槽(6)上。

图4和图5为本发明固定于布药机悬挑式可伸展导向架示意图，可伸展的导向架(17)固定于布药机(34)上的导向架固定装置，所述导向架固定装置主要包括底座(22)与锁扣(23)，锁扣(23)为带螺纹的U形钉，导向架(17)放置于底座(22)内部并可相对底座(22)滑移。所述锁扣(23)穿过底座(22)与导向架(17)上的滑移槽(28)，两端固定于设置在底座(22)两侧的锁扣固定座(24)。

底座(22)外侧均设有螺母(9),滑移槽(28)外侧两端设置有螺母(9)，待导向架(17)伸展至设计远程时，紧固滑移槽(28)内侧的螺母(9)便可固定导向架(17)，导向架(17)的外侧两边分别设有吊耳(21)，吊耳(21)与布药机(34)两侧的固定档(26)之间利用钢绞线(27)穿过轴轮(25)后连接以保障导向架(17)的稳定性。

此外，导向架(17)端部设置有一块略宽于钢套管(3)直径的竖向导向板(18)，导向板两侧焊接两块限位板(19)，组成“凹”形的导向体系，用于送药装置(1)下放时的导向与定位，所述导向体系内侧设有柔性防摩擦装置(20)。

图6为本发明浅水域柔性网爆破防护装置示意图，通过缆绳(30)与柔性网(32)的底部通过若干个锚(31)连接，将锚(31)抛至爆破淤泥面(29)周围，使柔性网(32)处于水平面(30)以下，减少因爆破产生的碎石飞溅，此时，炸药包(15)置于预制混凝土底托板(2)上且置于爆破淤泥面(29)下方。

图7为本发明爆破挤淤处理水下淤泥施工爆破网络示意图，作业中将电雷管(35)连接于炸药包(15)中，并通过导线(36)将若干电雷管(35)与起爆器(37)进行并联，形成双路或多路塑料导爆系统，以确保全部炸药包(17)起爆。

如图8所示，爆破挤淤处理水下淤泥施工方法包括以下步骤：

1)施工准备：确定淤泥深度、宽度，药量、炸药包(17)埋藏和起爆水位参数；

2)堆填石料：根据已确定的淤泥深度与宽度，采用自卸汽车运输石方，并利用装载机、推土机配合挖掘机铲、推、堆后并调整；

3)炸药包准备：采用防水乳化炸药，按照爆破设计要求准备单孔药量，导爆管(16)采用防水性能好且每单位米含炸药量11g以上的材料，电雷管(35)采用并联的放置设置于炸药包(15)中，并通过防水橡胶袋包扎，防水胶封口。

4)药包连接：相邻炸药包(15)采用导爆管(16)连接且导爆管(16)长度符合设计要求，接头处均采用防水胶做好防水处理；

5)送药装置加工：根据设计要求与药量大小，将送药装置(1)制作成设计的定型化装药装置，并人工将送药装置(1)的预制混凝土底托板(2)上的吊钩(10)挂进钢套管(3)外壁的吊环(8)上，钢套管(3)插置于预制混凝土底托板(2)上；

6)安放炸药包：将炸药包(15)通过钢套管(3)上的投药孔(12)放入钢套管(3)内，并将导爆管(16)移至钢套管(3)内壁的导爆管提拉引导槽(13)后扣上导爆管顶部固定装置(14)；

7)平整场地：在抛填范围内铺垫碎石等并进行场地平整，以便布药机(34)作业；

8)布设炮位：根据设计要求，在抛填石与淤泥交接处测设炮位并标记，后采用探管探测是否有障碍物，若有，则调整位置；

9)调整导向架：确定炮位后，放松位于布药机(34)上的固定档(26)的钢绞线(27)，往外推导向架(17)直至其端部的导向体系位于炮位正上方，拧紧滑移槽(28)内侧的螺母(9)；

10)布药机布药：利用布药机(34)振动捶打，以及导向架(17)的导向辅助，配合送药装置(1)自身的重力将送药装置(1)插入炮位内；直至设计深度后停止振打，吊钩(10)与吊环(8)自动脱落，拔出钢套管(3)；

11)布设柔性网爆破防护装置：利用缆绳(30)在柔性网(32)底部连接若干个锚(31)，将锚(31)抛至爆破淤泥面(29)周围，使柔性网(32)处于水平面(30)以下；

12)爆破：采用双路塑料导爆管(16)起爆系统，以确保全部药包起爆；

13)爆后测量：爆破完成后采用全站仪对推进距离进行测量，并分析爆破情况。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)施工准备：确定淤泥深度、宽度，药量、炸药包(17)埋藏和起爆水位参数；

2)堆填石料：根据已确定的淤泥深度与宽度运输石方，并利用装载机、推土机配合挖掘机铲、推、堆后并调整；

3)炸药包准备：采用防水乳化炸药，按照爆破设计要求准备单孔药量，电雷管(35)采用并联的放置设置于炸药包(15)中；

4)药包连接：相邻的炸药包(15)采用导爆管(16)连接；

5)送药装置加工：根据设计要求与药量大小，将送药装置(1)制作成定型化装药装置，并将送药装置(1)的预制混凝土底托板(2)上的吊钩(10)挂进钢套管(3)外壁的吊环(8)上，钢套管(3)插置于预制混凝土底托板(2)上；

6)安放炸药包：将炸药包(15)通过钢套管(3)上的投药孔(12)放入进钢套管(3)内，并将导爆管(16)移至钢套管(3)内壁的导爆管提拉引导槽(13)后扣上导爆管顶部固定装置(14)；

7)平整场地：在抛填范围内铺垫碎石并进行场地平整；

8)布设炮位：根据设计要求，在抛填石与淤泥交接处测设炮位并标记，后采用探管探测是否有障碍物，若有，则调整位置；

9)调整导向架：确定炮位后，放松位于布药机(34)上的固定档(26)的钢绞线(27)，往外推导向架(17)直至其端部的导向体系位于炮位正上方，拧紧导向架(17)的滑移槽(28)内侧的螺母(9)；

10)布药机布药：利用布药机(34)振动捶打，以及导向架(17)的导向辅助，配合送药装置(1)自身的重力将送药装置(1)插入炮位内，直至设计深度后停止振打，吊钩(10)与吊环(8)自动脱落，拔出钢套管(3)；

11)布设柔性网爆破防护装置：利用缆绳(30)在柔性网(32)底部连接若干个锚(31)，将锚(31)抛至爆破淤泥面(29)周围，使柔性网(32)处于水平面(30)以下；

12)爆破：采用双路塑料导爆管(16)起爆系统；

13)爆后测量：爆破完成后采用全站仪对推进距离进行测量，并分析爆破情况。

2.根据权利要求1所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，送药装置(1)的底部为预制混凝土底托板(2)，混凝土底托板(2)底部有若干个底部尖角(7)，其外壁顶部预埋端部带吊钩(10)的钢缆(11)，其内腔分别预设药包槽(6)与钢套管槽(5)。

3.根据权利要求1所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，吊环(8)通过钢套管(3)壁内外的螺母(9)固定。

4.根据权利要求1所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，导爆管提拉引导槽(13)为两片焊接在钢套管(3)内壁两排的薄钢片，导爆管提拉引导槽(13)的顶部设置铰扣作为导爆管顶部固定装置(14)，导爆管顶部固定装置(14)设置在与钢套管(3)的投药孔(12)同水平面的位置。

5.根据权利要求1所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，导向架(17)一端固定于布药机(34)的底座(22)，另一端通过钢绞线(27)与布药机(34)固定，钢绞线(27)穿过设置于导向架(17)端处两侧的吊耳(21)，并绕过布药机(34)两侧的轴轮(25)后在布药机(34)上表面的固定档(26)上固定。

6.根据权利要求5所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，布药机(34)上的导向架固定装置包括底座(22)与锁扣(23)，导向架(17)放置于底座(22)内部并可相对底座(22)滑移，锁扣(23)穿过底座(22)与导向架(17)上的滑移槽(28)，两端固定于设置在底座(22)两侧的锁扣固定座(24)。

7.根据权利要求6所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，滑移槽(28)外侧两端设置有螺母(9)，待导向架(17)伸展至设计远程时，紧固滑移槽(28)内侧的螺母(9)便可固定导向架(17)。

8.根据权利要求1所述的爆破挤淤处理水下淤泥施工方法，其特征在于，导向架(17)端部设置有一块略宽于钢套管(3)直径的竖向导向板(18)，导向板两侧焊接两块限位板(19)，组成“凹”形的导向体系，导向体系内侧设有柔性防摩擦装置(20)。

9.一种爆破挤淤定型化装药装置，其特征在于，包括：

布药机(34)，导向架(17)，送药装置(1)；

其中导向架(17)一端固定于布药机(34)的底座(22)，另一端通过钢绞线(27)与布药机(34)固定，钢绞线(27)穿过设置于导向架(17)端处的吊耳(21)，并绕过布药机(34)两侧的轴轮(25)后在布药机(34)上表面的固定档(26)上固定；

其中送药装置(1)底部为预制混凝土底托板(2)，钢管套(3)插入预制混凝土底托板(2)，混凝土底托板(2)底部有若干个底部尖角(7)，外壁顶部预埋端部带吊钩(10)的钢缆(11)，内腔分别预设药包槽(6)与钢套管槽(5)，吊钩(10)与设置于钢套管(3)外壁的吊环(8)连接；钢套管(3)内壁两排的薄钢片形成导爆管提拉引导槽(13)，导爆管提拉引导槽(13)的顶部设置铰扣作为导爆管顶部固定装置(14)。

10.根据权利要求9所述的爆破挤淤定型化装药装置，其特征在于，包括浅水域柔性网爆破防护装置，通过缆绳(30)与柔性网(32)的底部通过若干个锚(31)连接，将锚(31)抛至爆破淤泥面(29)周围，使柔性网(32)处于水平面(30)以下，此时，炸药包(15)置于预制混凝土底托板(2)上且置于爆破淤泥面(29)下方。

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