NL9302258A

NL9302258A - Method and installation for compacting a soil using explosive charges.

Info

Publication number: NL9302258A
Application number: NL9302258A
Authority: NL
Original assignee: Nacap Nederland Bv
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-17
Also published as: DE4446008A1; NL194337C; DE4446008C2; NL194337B

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en installatie voor het verdichten van een bodem met behulp van springladingen.Short designation: Method and installation for compacting a soil using explosive charges.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en installatie voor het verdichten van een bodem, waarbij in de bodem een of meer gaten worden geboord, in elk boorgat tenminste één springlading wordt aangebracht, en elke springlading tot ontploffing wordt gebracht. Dergelijke boorgaten reiken tot onder het peil van het in de bodem aanwezige grondwater, en de springladingen worden onder het grondwaterpeil in de bodem geplaatst en tot ontploffing gebracht. Onder de aanduiding "springlading" is een geschikt ontstekingsmechanisme mee inbegrepen, bijvoorbeeld een draadloos, vanaf het bodemopper-vlak te bedienen ontsteking. Er kan echter ook zijn voorzien in op zichzelf bekende, naar het bodemoppervlak, i.c. de boorlocatie, leidende draden waardoor een springlading met behulp van een elektrisch signaal tot ontploffing kan worden gebracht.The invention relates to a method and installation for compacting a soil, in which one or more holes are drilled in the soil, at least one explosive charge is placed in each borehole, and each explosive charge is detonated. Such boreholes extend below the level of the groundwater present in the soil, and the explosive charges are placed in the soil below the groundwater level and detonated. Under the designation "explosive charge", a suitable ignition mechanism is included, for example a wireless ignition which can be operated from the bottom surface. However, there may also be provided per se known wires leading to the bottom surface, i.e. the drilling location, through which an explosive charge can be detonated by means of an electrical signal.

Bodems, in het bijzonder vlakke en glooiende bodems die bestaan uit opgebracht materiaal dat initieel vaak los en droog gestort is, zoals bijvoorbeeld aangetroffen kan worden in gebieden voor dagbouw van bijvoorbeeld bruinkool of steenkool, in landaanwinningsprojecten, of bij de bouw van dammen, vormen in de praktijk een potentieel gevaar door de instabiliteit daarvan. Een verschuiving, vervloeiing of verzakking van een dergelijke glooiende of vlakke bodem kan plaatsvinden wanneer meerdere van de volgende faktoren optreden: (a) in een instabiele bodemlaag staat het grondwater tot een hoogte van meer dan circa 20% van de totale laagdikte; (b) er treedt een plotselinge belasting of een plotselinge of aanhoudende trilling op; (c) de deeltjesgrootte-verdeling van het bodemmateriaal valt hoofdzakelijk binnen een bepaald kritisch gebied en/of de deeltjes hebben een ronde, afgesleten vorm met een glad oppervlak; of (d) de bodem heeft een laag stortgewicht (d.w.z. de kritische dichtheidsindex is kleiner dan of gelijk aan circa 0,6) met een relatief hoge porositeit.Soils, in particular flat and sloping soils, which consist of applied material that is often loose and dry initially, such as can be found in areas for surface mining of, for example, brown coal or coal, in land reclamation projects, or in the construction of dams, form in a potential hazard in practice due to its instability. A shifting, liquefaction or subsidence of such a sloping or flat soil can take place when several of the following factors occur: (a) in an unstable soil layer, the groundwater is at a height of more than approximately 20% of the total layer thickness; (b) a sudden load or sudden or sustained vibration occurs; (c) the particle size distribution of the soil material falls mainly within a certain critical range and / or the particles have a round, worn shape with a smooth surface; or (d) the soil has a low bulk density (i.e., the critical density index is less than or equal to about 0.6) with a relatively high porosity.

Teneinde de hierboven beschreven instabiele bodems voor de mens zonder gevaar voor verschuiving, vervloeiing of verzakking begaanbaar en cultiveerbaar te maken, dient de invloed van de faktoren (a)-(d) op de bodemstabiliteit te worden verminderd over een landoppervlakte van vaak vele tientallen tot honderden vierkante kilometer.In order to make the above-described unstable soils for humans passable and cultivable without danger of shifting, liquefaction or subsidence, the influence of the factors (a) - (d) on the soil stability must be reduced over a land area of often tens to hundreds of square kilometers.

Het uit faktor (a) voortvloeiende gevaar kan worden verminderd door het verlagen van de porie-waterdruk, wat alleen mogelijk is door het grondwaterpeil in de bodem door bemaling te verlagen. Een dergelijke bemaling heeft een continu karakter, en is derhalve zeer duur.The hazard resulting from factor (a) can be reduced by lowering the pore water pressure, which is only possible by lowering the groundwater level in the soil by dewatering. Such dewatering has a continuous character and is therefore very expensive.

De faktor (b) is alleen redelijk beheersbaar door het gebied met de instabiele bodem volledig voor de mens af te sluiten. Het potentiële gevaar van verschuiving, vervloeiing of verzakking blijft dan echter bestaan. De faktor (c) kan niet worden beïnvloed.The factor (b) can only be reasonably controlled by completely closing off the area with the unstable soil to humans. However, the potential danger of shifting, liquefaction or subsidence remains. The factor (c) cannot be influenced.

Een permanente oplossing van het probleem van de instabiliteit van de bodem kan worden verkregen door het veranderen van de eigenschappen van de bodem (d). Een bekende techniek is het door middel van vertikale boringen aanbrengen van springladingen onder het grondwaterpeil in de bodem, en het tot ontploffing brengen van de springladingen. Hiermee wordt een verbetering van de bodemmechanische eigenschappen bereikt door het teniet doen van de losse struktuur van de deeltjes en het tot stand brengen van een grotere dichtheid. Aangezien bodem-stabilisatie vaak in uitgestrekte gebieden moet worden verricht, worden gewoonlijk vertikale boringen op regelmatige afstanden van elkaar verricht, waarna springstoffen in de boorgaten worden aangebracht en tot ontploffing worden gebracht. De optimale afstand tussen aangrenzende boorgaten is afhankelijk van de effektieve reikwijdte van het effekt van de ontploffing. Deze reikwijdte is gedefinieerd als de vanuit de hoorplaats gemeten afstand, waarop de helft van de maximale zakking wordt bereikt. De effektieve reikwijdte is afhankelijk van de springstofmassa, -soort of -type, dan wel de positie daarvan in de bodem. Voor een groot te stabiliseren bodemge-bied moeten derhalve zeer vele boringen worden verricht.A permanent solution to the problem of soil instability can be obtained by changing the properties of the soil (d). A known technique is the application of explosive charges below the groundwater level in the ground by means of vertical bores and the detonation of the explosive charges. An improvement of the soil mechanical properties is hereby achieved by eliminating the loose structure of the particles and creating a greater density. Since soil stabilization often has to be performed in extensive areas, vertical bores are usually made at regular intervals, after which explosives are placed in the boreholes and detonated. The optimum distance between adjacent drill holes depends on the effective range of the blast effect. This range is defined as the distance measured from the hearing site, at which half of the maximum collapse is reached. The effective range depends on the explosive mass, type or type, or its position in the soil. Therefore, for a large soil area to be stabilized, very many borings have to be made.

Aangezien wordt geboord vanaf het oppervlak van de instabiele bodem zelf voor het aanbrengen van de springladingen, kan een gebied uit veiligheidsoverwegingen slechts stap voor stap worden gestabiliseerd. Hierdoor worden veilige zones verschaft in de onmiddellijke nabijheid van een boorlokatie. Op het tijdstip van de ontploffing(en) moet de boorinstallatie en het bijbehorende personeel worden teruggetrokken tot op een veilige afstand van tenminste 100 m om geen gevaar te lopen het slachtoffer te worden van verzakkingen, uit het ontplof-fings(boor)gat tredend materiaal en eventuele bodemverschui-vingen. Het gebied van de ontploffing is pas na een dag weer toegankelijk, omdat de door de ontploffing veroorzaakte porie-wateroverdruk slechts langzaam verdwijnt. Het voor een groot te stabiliseren bodemgebied vereiste aantal boringen vereist derhalve zeer veel tijd.Since drilling is done from the surface of the unstable bottom itself for the application of the explosive charges, an area can only be stabilized step by step for safety reasons. This provides safe zones in the immediate vicinity of a drilling site. At the time of the blast (s), the drilling rig and associated personnel must be retracted to a safe distance of at least 100 m to avoid the risk of becoming a victim of subsidence, material emerging from the blast hole. and any soil shifts. The blast area is only accessible again after one day, because the pore water overpressure caused by the blast only fades away. The number of bores required for a large soil area to be stabilized therefore takes a very long time.

De uitvinding beoogt de in de aanhef beschreven werkwijze voor het verdichten van een bodem met behulp van springladingen zodanig te verbeteren, dat deze veiliger, sneller en goedkoper kan worden uitgevoerd, en is daartoe daardoor gekenmerkt, dat voor het boren van elk gat een gestuurde horizontale boortechniek wordt toegepast, waarbij in het boorgat op vooraf bepaalde onderlinge afstanden of continu verdeelde springladingen worden aangebracht. Door in horizontale richting te boren (wat op zichzelf voor geheel andere toepassingen bekend is uit bijvoorbeeld US-A-3 878 903), kan worden gewerkt vanuit een gebied met een stabiele bodem, zodat voor de boorinstallatie en de bijbehorende personen veilige bedrijfsomstandigheden zijn gewaarborgd. De installatie en het personeel gehoeven niet voorafgaand aan een ontploffing overgebracht te worden naar een veilig gebied, waardoor veel tijd gewonnen wordt en kosten worden bespaard. In plaats van de noodzaak tot het uitvoeren van een groot aantal boringen in vertikale richting volgens de stand van de techniek, kan nu worden volstaan met een klein aantal boringen in horizontale richting, welke boringen zich kunnen uitstrekken over een afstand van enige kilometer. Voorts zal in het algemeen geen materiaal uit het boorgat kunnen treden bij de ontploffing van de daarin aangebrachte spingladingen. De ontsteking van de springladingen kan voor een of meer boringen tegelijkertijd of in een vooraf bepaalde tijdsvolgorde plaatsvinden. Daarbij kunnen bijvoorbeeld de springladingen vanaf het boorgateinde in de richting van de boorlocatie met onderlinge tijdvertraging tot ontploffing worden gebracht.The object of the invention is to improve the method described in the preamble for compacting a soil by means of explosive charges in such a way that it can be carried out more safely, faster and cheaper, and is for this purpose characterized in that a controlled horizontal Drilling technology is used, in which boreholes are arranged at predetermined mutual distances or continuously distributed explosive charges. Drilling in the horizontal direction (which is known per se for completely different applications from, for example, US-A-3 878 903) enables work to be carried out from an area with a stable bottom, so that safe drilling conditions for the drilling rig and associated persons are ensured . Installation and personnel do not need to be transferred to a safe area prior to an explosion, saving significant time and saving costs. Instead of the necessity to make a large number of bores in the vertical direction according to the prior art, it is now sufficient to have a small number of bores in the horizontal direction, which bores can extend over a distance of a few kilometers. Furthermore, generally no material will be able to exit the borehole upon detonation of the spin charges disposed therein. The ignition of the explosive charges can take place for one or more bores simultaneously or in a predetermined time sequence. For example, the explosive charges from the borehole end in the direction of the drilling location can be detonated with mutual time delay.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden na het boren van het gat .daarin een aantal onderling verbonden, zich op vooraf bepaalde afstanden van elkaar bevindende springladingen gebracht. De onderlinge verbinding van de springladingen maakt het mogelijk om in een continu proces springladingen in het boorgat te plaatsen. De onderlinge verbinding kan zodanig gekozen worden, dat deze geschikt is voor het opnemen van drukkrachten, voor het opnemen van trekkrachten, of voor het opnemen van beide soorten krachten.In a preferred embodiment of the method according to the invention, after drilling the hole, a number of interconnected explosive charges are placed at predetermined distances from each other. The interconnection of the explosive charges makes it possible to place explosive charges in the borehole in a continuous process. The interconnection can be chosen to be suitable for absorbing compressive forces, for absorbing tensile forces, or for absorbing both types of forces.

Wanneer de onderlinge verbinding geschikt is voor het opnemen van drukkrachten (bijvoorbeeld een leiding), of wanneer de springladingen continu verdeeld zijn aangebracht op een drager, worden de springladingen bij voorkeur vanaf de boorlocatie in het boorgat geduwd. Dit kan op voordelige wijze geschieden door de springladingen door een voor het boren gebruikte holle boorstang heen te duwen, waarna de boorstang uit het boorgat wordt teruggetrokken voorafgaand aan het tot ontploffing brengen van de springladingen.When the interconnection is suitable for absorbing compressive forces (for example a pipe), or when the explosive charges are continuously distributed on a support, the explosive charges are preferably pushed into the borehole from the drilling location. This can advantageously be done by pushing the explosive charges through a hollow drill rod used for drilling, after which the drill rod is withdrawn from the borehole prior to detonation of the explosive charges.

Indien de onderlinge verbindingen van de springladingen geschikt zijn voor het opnemen van trekkrachten (bijvoorbeeld een kabel), wordt de boring bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat het einde van het boorgat zich aan de bodemoppervlakte bevindt, zodat de springladingen vanaf het boorgateinde in het boorgat kunnen worden getrokken, op voordelige wijze door hiervoor een voor het boren gebruikte boorstang te gebruiken.If the interconnections of the explosive charges are suitable for absorbing tensile forces (for example a cable), the bore is preferably designed so that the end of the borehole is at the bottom surface, so that the explosive charges can enter the borehole from the borehole end. advantageously by using a drill rod used for drilling.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt na het boren van het gat door een open uiteinde van een holle boorstang heen een springlading in het boorgat afgezet, waarna voorafgaand aan het afzetten van elke volgende springlading de boorstang telkens over een vooraf bepaalde afstand wordt teruggetrokken.In another preferred embodiment of the method according to the invention, after the drilling of the hole, a burst of charge is deposited in the borehole through an open end of a hollow drill rod, after which the drill rod is always moved over a predetermined distance each time before the next burst of charge is deposited. is withdrawn.

Voor minimale omstelverliezen boort men bij voorkeur vanaf één locatie meerdere gaten. Wanneer men vanaf één boor-locatie onderling in hoofdzaak evenwijdige gaten boort, kan met een gering aantal boringen reeds de bodem van een groot gebied verdicht worden. Zo kan bij een afstand van 30 m in horizontale richting tussen twee evenwijdige boorgaten en boorgatlengten van 1000 m de bodem in een gebied met een oppervlakte van 60.000 m2 worden verdicht. Voor bepaalde toepassingen kunnen de evenwijdige gaten ook boven elkaar in plaats van naast elkaar worden geboord.For minimum diverter losses, several holes are preferably drilled from one location. When drilling substantially parallel holes from one drilling location, the bottom of a large area can already be compacted with a small number of bores. For example, at a distance of 30 m horizontally between two parallel boreholes and borehole lengths of 1000 m, the soil can be compacted in an area with an area of 60,000 m2. For certain applications, the parallel holes can also be drilled one above the other instead of side by side.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm boort men vanaf één boorlocatie in hoofdzaak radiaal uitgaande gaten. Ook op deze wijze is het mogelijk door een geschikte keuze van de plaats van de springladingen in de boorgaten met een zeer klein aantal boringen een relatief groot gebied te stabiliseren.In another preferred embodiment, substantially radial outgoing holes are drilled from one drilling location. In this way it is also possible to stabilize a relatively large area by a suitable choice of the location of the explosive charges in the boreholes with a very small number of bores.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm, waarin men als het ware verborgen dammen aanbrengt in de te stabiliseren bodem, boort men eerst een of meer gaten in een eerste richting, brengt men springladingen aan in elk boorgat en brengt men de springladingen tot ontploffing, waarna men vanuit een boorlocatie op de aldus verdichte bodem (een "dam") een of meer gaten in een tweede richting onder een hoek met de eerste richting boort. Deze hoek zal in het algemeen ongeveer 90° zijn.In a further advantageous embodiment, in which, as it were, hidden dams are applied in the soil to be stabilized, one or more holes are first drilled in a first direction, explosions are introduced in each borehole and the explosions are detonated, after which one is detonated from a drilling site on the thus compacted soil (a "dam") drills one or more holes in a second direction at an angle to the first direction. This angle will generally be about 90 °.

Voor het verdichten van de bodem in een uitgestrekt gebied gaat men bij voorkeur zodanig te werk, dat men vanuit verschillende boorlocaties gaten in de' eerste richting in hoofdzaak loodrecht op de verbindingslijn tussen de boorlocaties boort, springladingen in elk boorgat aanbrengt en de springladingen tot ontploffing brengt, en men vervolgens vanuit boorlocaties op de aldus verdichte bodem gaten boort in de tweede richting in hoofdzaak loodrecht op de eerste richting. Op deze wijze wordt in de bodem een regelmatig raster van springladingen aangebracht.The compaction of the soil in a vast area is preferably carried out in such a way that holes are drilled from different drilling locations in the first direction substantially perpendicular to the connecting line between the drilling locations, applying explosive charges in each borehole and detonating the explosive charges holes, and then drilling holes in the second direction from substantially perpendicular to the first direction from drilling locations on the thus compacted bottom. In this way a regular grid of explosive charges is placed in the ground.

Een installatie voor het verdichten van een bodem omvat één of meer boorinrichtingen voor het boren van een gat in de bodem, springladingsplaatsingsmiddelen voor het aanbrengen van tenminste één springlading in elk boorgat, en ontstekingsmiddelen voor het tot ontploffing brengen van elke springlading. Een dergelijke installatie is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de boorinrichting is ingericht voor het uitvoeren van een gestuurde horizontale boring, en dat de spring-ladingsplaatsingsmiddelen zijn ingericht voor het aanbrengen van continu verdeelde springladingen of springladingen op vooraf bepaalde onderlinge afstanden. In deze installatie zijn de voordelen van een gestuurde horizontale boortechniek en de verdichtingstechniek van een bodem met behulp van springladingen op verrassende en synergetische wijze gecombineerd.A soil compaction installation includes one or more drilling devices for drilling a hole in the bottom, burst charge locating means for applying at least one explosive charge in each borehole, and detonating means for detonating each explosive charge. According to the invention, such an installation is characterized in that the drilling device is designed for carrying out a controlled horizontal bore, and that the jumping charge positioning means are arranged for arranging continuously distributed jumping charges or jumping charges at predetermined mutual distances. In this installation, the advantages of a controlled horizontal drilling technique and the compaction technique of a soil using explosive charges are combined in a surprising and synergistic way.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de installatie volgens de uitvinding omvatten de springladingsplaatsingsmiddelen een samenstel van onderling verbonden, zich op vooraf bepaalde afstanden van elkaar bevindende springladingen, welk samenstel is bestemd om in het boorgat gebracht te worden. De onderlinge verbindingen tussen de springladingen kunnen zijn uitgevoerd in de vorm van een leiding, dan wel een kabel of dergelijke.In a preferred embodiment of the installation according to the invention, the explosive charge placing means comprise an assembly of interconnected explosive charges at predetermined distances from each other, which assembly is intended to be introduced into the borehole. The interconnections between the explosive charges can be in the form of a pipe, a cable or the like.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een grafiek is welke het verband toont tussen de grootte van de deeltjes in de bodem en de grootte-verdeling daarvan; fig. 2 schematisch en perspektivisch de werkwijze voor het met behulp van springladingen verdichten van een bodem volgens de stand van de techniek, d.w.z. onder toepassing van vertikale boringen, illustreert; fig. 3 in hetzelfde aanzicht als fig. 2 de werkwijze volgens de uitvinding illustreert; fig. 4 en 5 een schematische dwarsdoorsnede van een bodem tonen, waarin door middel van horizontale boringen springladingen zijn aangebracht; fig. 6 schematisch en in bovenaanzicht een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding illustreert; fig. 7 schematisch en in bovenaanzicht een andere uitvoe- ringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding illustreert; fig. 8 schematisch en in bovenaanzicht nog een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding illustreert ; fig. 9 en 10 schematisch en in bovenaanzicht verschillende fasen van weer een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding illustreren; fig. 11 schematisch in dwarsdoorsnede een samenstel van boorstangen toont voor het uitvoeren van de horizontale boring; fig. 12 het samenstel van boorstangen volgens fig. 11 in een andere fase van het boorproces toont; fig. 13 het aanbrengen van springladingen in een horizontaal geboord boorgat illustreert; fig. 14 schematisch het aanbrengen van een aantal onderling verbonden springladingen in een boorgat illustreert; en fig. 15 schematisch en in dwarsdoorsnede het aanbrengen van springladingen in een boorgat illustreert.The invention is elucidated with reference to the drawing, in which: Fig. 1 is a graph showing the relationship between the size of the particles in the soil and the size distribution thereof; Fig. 2 schematically and perspective illustrates the method of compacting a base according to the prior art by means of explosive charges, i.e. using vertical bores; Fig. 3 illustrates in the same view as Fig. 2 the method according to the invention; Figures 4 and 5 show a schematic cross-section of a bottom, in which explosive charges are arranged by means of horizontal bores; Fig. 6 schematically and in top view illustrates an embodiment of the method according to the invention; Fig. 7 schematically and in top view illustrates another embodiment of the method according to the invention; Fig. 8 schematically and in top view illustrates yet another embodiment of the method according to the invention; Figures 9 and 10 schematically and in plan view illustrate different phases of yet another embodiment of the method according to the invention; Fig. 11 schematically shows in cross section an assembly of drill rods for carrying out the horizontal bore; Fig. 12 shows the assembly of drill rods according to Fig. 11 in another phase of the drilling process; Fig. 13 illustrates the loading of explosive charges into a horizontally drilled borehole; Fig. 14 schematically illustrates the provision of a number of interconnected explosive charges in a borehole; and Fig. 15 schematically and in cross-section illustrates the provision of explosive charges in a borehole.

In de verschillende figuren hebben gelijke verwijzings-cijfers betrekking op gelijke onderdelen of onderdelen met een gelijke functie.In the different figures, like reference numerals refer to like parts or parts with the same function.

In de grafiek volgens fig. 1 is langs de horizontale as de diameter van bodemdeeltjes, uitgedrukt in mm, uitgezet, en langs de vertikale as het percentage van de totale massa van een bodemmonster bij zeving. Wanneer de bodemsamenstelling zodanig is, dat de deeltjesgrootte in het grijze gebied tussen de beide in de grafiek ingetekende krommen ligt, kan de bodem als instabiel worden beschouwd.In the graph according to Fig. 1, the diameter of soil particles, expressed in mm, is plotted along the horizontal axis, and along the vertical axis the percentage of the total mass of a soil sample at sieving. When the soil composition is such that the particle size is in the gray area between the two curves drawn in the graph, the soil can be considered unstable.

Fig. 2 illustreert de wijze waarop volgens de stand van de techniek springladingen in de bodem worden aangebracht. Een gedeelte van de bodem is hier afgebeeld als een rechthoekig blok 2 met een lengte 1 die bijvoorbeeld gelijk is aan 1500 m, een diepte d die bijvoorbeeld gelijk is aan 70 m, en een breedte b die bijvoorbeeld gelijk is aan 30 m. Er zij opgemerkt, dat de lengte 1 van het blok 2 onevenredig klein is afgebeeld. De bodem bevat een onderlaag 4 waarin grondwater aanwezig is en een bovenlaag 6 waarin grondwater ontbreekt.Fig. 2 illustrates the manner in which explosive charges are applied in the ground according to the prior art. A part of the bottom is shown here as a rectangular block 2 with a length 1 which is, for example, equal to 1500 m, a depth d which is, for example, equal to 70 m, and a width b, which is, for example, 30 m. it should be noted that the length 1 of the block 2 is shown disproportionately small. The bottom contains a bottom layer 4 in which groundwater is present and an upper layer 6 in which groundwater is lacking.

Vanaf het grondoppervlak zijn in het gegeven voorbeeld eenenvijftig vertikale boringen in de bodem aangebracht, welke boringen reiken tot in de onderlaag 4, en derhalve tot in het grondwater. De boringen zijn aangebracht vanaf het grondoppervlak boven de instabiele bodem, en derhalve bestaat tijdens de boorwerkzaamheden gevaar voor verschuivingen, vervloeiingen of verzakkingen. Als gevolg van de instabiliteit van de bodem kan elk volgend boorgat 8 pas worden geboord nadat in een vorig boorgat een springlading 10 is aangebracht tot onder het peil van het grondwater, en deze tot ontploffing is gebracht. Hiermee is de bodem na verloop van enige tijd zodanig verdicht, dat de voor de boringen gebruikte boorinstallatie verplaatst kan worden voor het boren van het volgende gat 8. De onderlinge afstand van de boorgaten 8 is in fig. 2 onevenredig klein weergegeven, maar wel in verhouding tot de lengte 1 van het blok 2.In the given example, fifty-one vertical bores are provided in the soil from the ground surface, these bores reaching into the sub-layer 4, and therefore into the groundwater. The bores are made from the ground surface above the unstable soil, and there is therefore a risk of shifting, liquefaction or subsidence during the drilling work. Due to the instability of the bottom, each subsequent borehole 8 can only be drilled after a blast charge 10 has been placed in a previous borehole below the level of the groundwater and it has been detonated. After some time, the bottom is hereby compacted such that the drilling installation used for the bores can be moved for drilling the next hole 8. The mutual distance of the bores 8 is shown disproportionately small in FIG. 2, but in in relation to the length 1 of the block 2.

Met het uitvoeren van een enkele horizontale boring volgens fig. 3 die leidt tot een boorgat 12, kan dezelfde grondverdichting worden bereikt als met het grote aantal boringen volgens fig. 2. Na het aanbrengen van het boorgat 12 met behulp van een boorinstallatie 14, worden in het boorgat een groot aantal springladingen 16 aangebracht, die vervolgens tegelijkertijd of in een vooraf bepaalde tijdsvolgorde tot ontploffing kunnen worden gebracht. De boorinstallatie 14 bevindt zich in een gebied met een stabiele bodem op een afstand s vanaf een gebied met een instabiele bodem dat zich in fig. 3 ter linkerzijde van een met een streeplijn aangeduid vlak uitstrekt.By performing a single horizontal bore as shown in Fig. 3 leading to a borehole 12, the same soil compaction as with the large number of bores as shown in Fig. 2 can be achieved. After drilling the borehole 12 using a drill rig 14, a large number of explosive charges 16 are arranged in the borehole, which can then be detonated simultaneously or in a predetermined time sequence. The drill rig 14 is located in an area with a stable bottom at a distance s from an area with an unstable bottom that extends to the left of a dashed plane in Figure 3.

In fig. 4 en 5 is een talud 20 afgebeeld dat grenst aan een meer 22. Het grondwaterpeil in de bodem van het talud 20 is met het verwijzingscijfer 24 aangeduid. De boorinstallatie 14 is in fig. 4 in een veilig gebied, aangeduid met s, opgesteld, en bevindt zich in fig. 5 op een vaartuig 26 in het meer 22, d.w.z. eveneens op een veilige locatie. In plaats van vanaf een vaartuig 25 kan ook vanaf een natuurlijk of kunstmatig eiland worden geboord. In het met e aangeduide gebied waarin de bodem verdicht dient te worden, worden vanuit de boorinstallatie 14 een of meer horizontale boringen uitgevoerd, resulterend in boorgaten 28 en/of 30, in welke boorgaten vervolgens springladingen 32 worden geplaatst en tot ontploffing worden gebracht. Daarbij behoeft de boorinstallatie 14 niet buiten bedrijf genomen en/of verplaatst te worden.Figures 4 and 5 show a bank 20 which borders a lake 22. The groundwater level in the bottom of the bank 20 is indicated by the reference numeral 24. The drilling rig 14 is located in a safe area, indicated by s, in Figure 4, and is in Figure 5 on a vessel 26 in the lake 22, i.e. also in a safe location. Instead of from a vessel 25, drilling can also take place from a natural or artificial island. In the area designated e in which the soil is to be compacted, one or more horizontal bores are made from the drilling rig 14, resulting in boreholes 28 and / or 30, in which boreholes 32 are subsequently placed and detonated. The drilling rig 14 does not need to be taken out of operation and / or moved.

In de in fig. 6 geïllustreerde werkwijze zijn van rechts naar links in de figuur gaande achtereenvolgens op boorlocaties 40a, 40b, 40c en 40d respektieve gaten 42a, 42b, 42c en 42d geboord, waarin springladingen respektievelijk 44a, 44b, 44c en 44d zijn aangebracht. De boorinstallatie 14 bevindt zich op locatie 40e voor het boren van een volgend gat 42e. Alle boorlocaties 40a-40e bevinden zich in een met s aangeduid veilig gebied met een stabiele bodem, op voldoende afstand van een met e aangeduid gebied met een instabiele, te verdichten bodem. Uit fig. 6 blijkt, dat met een beperkt aantal evenwijdige horizontale boringen een groot gebied verdicht kan worden. De boorinstallatie 14 behoeft slechts een gering aantal malen naar een volgende locatie verplaatst te worden.In the method illustrated in Fig. 6, from right to left in the figure, drilling holes 40a, 40b, 40c and 40d have successively drilled holes 42a, 42b, 42c and 42d, in which burst charges 44a, 44b, 44c and 44d, respectively, are provided . The drilling rig 14 is located at location 40e for drilling a next hole 42e. All drilling locations 40a-40e are located in a safe area denoted by s with a stable bottom, at a sufficient distance from an area denoted by e with an unstable, compacted soil. It can be seen from Fig. 6 that a large area can be compacted with a limited number of parallel horizontal bores. The drilling rig 14 only needs to be moved to a next location a small number of times.

In fig. 7 is een volgende werkwijze geïllustreerd, waarbij kan worden volstaan met een nog geringer aantal verplaatsingen van de boorinstallatie 14 dan in de aan de hand van fig. 6 geïllustreerde werkwijze. Vanuit elke boorlocatie 46a, 46b en 46c worden meerdere gestuurde horizontale boringen uitgevoerd, in het gegeven voorbeeld drie stuks. Vanuit de boorlocatie 46a zijn gaten 48a, 50a en 52a aangebracht en van springladingen 54a voorzien, vanuit boorlocatie 46b zijn boorgaten 48b, 50b en 52b aangebracht en voorzien van springladingen 54b, en vanuit locatie 46c, waar de boorinstallatie 14 zich op dat moment bevindt, zijn boorgaten 48c en 50c aangebracht en van springladingen 54c voorzien, terwijl de boring voor een gat 52c juist plaatsvindt.In Fig. 7 a further method is illustrated, whereby an even smaller number of displacements of the drilling rig 14 is sufficient than in the method illustrated with reference to Fig. 6. Several controlled horizontal bores are made from each drilling location 46a, 46b and 46c, in the example given three pieces. Holes 48a, 50a and 52a are provided from the drilling location 46a and provided with explosive charges 54a, drill holes 48b, 50b and 52b are provided from drilling location 46b and equipped with explosive charges 54b, and from location 46c, where the drilling rig 14 is located at that moment, boreholes 48c and 50c are provided and provided with explosive charges 54c, while the bore for a hole 52c takes place.

Fig. 8 illustreert in feite een combinatie van de werkwijzen die zijn besproken aan de hand van fig. 6 en 7. Vanuit elk van de locaties 56a, 56b en 56c zijn drie boorgaten (58a, 60a, 62a) , (58b, 60b, 62b) en (58c, 60c, 62c) aangebracht, waarin respektievelijk springladingen 64a, 64b en 64c zijn geplaatst. De boorgaten 58a-58c, 60a-60c en 62a-62c lopen in hoofdzaak evenwijdig dankzij de sturing van de horizontale boortechniek, waardoor een zeer gelijkmatige verdeling van de springladingen 64a-64c in de instabiele bodem in het gebied e tot stand gebracht kan worden.Fig. 8 actually illustrates a combination of the methods discussed with reference to Figures 6 and 7. From each of locations 56a, 56b and 56c are three boreholes (58a, 60a, 62a), (58b, 60b, 62b) and (58c, 60c, 62c) disposed in which are charged burst charges 64a, 64b and 64c, respectively. The boreholes 58a-58c, 60a-60c and 62a-62c run substantially parallel thanks to the control of the horizontal drilling technique, so that a very even distribution of the explosive charges 64a-64c in the unstable bottom in the region e can be achieved.

Volgens fig. 9 worden in eerste instantie op de reeds aan de hand van fig. 6 beschreven wijze in een gebied e met een instabiele bodem drie "dammen" gevormd vanaf de boorlocaties 66a, 66b respektievelijk 66c. Op de plaats van deze dammen is de bodem dan na het ontploffen van de springladingen 68a, 68b en 68c voldoende stabiel om als nieuwe boorlocatie te kunnen dienen. Aldus illustreert fig. 10, hoe op de vanuit boorlocatie 66a tot stand gebrachte dam nieuwe boorlocaties 70a kunnen worden gekozen, van waaruit in twee tegenovergestelde richtingen nieuwe boringen kunnen worden verricht voor het verdichten van de bodem naast de dam. Op gelijksoortige wijze worden de vanuit de boorlocaties 66b en 66c gevormde dammen de basis voor boorlocaties 70b respektievelijk 70c.According to FIG. 9, three "dams" are initially formed in an area e with an unstable bottom in the manner already described with reference to FIG. 6 from the drilling locations 66a, 66b and 66c, respectively. At the location of these dams, after exploding the explosive charges 68a, 68b and 68c, the bottom is then sufficiently stable to serve as a new drilling location. Thus, Figure 10 illustrates how new drilling locations 70a can be selected at the dam created from drilling location 66a, from which new bores can be made in two opposite directions to compact the bottom adjacent to the dam. Similarly, the dams formed from the drilling locations 66b and 66c become the bases for drilling locations 70b and 70c, respectively.

Fig. 11 toont het voorste gedeelte van een holle stuur-boorstang 80, waaromheen coaxiaal een holle wasboorstang 82 is aangebracht. Er wordt op op zich voor de gestuurde horizontale boortechniek bekende wijze een vloeistofstroming tot stand gebracht door de stuur boor stang 80 heen naar het uiteinde daarvan, en in tegengestelde richting door de ruimte tussen de stuurboorstang 80 en de wasboorstang 82 voor het verrichten van een horizontale boring. De sturing van de boring vindt plaats met behulp van een positiemeetinstrument 84, dat zich in de stuurboorstang 80 bevindt. Wanneer het einde van het boorgat is bereikt, wordt de stuurboorstang 80 met het positiemeetinstrument 84 in de richting van pijl 86 teruggetrokken uit de wasboorstang 82, zoals fig. 12 illustreert. Vervolgens wordt door de wasboorstang 82 een leiding 88 met verdeeld aangebrachte explosieven 90, of een drager met continu verdeeld aangebrachte explosieven, ingebracht in de richting van pijl 92, waarna de wasboorstang 82 in de richting van pijl 94 uit het boorgat wordt verwijderd. De leiding 88 met de spin-gladingen 90 blijft achter in het boorgat, waarbij de springladingen elk op een geschikt tijdstip tot ontploffing kunnen worden gebracht.Fig. 11 shows the front portion of a hollow handlebar drill rod 80 around which a hollow wax drill rod 82 is coaxially disposed. A fluid flow is established in a manner known per se for the steered horizontal drilling technique through the pilot drill rod 80 to the end thereof, and in opposite direction through the space between the pilot drill rod 80 and the wash drill rod 82 to perform a horizontal bore. The bore is controlled by means of a position measuring instrument 84, which is located in the steering drill rod 80. When the end of the borehole is reached, the pilot drill rod 80 is withdrawn from the wash drill rod 82 with the position measuring instrument 84 in the direction of arrow 86, as illustrated in Fig. 12. Then, through the wash drill rod 82, a conduit 88 with distributed explosives 90, or a carrier with continuously distributed explosives 90, is introduced in the direction of arrow 92, after which the wash drill rod 82 is removed from the borehole in the direction of arrow 94. The line 88 with the spin smoothings 90 remains in the borehole, the explosive charges each of which can be detonated at an appropriate time.

Fig. 14 illustreert, hoe met behulp van een boorinstallatie 14 een in hoofdzaak horizontaal verlopend boorgat 96 in een bodem 98 zodanig is geboord, dat het einde van het boorgat 96 zich bevindt aan het oppervlak van de bodem 98 op een plaats die is aangeduid met het verwijzingscijfer 100. Wanneer een van de voor het boren gebruikte boorstangen op de plaats 100 uit het boorgat 96 tevoorschijn komt, wordt het uiteinde van deze boorstang verbonden met het uiteinde van een kabel of leiding 102 waarop of waarin op voorafbepaalde onderlinge afstanden springladingen 104 zijn bevestigd, of waarin zich continu verdeelde springladingen bevinden. Het terugtrekken van de boorstang uit het boorgat 96 door de boorinstallatie 14 wordt aldus op voordelige wijze benut voor het in het boorgat 96 aanbrengen van de springladingen 104.Fig. 14 illustrates how, with the aid of a drilling rig 14, a substantially horizontal borehole 96 is drilled in a bottom 98 such that the end of the borehole 96 is located on the surface of the bottom 98 at a location indicated by the reference numeral 100. When one of the drill rods used for drilling emerges at the location 100 from the borehole 96, the end of this drill rod is connected to the end of a cable or conduit 102 on which or in which spring charges 104 are mounted at predetermined mutual distances, or which contains continuously distributed explosive charges. The retraction of the drill rod from the borehole 96 by the drilling rig 14 is thus advantageously used for arranging the explosive charges 104 in the borehole 96.

Uitgaande van de in fig. 12 getoonde situatie, waarbij de stuurboorstang 80 uit de wasboorstang 82 is verwijderd, illustreert fig. 15 hoe in de wasboorstang door middel van een vloeistof 106 onder druk een van afdichtingen 107 voorziene springlading 108 in de richting van pijl 110 kan worden verplaatst. De springlading 108 zal hierbij uiteindelijk door het open uiteinde van de wasboorstang 82 in het boorgat terecht komen. Vervolgens kan de wasboorstang 82 over een vooraf bepaalde afstand teruggetrokken worden in de richting van pijl 112, waarna opnieuw een springlading 108 met behulp van een vloeistof onder druk 106 afgezet kan worden in het boorgat. Deze werkwijze kan al naar gelang de behoefte vele malen worden herhaald, waarbij de plaats van het open uiteinde van de wasboorstang 82 telkens de plaats van een springlading 108 in het boorgat bepaalt.Starting from the situation shown in Fig. 12, in which the handlebar drill rod 80 has been removed from the washing drill rod 82, Fig. 15 illustrates how in the washing drill rod by means of a liquid 106 under pressure a burst charge 108 provided with seals 107 in the direction of arrow 110 can be moved. The explosive charge 108 will eventually enter the borehole through the open end of the wash drill rod 82. Then, the wash drill rod 82 can be withdrawn by a predetermined distance in the direction of arrow 112, after which a burst charge 108 can again be deposited in the borehole by means of a liquid under pressure 106. This method can be repeated many times as required, with the location of the open end of the wash drill rod 82 determining the location of a burst charge 108 in the borehole.

Claims

Method for compacting a soil, in which one or more holes are drilled in the soil, at least one explosive charge is applied in each borehole, and each explosive charge is detonated, characterized in that for drilling each hole an controlled horizontal drilling technology is used, in which boreholes are applied at predetermined mutual distances or continuously distributed explosive charges.

Method according to claim 1, characterized in that after drilling the hole therein a number of interconnected explosive charges are placed at predetermined distances from each other.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the explosive charges are pushed into the borehole from the drilling location.

Method according to claim 3, characterized in that the explosive charges are pushed through a hollow drill rod used for drilling, after which the drill rod is withdrawn from the borehole.

Method according to claim 2, characterized in that the end of the borehole is at the bottom surface, and that the explosive charges are drawn from the borehole end into the borehole.

Method according to claim 5, characterized in that the explosive charges are pulled into the borehole by a drill rod used for drilling.

Method according to claim 1, characterized in that after the drilling of the hole through an open end of a hollow drill rod, a burst of charge is deposited in the borehole, after which the drill rod is always moved over a predetermined amount before each subsequent burst of charge is deposited. certain distance is withdrawn.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that several holes are drilled from one drilling location.

Method according to claim 8, characterized in that substantially parallel holes are drilled from one drilling location.

Method according to claim 8, characterized in that substantially radial outgoing holes are drilled from one drilling location.

A method according to claim 1 or 8, characterized in that one or more holes are first drilled in a first direction, explosive charges are applied in each borehole and the explosive charges are detonated, and then a drilling location on the thus compacted soil is or drill more holes in a second direction at an angle to the first direction.

Method according to claim 11, characterized in that holes are drilled from different drilling locations in the first direction substantially perpendicular to the connecting line between the drilling locations, applying explosive charges in each borehole and detonating the explosive charges, and then drilling from the thus compacted bottom drills holes in the second direction substantially perpendicular to the first direction.

Installation for carrying out the method according to any of the preceding claims, comprising one or more drilling devices for drilling a hole in the bottom, blast charge placement means for arranging at least one blast charge in each borehole, and detonation means for detonation delivery of each payload, characterized in that the drilling device is adapted to carry out a controlled horizontal bore, and that the payload placement means are arranged for arranging continuously distributed payloads or payloads at predetermined mutual distances.

Installation according to claim 13, characterized in that the explosive charge placement means comprise an assembly of interconnected explosive charges at predetermined distances from each other, which assembly is intended to be introduced into the borehole.

Installation according to claim 14, characterized in that the explosive charges are arranged in a pipe.

Installation according to claim 14, characterized in that the explosive charges are mutually connected by means of a flexible cable.

Assembly of connecting means and at least one explosive charge, evidently intended for use in the method according to claim 4 or in the system according to claim 14.

Assembly according to claim 17, characterized in that the connecting means consists of a pipe, in which the at least one explosive charge is located.