CN112943257A - 一种深大竖井反向钻孔坍塌处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，包括：S1，在坍塌区上方安装护杆套筒；S2，向坍塌区上部的碎土松散区倾注膨润土浆液，固定碎土松散区；S3，利用护杆套筒对坍塌区进行钻孔，钻孔贯穿坍塌区底部；S4，向所述的钻孔中埋入炸药；S5，起爆炸药。本发明对坍塌区上部碎土松散区进行有效稳固，可避免炸药填埋时坍塌区上部碎土松散区堵塞炮孔，利于保证深大竖井施工的正常进行。本发明在进行炮眼钻孔时，长大钻杆稳固，使炮眼位置规则，利于保证爆破效果。
Description
技术领域
本发明涉及竖井施工技术领域，尤其涉及一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法。
背景技术
为了满足隧道通风、地下工程的施工等要求，需要从隧道顶部或一侧挖掘向上延伸的竖井。由于土壤、岩石等地质情况比较复杂，不稳定因素多，地下竖井的安全得不到保障。在竖井反向钻孔时，偶尔会出现地质原因引起的竖井坍塌，坍塌导致的坍塌区靠堆放炸药爆破的方式无法炸开，使得竖井施工无法继续进行。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，包括以下步骤：
S1，向坍塌区上部的碎土松散区倾注膨润土浆液，固定碎土松散区；
S2，对坍塌区进行钻孔，钻孔贯穿坍塌区底部；
S3，向所述的钻孔中埋入炸药；
S4，起爆炸药。
进一步的，所述S2之前，在坍塌区上方安装护杆套筒；S2中利用护杆套筒对坍塌区进行钻孔。
进一步的，所述护杆套筒包括外套筒和至少两个钻杆稳定筒，钻杆稳定筒固接于外套筒内。
进一步的，钻杆稳定筒通过钢筋固定于外套筒内，钢筋与钻杆稳定筒、外套筒焊接。
进一步的，外套筒的侧壁有一竖开口。
进一步的，在坍塌区上方安装护杆套筒的步骤包括：对所述外套筒的竖开口施加约束；
下放护杆套筒，待下放至目标位置后，撤销对竖开口的约束；
将外套筒扩大至目标口径，并在竖开口部位设支撑钢筋使得外套筒保持在目标口径。
进一步的，所述外套筒侧壁上、竖开口的两侧均有与螺栓适配通孔；
通过螺栓将护杆套筒的竖开口的两侧连接在一起来实现对竖开口施加约束
优选地，所述竖开口的两侧均有两个通孔。
进一步的，所述护杆套筒逐节安装于坍塌区上方；护杆套筒在竖井井洞中的固定方式为护杆套筒边缘逐节浇筑混凝土固定。
优选地，膨润土注浆粉与水按1:1.8~1:2.1的比例混合搅拌形成膨润土浆液。
进一步的，所述S3中，自下而上安装炸药，炸药侧面从下至上装放导火索；
紧贴所述导火索、每两捆炸药捆绑两根雷管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明对坍塌区上部碎土松散区进行有效稳固，可避免炸药填埋时坍塌区上部碎土松散区堵塞炮孔，利于保证深大竖井施工的正常进行。本发明在进行炮眼钻孔时，长大钻杆稳固，使炮眼位置规则，利于保证爆破效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1是已安装状态护杆套管筒构件的俯视图；
图2是深大竖井中部坍塌情况的示意图；
图3是护杆套管筒构件安置完毕的示意图；
图4是注浆管的布置示意图；
图5是倾注膨润土浆液时的示意图；
图6是埋填炸药的钻孔的示意图；
图7是单个钻孔中炸药埋设的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
本发明公开的深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，包括如下步骤：
S1，在坍塌区上方安装护杆套筒；
S2，向坍塌区上部的碎土松散区倾注膨润土浆液，固定碎土松散区；
S3，利用护杆套筒对坍塌区进行钻孔，钻孔贯穿坍塌区底部；
S4，向所述的钻孔中埋入炸药；
S5，起爆炸药。
如图1所示，本发明使用的护杆套管筒7，包括外套筒71和至少两个钻杆稳定筒72，外套筒71侧壁开一竖开口73。
外套筒71上的竖开口73两侧均设有两个通孔74，通孔74处安装有螺母。
钻杆稳定筒72通过第二钢筋75规定于外套筒71内，第二钢筋75与钻杆稳定筒72、外套筒71的连接方式为焊接，第二钢筋75的直径为20mm，长度为800mm。
钻杆稳定筒72作用在于稳定下放的钻杆，避免钻头方向无法控制导致钻孔孔眼不规则。
基于上述深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，本发明公开一实施例。
实施例1
如图2所示，本实施例中竖井深度294000mm，竖井开挖目标口径7100mm，实际开挖口径1600mm；坍塌区高度8000mm~9000mm，顶部距地表57000mm，坍塌区上部的碎土松散区1的高度2000mm~3000mm。
由于工程所钻竖井为深大竖井，在钻杆下放时坍塌区顶部距地表约57000mm，在下放过程中钻杆方向不可控制，稍有偏差钻杆就会插入井壁，在施工时，坍塌区上方井壁土质不牢固，会有碎土碎石掉落，对下井填埋炸药的工人造成伤害，故本实施例采用上述护杆套筒7对井壁进行格挡，防止上述危害发生。具体的施工步骤如下：
第一步、安装护杆套筒7。
如图3所示，在坍塌区上方逐节安装护杆套筒7至井口5~10m；外套筒71两两相距200mm~400cm。护杆套筒7在竖井井洞4中的固定方式为外套筒71边缘逐段浇筑混凝土8固定。
本实施例中外套筒71高2000mm，厚8mm，直径1400mm~1600mm。钻杆稳定筒72为直径300mm，高度100mm、厚12mm钢管。
最上部钻杆稳定筒72距外套筒71顶端250mm，钻杆稳定筒72两两之间间距为500mm。
因坍塌区距离地表57000mm，所以本实施例中安置21~23个护杆套筒7，外套筒71中有3个钻杆稳定筒72。
竖开口73的作用在于：护杆套筒7在下放至坍塌区时，井口实际开挖口径为1600mm，外套筒71的目标口径为1600mm。显然，如果以1600mm口径套筒下放，护杆套筒7容易卡在井壁，故在竖开口73处、外套筒71筒壁上打通孔74，通孔74可用于装螺栓，使用螺栓施加约束纽接，调整外套筒71口径至1400mm；螺栓直径20mm。
在护杆套筒7到达目标位置后，卸下螺母，将外套筒71的口径自动扩大至1600mm，竖开口73部位使用第一钢筋3对竖开口73部位进行支撑加固，第一钢筋3的两端与两侧的通孔74部位焊接。
第一钢筋3长度为550mm，直径为20mm。
本实施例中外套筒71采用钢板卷曲而成，钢板两侧未闭合使得外套筒的侧壁形成一竖开口。通孔74还具有以下作用：当钢板的弯曲度没有超过钢板的屈服强度所对应的弯曲度时，如果竖开口73处不用螺栓把弯曲成圆柱的钢板两侧进行连接的话，钢板就会慢慢扩展开。
第二步、注浆加固。
在钻孔施工时，要打穿坍塌区下部2，由于坍塌区上部是约2000mm~3000mm的碎土松散区1，该区域土体密实度很低，在打孔结束退出钻杆后，坍塌区上部碎土会沉降将钻孔填满，致使炸药21无法填埋。
对此，如图5所示，本实施例采用向坍塌区上部碎土松散区1倾注膨润土浆液以固定碎土松散区1。
膨润土浆液制备及注浆方法如下：
①将膨润土注浆粉与水按1:1.8~1:2.1比例混合搅拌3~5min；
②安装注浆管：注浆管数量为4个，如图4所示，注浆管均匀安装于竖井坍塌区上部碎土松散区1截面4个1/4半圆面中心。其中，第一注浆管11埋深1500mm，第二注浆管12埋深2000mm；
③将送浆软管9两头分别连接注浆泵与注浆嘴10，注浆嘴10要尽量深入地插入注浆管中；
④将注浆嘴10插入注浆管内并固定牢固后，以0.5~0.9Mpa的压力，泵送浆液至至浆液从邻近的注浆管中流出时，停止注浆。
每根注浆管完成注浆后，应慢慢将注浆嘴10拔出，并使用塞子将注浆管堵严，防止浆液外漏；接着将注浆嘴10移至下一根注浆管，重复以上的步骤。
注浆中断超过45 min时，需要及时用清水清洗注浆泵, 以防止浆液凝固影响下次注浆质量。
第三步、下放钻杆，对已经稳固的坍塌区钻孔。
在钻杆下放时，钻杆穿过钻杆稳定筒72，钻杆稳定筒72可稳定下放的钻杆，避免钻头方向无法控制导致钻孔孔眼不规则。本实施例选用直径为225mm的钻杆钻头。
如图6所示，每次钻孔长度8000mm，在坍塌区形成的第一钻孔14孔深6000mm，第二钻孔15孔深6200mm。钻孔贯通经过鹏润土硬实处理的加固后碎土松散区13和坍塌区下部2。
第四步、安装炸药。
如图7所示，在钻孔中安装炸药21，钻孔上下两端500mm留出空位，自下而上安装炸药21。
炸药21的药卷为圆柱体，直径300mm，药卷高度200mm，单个药卷重0.2kg；一捆炸药21由4卷药卷呈田字捆绑。
安装炸药21时，炸药21侧面从下至上装放导火索22。
紧贴导火索22、每两捆炸药捆绑两根雷管20，雷管长60mm，直径20mm，由于雷管20尺寸较小，可认为雷管20不占多余空间。
炸药21安装方式：从下至上安装，0-500mm为留出的空位，500mm-900mm叠放两捆炸药21，900mm-1500mm段使用干燥砂土19堆积，1500mm-1900mm叠放两捆炸药21，1900mm-2500mm段使用干燥砂土19堆积，2500mm-2900mm叠放两捆炸药21，2900mm-3500mm段使用干燥砂土19堆积，3500mm-3900mm叠放两捆炸药21，3900mm-4500mm段使用干燥砂土19堆积，4500mm-4900mm叠放两捆炸药21，4900mm-5500mm段使用干燥砂土19堆积，5500mm-5900mm叠放两捆炸药21，5900mm-6500mm段使用干燥砂土19堆积，6500mm-6900mm叠放两捆炸药21，6900mm-7500mm段使用干燥砂土19堆积，7500mm-8000mm不堆放。
总计使用14捆炸药21，共56个药卷，28根雷管20，炸药21用量11.2kg。
第五步、点燃导火索22，起爆。
本发明可有效解决钻孔坍塌造成的钻孔堵塞问题，利于保证深大竖井施工的正常进行。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，向坍塌区上部的碎土松散区倾注膨润土浆液，固定碎土松散区；
S2，对坍塌区进行钻孔，钻孔贯穿坍塌区底部；
S3，向所述的钻孔中埋入炸药；
S4，起爆炸药。
2.根据权利要求1所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：所述S2之前，在坍塌区上方安装护杆套筒；S2中利用护杆套筒对坍塌区进行钻孔。
3.根据权利要求2所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：所述护杆套筒包括外套筒和至少两个钻杆稳定筒，钻杆稳定筒固接于外套筒内。
4.根据权利要求3所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：钻杆稳定筒通过钢筋固定于外套筒内，钢筋与钻杆稳定筒、外套筒焊接。
5.根据权利要求3或4所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：外套筒的侧壁有一竖开口。
6.根据权利要求5所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：在坍塌区上方安装护杆套筒的步骤包括：对所述外套筒的竖开口施加约束；
下放护杆套筒，待下放至目标位置后，撤销对竖开口的约束；
将外套筒扩大至目标口径，并在竖开口部位设支撑钢筋使得外套筒保持在目标口径。
7.根据权利要求6所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：所述外套筒侧壁上、竖开口的两侧均有与螺栓适配通孔；
通过螺栓将护杆套筒的竖开口的两侧连接在一起来实现对竖开口施加约束。
8.根据权利要求2、3、4、6或7所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：所述护杆套筒逐节安装于坍塌区上方；护杆套筒在竖井井洞中的固定方式为护杆套筒边缘逐节浇筑混凝土固定。
9.根据权利要求1所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：膨润土注浆粉与水按1:1.8~1:2.1的比例混合搅拌形成膨润土浆液。
10.根据权利要求1所述的一种深大竖井反向钻孔坍塌处理方法，其特征在于：所述S3中，自下而上安装炸药，炸药侧面从下至上装放导火索；
紧贴所述导火索、每两捆炸药捆绑两根雷管。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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