CN114164836A - 一种基坑土石方开挖爆破方法 - Google Patents

一种基坑土石方开挖爆破方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑施工领域，具体公开了一种基坑土石方开挖爆破方法，包括以下步骤：步骤1，开设临空面；步骤2，钻孔，形成致裂孔；步骤3，将二氧化碳致裂管装入致裂孔内；步骤4，利用塑料薄膜将若干致裂孔均覆盖，并将塑料薄膜固定；步骤5，点火启动二氧化碳致裂管，引爆二氧化碳爆破装置，实现爆破，再将塑料薄膜掀开，即完成基坑土方开挖爆破；塑料薄膜由包括以下质量份数的组分制成：聚丙烯30‑40份；聚乙烯20‑25份；聚对苯二甲酸乙二酯15‑20份；聚氯乙烯20‑30份；聚苯乙烯10‑15份；增韧剂3‑10份；磷酸金属盐5‑10份。本发明的爆破方法具有操作简单方便、安全性高、效率高的优点。

Description

一种基坑土石方开挖爆破方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤其是涉及一种基坑土石方开挖爆破方法。
背景技术
基坑开挖是建筑施工中很重要也很基础的一个环节，目前的基坑开挖一般是通过人工开挖或机械开挖实现的。但是，当土壤中有较大石块，机械开挖也难以进行时，通常需要采用爆破的方法进行开挖。
目前的爆破方法通常是通过开设炮孔，再往炮孔内装炸药和雷管，并引爆炸药实现的。
针对上述相关技术，发明人认为，炸药的危险性较高，且爆破过程容易产生明火，因此，仍有改进的空间。
发明内容
为了提高基坑土石方开挖爆破的安全性，本申请提供一种基坑土石方开挖爆破方法。
本申请提供一种土石方开挖爆破方法，采用如下的技术方案：
一种基坑土石方开挖爆破方法，包括以下步骤：
步骤1，开设临空面；
步骤2，标记钻孔位置并根据标记位置钻孔，形成若干致裂孔；
步骤3，将二氧化碳致裂管装入致裂孔内，并往致裂孔与二氧化碳致裂管之间的间隙投放填塞材料，并抖动二氧化碳致裂管，使得填塞材料更加致密；
步骤4，利用塑料薄膜将若干致裂孔均覆盖，并将塑料薄膜固定；
步骤5，点火启动二氧化碳致裂管，引爆二氧化碳爆破装置，实现爆破，再将塑料薄膜掀开，即完成基坑土方开挖爆破；
所述塑料薄膜由包括以下质量份数的组分制成：
聚丙烯30-40份；
聚乙烯20-25份；
聚对苯二甲酸乙二酯15-20份；
聚氯乙烯20-30份；
聚苯乙烯10-15份；
增韧剂3-10份；
磷酸金属盐5-10份。
通过利用二氧化碳爆破装置进行土石方爆破，二氧化碳气体相变爆破相比于传统炸药爆破，具有无明火、成本低、操作简单、安全、高效的特点。
同时，利用塑料薄膜覆盖致裂孔，使得土石方爆破产生的碎石不容易四处飞溅，有利于提高施工的安全性，且通过利用上述塑料薄膜覆盖爆破区域以及将塑料薄膜掀开，即可实现对土石方爆破区域的保护，使得爆破区域的碎石不容易四处飞溅，操作简便且安全性高。
通过采用特定比例的聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯互相协同复配，有利于更好地提高制备所得的塑料薄膜的韧性，使得塑料薄膜的抗冲击能力更强，使得塑料薄膜在受到爆破后飞溅的碎石的冲击时，更加不容易破裂，，进而有利于更好地延长塑料薄膜的使用寿命。
优选的，所述磷酸金属盐包括磷酸二氢钙、次磷酸钙、焦磷酸钙、聚偏磷酸钾、聚磷酸钠、磷酸氢二钠中的一种或多种。
通过加入上述中的一种或多种磷酸金属盐，有利于更好地加快树脂的结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，从而有利于更好地提高塑料薄膜的抗冲击性能，有利于塑料薄膜更好地保护爆破区域，使得爆破区域的碎石飞溅更加不容易损坏塑料薄膜。
优选的，所述磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：(3-5)：(1-2)的质量比例均匀混合而成。
优选的，所述磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：4：1的质量比例均匀混合而成。
通过采用特定比例的磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠互相协同复配，还有利于更好地提高制得的塑料薄膜的耐高温性能，使得塑料薄膜更加不容易受到爆破的高温影响，从而使得塑料薄膜更加不容易变形。
优选的，所述增韧剂为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。
通过采用上述中的一种或多种物质作为增韧剂，有利于更好地提高塑料薄膜的韧性，使得制得的塑料薄膜的抗冲击强度更高，使得塑料薄膜在受到飞溅碎石的冲击力时，更加不容易破裂。
优选的，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，且所述丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物由丁苯胶乳、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯以40：(25-30)：(30-40)的质量份数比例在水中聚合而成。
通过采用特定比例的丁苯胶乳、苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯制成丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，有利于更好地提高塑料薄膜的韧性的同时还有利于更好地提高塑料薄膜的耐高温性能，使得塑料薄膜更加不容易受到爆破的高温的影响，使得塑料薄膜在爆破过程中更加不容易发生形变。
优选的，所述步骤1中的临空面的坡度为60°-75°。
通过控制临空面的坡度，有利于更好地为二氧化碳相变致裂破碎提供足够的自由面，使得二氧化碳相变爆破可以更加顺利地进行。
优选的，所述步骤2中，在钻孔过程中，致裂孔钻凿2-3m，并在孔口处堆放含水粘黄泥，并用钻杆上下移动，将黄泥带入致裂孔内并浸入破碎岩缝中。
通过采用上述技术方案，通过将黄泥带入孔内并浸入破碎岩缝中，有利于更好地填充致裂孔的空隙，使得致裂孔更加密实，从而使得致裂孔内更加不容易出现渗水的情况，使得致裂孔内更加不容易出现水而导致爆破受到影响。
优选的，所述步骤2中，当致裂孔钻孔完成后，立即利用塑料或编织袋将孔口堵塞。
通过利用塑料或编织袋将孔口堵塞，有利于减少雨水或其他杂物进入致裂孔内，从而使得爆破更加不容易受到影响。
优选的，所述塑料薄膜的制备方法包括以下步骤：
步骤1，混合聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯，搅拌均匀，形成预混合物；
步骤2，往预混合物中加入增韧剂以及磷酸金属盐，搅拌均匀，形成中间混合物；
步骤3，加热熔融中间混合物，并挤出定型，牵引，即形成薄膜。
通过控制各组分的混合顺序，有利于各组分更好地互相协同复配，从而有利于更好地提高塑料薄膜的韧性以及耐高温性能，有利于塑料薄膜更好地保护爆破区域，有利于更好地延长塑料薄膜的使用寿命。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过利用二氧化碳爆破装置进行土石方爆破，二氧化碳气体相变爆破相比于传统炸药爆破，具有无明火、成本低、操作简单、安全、高效的特点。
2、通过采用特定比例的聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯互相协同复配，有利于更好地提高制备所得的塑料薄膜的韧性，使得塑料薄膜在受到爆破后飞溅的碎石的冲击时，更加不容易破裂，从而使得爆破区域的保护只需要覆盖塑料薄膜并固定，然后再将塑料薄膜掀开即可。
3、通过采用特定比例的磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠互相协同复配，还有利于更好地提高制得的塑料薄膜的耐高温性能，使得塑料薄膜更加不容易受到爆破的高温影响，从而使得塑料薄膜更加不容易变形。
具体实施方式
以下结合实施例以及对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例以及对比例的原料来源详见表1。
表1
原料 厂家 型号或货号
聚丙烯 昆山塑利来塑业有限公司 PP GF30
聚乙烯 陕西顶点医药化工有限公司 23050
聚对苯二甲酸乙二酯 东莞市华韵塑胶原料有限公司 FR543
聚氯乙烯 宁波梓宏塑化有限公司 SG5
聚苯乙烯 东莞市铭远塑胶有限公司 GH-660
磷酸二氢钙 江苏瑞多生物工程有限公司 7758-23-8
次磷酸钙 山东多聚化学有限公司 7789-79-9
聚磷酸钠 济南溪川化工科技有限公司 7758-29-4
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 苏州夏悠塑化有限公司 1326
丁苯胶乳 山东广申电子科技有限公司 广申1546
苯乙烯 河南汇能树脂有限公司 100-42-5
甲基丙烯酸 济南双盈化工有限公司 79-41-4
实施例1
本申请实施例公开一种基坑土石方开挖爆破方法，包括以下步骤：
步骤1，用机械在施工区中间开挖深度为5m的临空面。
在本实施例中，临空面的坡度为60°。
步骤2，根据设计图纸标记钻孔位置，并根据标记的位置利用钻具下钻开孔，形成若干致裂孔。
步骤3，将二氧化碳致裂管装入致裂孔内，并往二氧化碳致裂管与致裂孔的间隙投放碎石粒，并边投放边抖动二氧化碳致裂管，使得间隙里的碎石粒堆积更加密集，直至碎石粒装填至致裂孔孔口。
步骤4，利用塑料薄膜将爆破区域覆盖，并利用重物将塑料薄膜的边缘压紧以固定塑料薄膜。
步骤5，点火启动二氧化碳致裂管，引爆二氧化碳爆破装置，实现爆破，待爆破完成后，掀开塑料薄膜，即完成基坑土方开挖爆破。
其中，塑料薄膜由以下质量的组分制成：
聚丙烯30kg；聚乙烯20kg；聚对苯二甲酸乙二酯15kg；聚氯乙烯20kg；聚苯乙烯10kg；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(增韧剂)3kg；焦磷酸钙(磷酸金属盐)5kg。
塑料薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1、按上述质量混合聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯，搅拌混合均匀，形成预混合物。
S2、往预混合物中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及焦磷酸钙，搅拌混合均匀，形成中间混合物。
S3、将中间混合物添加至螺杆挤出机中加热熔融，并挤出吹膜成型，经过设备牵引后，即制成塑料薄膜。
实施例2
与实施例1的区别在于：
塑料薄膜的各组分的用量不同，具体如下：
聚丙烯40kg；聚乙烯25kg；聚对苯二甲酸乙二酯20kg；聚氯乙烯30kg；聚苯乙烯15kg；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(增韧剂)10kg；焦磷酸钙(磷酸金属盐)10kg。
实施例3
与实施例1的区别在于：
塑料薄膜的各组分的用量不同，具体如下：
聚丙烯35kg；聚乙烯28kg；聚对苯二甲酸乙二酯17kg；聚氯乙烯25kg；聚苯乙烯12kg；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(增韧剂)6kg；焦磷酸钙(磷酸金属盐)8kg。
实施例4
与实施例3的区别在于：磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：3：1的质量比例均匀混合而成。
实施例5
与实施例3的区别在于：磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：5：2的质量比例均匀混合而成。
实施例6
与实施例5的区别在于：以等量的焦磷酸钙替代磷酸二氢钙。
实施例7
与实施例5的区别在于：以等量的焦磷酸钙替代次磷酸钙。
实施例8
与实施例5的区别在于：以等量的焦磷酸钙替代聚磷酸钠。
实施例9
与实施例3的区别在于：以等量的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物替代乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
且甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物由丁苯胶乳、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯以质量比为40：25：30的质量比例在水中聚合而成。
实施例10
与实施例3的区别在于：以等量的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物替代乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
且甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物由丁苯胶乳、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯以质量比为40：25：30的质量比例在水中聚合而成。
实施例11
本申请实施例公开一种基坑土石方开挖爆破方法，包括以下步骤：
步骤1，用机械在施工区中间开挖深度为5m的临空面。
在本实施例中，临空面的坡度为75°。
步骤2，根据设计图纸标记钻孔位置，并根据标记的位置利用钻具下钻开孔，致裂孔先钻凿2-3m，然后在孔口处堆放含水粘黄泥，并利用钻杆上下移动，将黄泥带入致裂孔内并浸入破碎岩缝中，再继续钻凿致裂孔至设定高度，重复上述带动黄泥浸入破碎岩缝的操作，形成若干致裂孔。且每完成一个致裂孔的钻凿，立即利用塑料或编织袋将孔口堵塞。
步骤3，将堵塞致裂孔的塑料或编织袋取出，再往致裂孔中装入二氧化碳致裂管，并往二氧化碳致裂管与致裂孔的间隙投放碎石粒，并边投放边抖动二氧化碳致裂管，使得间隙里的碎石粒堆积更加密集，直至碎石粒装填至致裂孔孔口。
步骤4，利用塑料薄膜将爆破区域覆盖，并利用重物将塑料薄膜的边缘压紧以固定塑料薄膜。
步骤5，点火启动二氧化碳致裂管，引爆二氧化碳爆破装置，实现爆破，待爆破完成后，掀开塑料薄膜，即完成基坑土方开挖爆破。
其中，塑料薄膜由以下质量的组分制成：
聚丙烯35kg；聚乙烯28kg；聚对苯二甲酸乙二酯17kg；聚氯乙烯25kg；聚苯乙烯12kg；增韧剂6kg；磷酸金属盐8kg。
在本实施例中，增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。且甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物由丁苯胶乳、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯以质量比为40：28：35的质量比例在水中聚合而成。
磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：4：1的质量比例均匀混合而成。
塑料薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1、按上述质量混合聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯，搅拌混合均匀，形成预混合物。
S2、往预混合物中加入增韧剂以及磷酸金属盐，搅拌混合均匀，形成中间混合物。
S3、将中间混合物添加至螺杆挤出机中加热熔融，并挤出吹膜成型，经过设备牵引后，即制成塑料薄膜。
对比例1
与实施例3的区别在于：以等量的聚乙烯替代聚丙烯。
对比例2
与实施例3的区别在于：以等量的聚对苯二甲酸乙二酯替代聚乙烯。
对比例3
与实施例3的区别在于：以等量的聚氯乙烯替代聚对苯二甲酸乙二酯。
对比例4
与实施例3的区别在于：以等量的聚苯乙烯替代聚氯乙烯。
对比例5
与实施例3的区别在于：以等量的聚丙烯替代聚苯乙烯。
实验1
根据GB/T 9639.1-2008《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法自由落镖法第1部分：梯级法》中的A法检测以上实施例以及对比例制得的塑料薄膜的冲击破损质量(g)。
实验2
根据GB/T 1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》检测以上实施例以及对比例制得的塑料薄膜的软化温度(℃)。
以上实验的检测数据见表2。
表2
冲击破损质量(g) 软化温度(℃)
实施例1 208 165
实施例2 210 165
实施例3 213 166
实施例4 230 174
实施例5 234 175
实施例6 221 167
实施例7 225 168
实施例8 222 168
实施例9 223 170
实施例10 226 171
实施例11 248 178
对比例1 137 144
对比例2 129 163
对比例3 144 159
对比例4 120 140
对比例5 133 160
根据表2中实施例3与对比例1-5的数据对比可得，只有通过特定比例的聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯互相协同复配，才有利于更好地提高制得的塑料薄膜的韧性，使得塑料薄膜的抗冲击能力更高，使得塑料薄膜在受到爆破的飞溅碎石的冲击时更加不容易破裂，从而使得爆破区域的防护只需要通过塑料薄膜覆盖、再将塑料薄膜掀开即可，使得爆破区域的保护更加方便。
根据表2中实施例3-8的数据对比可得，通过采用特定的磷酸金属盐，有利于更好地提高塑料薄膜的韧性，使得塑料薄膜的抗冲击性能更强，使得塑料薄膜在受到爆破飞溅碎石的冲击时更加不容易开裂；同时，通过采用特定比例的磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠互相协同复配，还有利于更好地提高塑料薄膜的耐高温性能，使得塑料薄膜的软化温度更高。
根据表2中实施例3与实施例9-10的数据对比可得，通过采用特定比例的丁苯胶乳、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合形成甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，有利于提高塑料薄膜的抗冲击强度的同时还有利于更好地提高塑料薄膜的耐高温性能，使得塑料薄膜更加不容易受到爆破的影响，使得塑料薄膜在爆破过程中更加不容易出现破裂的情况，从而有利于更好地延长塑料薄膜的使用寿命。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，开设临空面；
步骤2，标记钻孔位置并根据标记位置钻孔，形成若干致裂孔；
步骤3，将二氧化碳致裂管装入致裂孔内，并往致裂孔与二氧化碳致裂管之间的间隙投放填塞材料，并抖动二氧化碳致裂管，使得填塞材料更加致密；
步骤4，利用塑料薄膜将若干致裂孔均覆盖，并将塑料薄膜固定；
步骤5，点火启动二氧化碳致裂管，引爆二氧化碳爆破装置，实现爆破，再将塑料薄膜掀开，即完成基坑土方开挖爆破；
所述塑料薄膜由包括以下质量份数的组分制成：
聚丙烯30-40份；
聚乙烯20-25份；
聚对苯二甲酸乙二酯15-20份；
聚氯乙烯20-30份；
聚苯乙烯10-15份；
增韧剂3-10份；
磷酸金属盐5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述磷酸金属盐包括磷酸二氢钙、次磷酸钙、焦磷酸钙、聚偏磷酸钾、聚磷酸钠、磷酸氢二钠中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：（3-5）：（1-2）的质量比例均匀混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述磷酸金属盐由磷酸二氢钙、次磷酸钙与聚磷酸钠以1：4：1的质量比例均匀混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述增韧剂为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，且所述丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物由丁苯胶乳、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯以40：（25-30）：（30-40）的质量份数比例在水中聚合而成。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述步骤1中的临空面的坡度为60°-75°。
8.根据权利要求1-6任一所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述步骤2中，在钻孔过程中，致裂孔钻凿2-3m，并在孔口处堆放含水粘黄泥，并用钻杆上下移动，将黄泥带入致裂孔内并浸入破碎岩缝中。
9.根据权利要求1-6任一所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述步骤2中，当致裂孔钻孔完成后，立即利用塑料或编织袋将孔口堵塞。
10.根据权利要求1-6任一所述的一种基坑土石方开挖爆破方法，其特征在于：所述塑料薄膜的制备方法包括以下步骤：
步骤1，混合聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯，搅拌均匀，形成预混合物；
步骤2，往预混合物中加入增韧剂以及磷酸金属盐，搅拌均匀，形成中间混合物；
步骤3，加热熔融中间混合物，并挤出定型，牵引，即形成塑料薄膜。
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