CN114061390A - 一种人工坝体的爆破拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工坝体的爆破拆除方法，包括以下步骤：1)构建人工坝体的爆破孔；2)向爆破孔中加入静态爆破剂，对人工坝体静态爆破；3)对爆破后的人工坝体破碎拆除。通过人工坝体在浇筑施工过程中构建的爆破孔，以及通过爆破孔对人工坝体进行静态爆破拆除，可有效解决人工坝体拆除效率低、安全性差及成本高的问题。本发明中人工坝体的爆破拆除方法，具有安全、高效、快捷的特点，可有效降低施工难度及施工成本，适用于各种煤矿地下水库人工坝体的静态爆破拆除。

Description

一种人工坝体的爆破拆除方法

技术领域

本发明涉及煤炭开采水资源保护与利用领域，尤其涉及一种人工坝体的爆破拆除方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，各种资源被大量使用，尤其是人类赖以生存的水资源。虽然地球水资源量巨大，但可供人类饮用的淡水资源总量却在急剧减少，这将严重危及人类的生存。当前人类活动直接排放的废水量要远远大于处理量，产生的废水对全球环境带来的负荷日益剧增。在发达国家中，也并未将废水完全进行无害化处理，其直接排放到河流的排放量也呈增长趋势，废水带来的危害将是系统性的，尤其对人类健康、经济生产力、淡水资源、环境质量和生态系统都将产生危害。因此，对煤矿地下水的保护尤为重要，合理、高效的施工方法也将是施工的要求和保障。

高效、安全、环保是现今工程施工方法的发展要求和发展趋势。目前，煤矿地下水库人工坝体为了能够满足工程的强度要求，一般采用钢筋混凝土浇筑而成，以锚杆连接煤柱坝体，形成T型人工坝体。因此，在保证巷道围岩稳定性和施工人员安全的前提下，如何高效、快捷、经济地拆除煤矿地下水库人工坝体钢筋混凝土结构具有极大挑战。

目前，钢筋混凝土结构的拆除一般采用爆破法、机械法、人工法，但这三种方法在振动、噪声、工期以及安全性等方面各自存在一定的弊端。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种人工坝体的爆破拆除方法，通过人工坝体在浇筑施工过程中构建的爆破孔，以及通过爆破孔对人工坝体进行静态爆破拆除，可有效解决人工坝体拆除效率低、安全性差及成本高的问题。

本发明提供的一种人工坝体的爆破拆除方法，包括以下步骤：

1)构建人工坝体的爆破孔；

2)向爆破孔中加入静态爆破剂，对人工坝体静态爆破；

3)对爆破后的人工坝体破碎拆除。

进一步，步骤1)中，所述爆破孔的构建包括以下步骤：

S1：架设所述人工坝体的支撑梁；

S2：浇筑混凝土，并同时埋插预埋管；

S3：混凝土初凝前拔除所述预埋管，拆模保养。

进一步，步骤S1中，所述支撑梁包括多组，每相邻的两组支撑梁相互垂直设置。

进一步，所述支撑梁为工字型钢梁，相邻支撑梁焊接连接。

进一步，步骤S2中，所述预埋管包括沿所述人工坝体纵向弯曲的多根弧形管，以及多根竖向直管，所述弧形管及竖向直管在人工坝体的内部呈现出密集交错的布置状态。

进一步，所述预埋管的径向外侧壁为光滑表面，预埋管的至少一端突出混凝土表面。

进一步，步骤1)与步骤2)之间，还包括对所述爆破孔进行清孔，通过高压风枪清除爆破孔中的水及杂质。

进一步，步骤2)中，包括静态爆破剂的调配及灌装，从开始调配到灌装结束的时间不超过5min。

进一步，多个所述爆破孔同时进行静态爆破剂的调配及灌装。

进一步，步骤2)中，所述人工坝体开始爆破出现裂缝后，向裂缝中加入温度不低于50℃的水，用以使静态爆破剂持续反应。

本发明中人工坝体的爆破拆除方法，通过在人工坝体浇筑混凝土的同时埋插预埋管，并在混凝土初凝前拔除预埋管，构成人工坝体的预留爆破孔，有利于后期人工坝体在使用完成后的爆破拆除。

预埋管与浇筑混凝土同时施工，并且通过直接插埋的方式，有效减少了预埋孔的数量及工时，降低了施工人员的施工难度，同时简化了施工工艺，极大缩减了施工时间。

架设的支撑梁能够保证人工坝体整体结构的稳定性，通过在架设支撑梁后再进行预埋管的布置，并不影响人工坝体自身的结构强度，保证了基本性能。

通过在人工坝体内部预埋多根弧形管及竖向直管，构成爆破孔在人工坝体内部密集交错的分布状态，增大在后期爆破时静态爆破剂的作用力覆盖面，使人工坝体的静态爆破更加充分完全。

本发明中人工坝体的爆破拆除方法，通过向构建的爆破孔中加入静态爆破剂，并对人工坝体进行静态爆破拆除，具有安全、高效、快捷的特点，可有效降低施工难度及施工成本，适用于各种煤矿地下水库人工坝体的静态爆破拆除。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明中人工坝体爆破拆除方法的流程图；

图2为本发明中人工坝体预埋管的布置图。

图中：1-弧形管，2-竖向直管，3-支撑梁。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

为清楚说明本发明的发明构思，下面结合实施例对本发明进行说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明提供的一种人工坝体的爆破拆除方法，主要包括施工准备，安装支撑梁，混凝土浇筑以及预埋管，混凝土养护以及爆破孔的构建，完成人工坝体的使用后对其进行的静态爆破，以及在静态爆破后的破碎拆除等步骤。

为了能够更加清楚的说明本发明中的技术内容，以下进行具体详细的展开说明：

一、施工准备：

在人工坝体浇筑混凝土前进行施工准备，其中包括：

按设计要求采购材料，对材料的型号、规格、数量、质量做好验收工作，查验出厂合格证书，按规范抽样复检。

平整施工场地，进行管线调查，合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场所通水、通电、通路以及场地平整，达到“三通一平”。

准备好施工所需的机械设备及其附件检修，对混凝土输送泵、振捣器等设备组装，调试至正常运行状态。

二、安装支撑梁：

在做好施工准备工作后，架设人工坝体的支撑梁，地下水库人工坝体的支撑梁一般采用工字型钢梁，为了提高人工坝体的强度，可根据工程需要设置多组支撑梁，每相邻的两组支撑梁相互垂直布置，并且相邻支撑梁焊接连接在一起。

通过设置的多组支撑梁，以及每相邻两组支撑梁相互垂直的布置结构，增强了人工坝体的稳固性，通过将相邻的支撑梁焊接连接在一起，构成了人工坝体的一体结构，有效提高了整体稳定性。

三、混凝土浇筑以及预埋管：

在布置好人工坝体的支撑梁后，架设人工坝体的浇筑模板，然后开始人工坝体的混凝土浇筑。

在浇筑时每层均应振实后再下料，振捣时不得触动支撑梁及预埋管。混凝土浇筑方法采用“赶浆法”，即先根据人工坝体的高度，分层浇筑成阶梯形，随着阶梯形不断延长，连续向前推进。分层浇筑振捣，浇捣时，浇筑与振捣必须紧密配合，第一层下料慢些，梁底充分振实后再下二层料。用“赶浆法”保持水泥浆包裹石子向前推进，每层均应振实后再下料，支撑梁底及梁膀部位要注意振实，浇筑完成后对模板梁表面进行抹平。

参见图2，在浇筑混凝土的同时，在人工坝体支撑梁3混凝土的内部布置预埋管，预埋管包括沿人工坝体纵向弯曲的弧形管1，以及沿纵向延伸的竖向直管2。多根弧形管1及竖向直管2，构成了人工坝体爆破孔的预埋构件。通过浇筑前在人工坝体内布置预埋管，简化了施工工艺；通过弧形管1及竖向直管2作为预埋构件，增大了在人工坝体内部爆破孔的预埋空间，使爆破孔的数量得以减少，缩减了施工时间。本发明中的多根弧形管1构成弧形管组；多根竖向直管2与弧形管组相配合，在人工坝体内部构成了密集交错的通路，使后期爆破剂能够更加充分的填充在人工坝体内部，在爆破过程中更加完全充分。

本发明中根据设计爆破参数在混凝土中直接插入预埋管，为了方便预埋管的拔出，预埋管长度需要大于爆破孔的深度，且预埋管的至少一端突出人工坝体的顶面。本实施例在插入预埋管时预留7cm不插入混凝土，使预埋管的一部分突出混凝土的顶面。预埋管与浇注混凝土同时进行施工，插入预埋管时采用卷尺对预埋孔的排距以及孔距进行测量控制，在插入预埋管的过程中，若遇到难以插入混凝土中时可以用木锤轻击辅助。并对预埋管进行修正，确保每个孔的垂直度。

本实施例中的爆破孔是在混凝土初凝前通过拔除预埋管所构成的，为了使爆破孔的孔道更加光滑，要求预埋管的径向侧壁须为光滑表面，能够使构建的孔道表面更加光滑均匀，有利于爆破剂的装填；同时在人工坝体内部的弧形管要求预埋管需具有可弯曲的柔韧度，从上述两个角度考虑，本实施例中的预埋管优选外径为40mm的PVC管。当然，除了PVC管，预埋管还可选用壁厚较大的橡胶管(如壁厚较大的黑胶管)，壁厚较大的橡胶管在径向上对混凝土具有一定的支撑力，不至于出现混凝土对预埋管的压瘪，也可满足本发明中经拔除后构建光滑均匀的爆破孔的技术要求，预埋管突出混凝土表面的长度也根据具体实际进行调整，不再赘述。

四、混凝土养护以及爆破孔的构建：

在完成混凝土浇筑及埋插预埋管后，采用自然养护法对混凝土进行养护。混凝土带模养护期间，通过浇水、喷淋洒水等措施进行保湿、潮湿养护，保证模板接缝处不致失水干燥。在混凝土浇筑完成24～48h后可略微松开模板，并继续浇水养护至拆模后再继续保湿至规定龄期。

在混凝土养护期间，待混凝土还未完全初凝时，打开混凝土表面覆盖物，将混凝土内部的PVC管拔除，拔管过程中要避免塌孔。分段拔管完成后应立即将覆盖物对混凝土重新覆盖，覆盖完成进行一次浇水。

水泥从加水拌和后45min到1h，水泥的凝胶开始凝结，这时简称初凝。水泥在初凝阶段逐步失去塑性而得到初步硬化，水泥浆在完全初凝前具有一定的流动性，并得到初步硬化，适合进行预埋管的拔除，且经拔除后预埋管所占空间能够构成爆破孔的连续孔道。

当混凝土强度达到拆模标准时，将模板拆除，应注意拆模后，迅速采用麻布、草帘等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹，再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆。包覆期间，包覆物应完好无损，彼此搭接完整，内表面应具有凝结水珠，尽量延长混凝土的包覆保湿养护时间，待保养完成后即构成人工坝体及在人工坝体内部的爆破孔。

爆破孔为人工坝体内部的贯通孔道，且孔径较小，因此并不影响人工坝体整体的结构强度，在人工坝体使用完毕后，进行坝体的爆破拆除。本发明中人工坝体的爆破拆除首先采用静态爆破的形式，向爆破孔中加入静态爆破剂，然后再进行破碎拆除，主要包括爆破孔的清孔，静态爆破剂的调配及灌装等工序，以下展开进行说明。

五、爆破孔的清孔：

在向爆破孔进行装药前进行清孔工作，因人工坝体在使用过程中受到水压影响，故清孔采用高压风枪对爆破孔内的水及杂质吹洗干净，吹洗至孔口旁干净，没有土石渣即为吹洗合格。

六、静态爆破剂的调配及灌装：

对人工坝体的静态爆破包括静态爆破剂的调配及向爆破孔装药两个步骤，其中采用搅拌盆进行静态爆破剂的调配，用搅拌棒搅拌至流质状态(糊状)后，迅速倒入清孔后的爆破孔内，并确保药剂在爆破孔内处于密实状态并进行逐条捅实。

本发明中的静态爆破剂可选用市面常见的药剂，其主要成分包括硅酸盐、氧化钙以及添加剂，静态爆破剂在加水后，搅拌成固体，再放入须填充的地方，发生水化反应，固体硬化，温度升高，体积膨胀，利用膨胀力实现对人工坝体的静态爆破。

由于本发明中在人工坝体内部包括多条爆破孔的孔道，为了保证在每个爆破孔内药剂的最大膨胀压基本保持在同期出现，利于混凝土的破碎，所以多个爆破孔同时进行静态爆破剂的调配及灌装。

本实施例中采用多个灌装小组的方式，每小组由主副两名灌装手组成。取药搅拌时，主灌装手负责取药份量和搅拌，副灌装手负责药剂在搅拌过程中加水。灌装时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责确保药剂捣实，完成后用旧麻袋覆盖孔口。各灌装小组采用“同步操作，少拌勤装”的方式操作。即：每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。各灌装小组在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步，可以让每个孔内药剂的最大膨胀压基本保持同期出现，有利于混凝土的破碎。

每次装填药剂，都要观察确定混凝土、药剂、拌和水的温度是不是符合要求。灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂(表现开始冒气和温度快速上升)不允许装入爆破孔内。从静态爆破剂的开始调配(即药剂加入拌合水)到灌装结束的时间不超过5min。

在爆破开始人工坝体出现裂缝后，向裂缝中加入温度不低于50℃的水，用以使静态爆破剂持续反应，能够使爆破更加完全充分。

七、人工坝体爆破后的破碎拆除：

人工坝体爆破完成后，进行机械振动破碎，对于还未破碎的小块混凝土，采用风镐辅助破碎，混凝土破碎后人工将支撑梁工字钢进行切割，利用运输设备将混凝土废渣和切割后的工字钢外运处理，完成人工坝体的整个爆破拆除过程。

本发明中人工坝体的爆破拆除方法，通过采用静态爆破，提高了人工坝体的拆除效率，降低了施工难度，保证了爆破过程中的可靠性及安全性。

需要重点指出，通过在人工坝体浇筑混凝土时埋插的预埋管，以及预埋管的密集交错的布置状态，提高了爆破孔在人工坝体内部的覆盖密集度，使爆破拆除时静态爆破剂能够更加充分地填装在人工坝体内，并产生更为强大的膨胀作用力，从总体上提高爆破效率。

需要说明的有，在爆破孔的构建过程中，也可选用将预埋管直接嵌入人工坝体，不对其拔除的方式，在预埋管内直接加入静态爆破剂，同样也能达到本发明中静态爆破拆除的技术目的，但是需要综合考虑预埋管的强度，既能够承受混凝土的挤压力，也能使静态爆破剂产生的膨胀力突破预埋管的束缚；同时本发明中的方法除了应用在地下水库的人工坝体上，还可广泛适用于地面上的在浇筑完成，使用一段时间后还需破拆的构筑物中，不再赘述。

最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建人工坝体的爆破孔；

2)向爆破孔中加入静态爆破剂，对人工坝体静态爆破；

3)对爆破后的人工坝体破碎拆除。

2.根据权利要求1所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，步骤1)中，所述爆破孔的构建包括以下步骤：

S1：架设所述人工坝体的支撑梁；

S2：浇筑混凝土，并同时埋插预埋管；

S3：混凝土初凝前拔除所述预埋管，拆模保养。

3.根据权利要求2所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，步骤S1中，所述支撑梁包括多组，每相邻的两组支撑梁相互垂直设置。

4.根据权利要求3所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，所述支撑梁为工字型钢梁，相邻支撑梁焊接连接。

5.根据权利要求2所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，步骤S2中，所述预埋管包括沿所述人工坝体纵向弯曲的多根弧形管，以及多根竖向直管，所述弧形管及竖向直管在人工坝体的内部呈现出密集交错的布置状态。

6.根据权利要求5所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，所述预埋管的径向外侧壁为光滑表面，预埋管的至少一端突出混凝土表面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，步骤1)与步骤2)之间，还包括对所述爆破孔进行清孔，通过高压风枪清除爆破孔中的水及杂质。

8.根据权利要求7所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，步骤2)中，包括静态爆破剂的调配及灌装，从开始调配到灌装结束的时间不超过5min。

9.根据权利要求8所述人工坝体的爆破拆除方法，其特征在于，多个所述爆破孔同时进行静态爆破剂的调配及灌装。

10.根据权利要求1所述人工坝体的爆破拆除方法，步骤2)中，所述人工坝体开始爆破出现裂缝后，向裂缝中加入温度不低于50℃的水，用以使静态爆破剂持续反应。

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