一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法与流程

本发明涉及工程爆破领域，具体涉及一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法。

背景技术：

目前，水利水电工程大坝基坑爆破施工时，普遍采用垂直中深孔爆破等高效率爆破施工方式。但是临近大坝坝基基础面时，为保护基岩，减轻大坝建成后的渗漏现象，须在基础面上预留保护层，然后采取人工钻孔，小进尺小药量爆破方式，采取人工凿岩逐层剥离至大坝基础面。由于大坝基坑面积通常达到数万平方米，预留保护层的爆破方量较大，施工效率低，使人工作业量剧增，施工成本上升，进度受到限制。

近年来，为克服上述大坝基坑爆破预留保护层的施工难题，国内、外工程界进行了有益的探索，提出了爆破孔柔性垫层爆破施工方法。此种方法的优点是，不预留保护层，钻爆作业直达坝基基础面，为防止破坏基岩，在爆破孔底部设置柔性垫层。

目前柔性垫层法主要采用竹筒法、木屑法、树脂泡沫法三种，其优、缺点为：

竹筒法：成本低，施工较简便；缺点是爆破孔底部有积水时，由于竹筒不是封闭空间，不能形成空气柱，爆破冲击波直接通过水传递到爆破孔底部，柔性垫层的缓冲效果失效，此种方法仅适用于无水爆破孔。

木屑法：成本低，缺点是施工较麻烦，爆破孔底部有水时，木屑漂浮在水面，难以沉底；爆破冲击波通过水传递到爆破孔底部，木屑的缓冲效果有限；易产生爆破烟气。

树脂泡沫法：柔性垫层的缓冲效果好，缺点是成本较高，包装体积大，爆破后产生较多的有毒气体，污染环境。

上述三种方式，利用柔性垫层取到缓冲作用，避免爆破时对基础面以下岩石形成破坏。但这些方法也存在局限性，对干燥爆破孔缓冲效果较好，对有水爆破孔的缓冲效果一致性较差。在大坝基坑基础面爆破实践中，基坑高程低于周围水平面，存在较大的压力差，基坑岩石普遍存在渗水现象，同时，爆破孔造孔施工时，需要通水冷却，因此，爆破孔底部普遍存在积水、积渣现象；采用上述三种柔性垫层方法，由于爆破孔底部的积水、积渣多少不一，孔内缓冲层的空气体积相应也参差不齐，各爆破孔的缓冲效果不一致，爆后基岩保护面平整度降低，容易出现局部欠挖或超挖现象。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法，实现大坝基坑有水爆破孔的柔性垫层爆破施工方法，克服了竹筒法、木屑法、树脂泡沫法在有水爆破孔上的应用缺陷。

本发明技术方案为：

一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法，所述方法为爆破孔直达基坑基础面并超深300~500mm，在爆破孔底部设置空气筒，空气筒长度与爆破孔超深长度一致。

优选地，所述空气筒材质为塑料，所述空气筒直径≤炸药药卷直径。

进一步优选地，所述空气筒的塑膜厚度不低于0.3mm。

优选地，装填爆破孔时，先放入空气筒，再依次装填雷管、导爆索、炸药药卷，空气筒在炸药重力下沉到孔底形成恒定容积空气垫层，最后完成爆破孔堵塞。

本发明提出一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法，在爆破孔底部设置空气筒，在爆破孔内形成恒定容积的空气柱，形成空气柔性垫层，在爆破时实现缓冲爆破冲击波，保护基础面岩石的作用。

在大坝基础面爆破施工中，取消保护层，采用大台阶中深孔爆破，爆破孔直达基础面并超深一定长度，在爆破孔底部超深段设置恒定容积的塑料空气筒作为气垫层，可有效克服爆孔内渗水、岩渣等影响，保证各爆孔内气垫层容积恒定，气垫层在爆破时缓冲爆破冲击波，取到保护基础面岩石的作用，具有爆破效果一致性好，开挖效率高的特点。

本发明的有益效果：

1）采用中深孔爆破且不留保护层，减少了爆破循环，大幅度提高爆破作业效率，取消人工开挖工序，降低施工成本；

2）空气的可压缩性好，在炸药爆炸的超高压装态下压缩比约1000：1，气垫缓冲爆破冲击波的效果明显；

3）无论有水或无水爆破孔均适用，空气筒在爆破孔内形成的空气柱容积恒定，各爆破孔缓冲效果一致性好，爆破后的基础面成形效果好。

4）塑料空气筒可现场充气封装，空气筒长度可任意裁截。

5）使用现场混装乳化炸药爆破时，塑料空气筒还能隔离爆破孔底部水、沙杂质，避免浆状炸药与杂质混合后发生爆破孔底部拒爆现象。

6）仅对炮孔底部（特定部位）垂直方向（特定方向）减缓破坏力，以保护基坑底板基础面岩石完整性。在其它部位不减缓破坏力，以利于破碎岩石。

附图说明

图1为本发明爆破孔装填示意图；

其中：导爆索1、爆破孔堵塞2、炸药3、填雷管4、塑料空气筒5。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法，所述方法为爆破孔直达基坑基础面并超深300~500mm，在爆破孔2底部设置空气筒5，空气筒3长度与爆破孔2超深长度一致。

在临近基础面时，不预留保护层，采用中深孔爆破（孔深6米以上），使用钻机造孔，孔径可取φ70~φ120，爆破孔深度直达基础面，并超深300~500mm。如果超深过短，易出现空气垫层缓冲效果不够现象，对基础面岩石造成破坏；如果超深过长，将增加造孔工程量，降低炸药爆破效率。实践中一般采用试爆法确定超深长度。

优选地，所述空气筒5材质为塑料，塑料空气筒使用前为不充气收缩状态，可节约包装材料和储存场地。空气筒直径与炸药药卷直径相同或略小，便于装填进炮孔。进一步优选地，塑料空气筒膜厚不低于0.3mm，以保证空气筒具备一定的强度，承载爆破孔上部炸药的重力，塑料空气筒长度（空气柱体积）与钻孔超深长度一致。

塑料空气筒在施工现场制作，按照实际钻孔超深长度，充气后采用热融封装并裁截。

装填爆破孔2时，先放入塑料空气筒5，再依次装填雷管4、导爆索1、炸药3，空气筒5在炸药重力下沉到孔底形成恒定容积空气垫层，塑料空气筒在炸药重力下沉入孔底，如底部有水，塑料空气筒沉底后会使水面上升，但爆破孔内气垫层的空气体积依然保持恒定，最后完成爆破孔2堵塞。

采用孔内反向起爆，孔间微差起爆方法。联网导爆索传爆至孔底雷管4，起爆炸药，爆破冲击波对剥离层形成破碎作用，基础面受到塑料空气筒气垫的缓冲作用，爆压迅速降低，减缓对基础面岩石的破坏。实现破碎基础面以上岩石、保护基础面以下岩石的施工目的。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，

本技术：
中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种大坝基坑基础面恒容空气垫层爆破方法，在大坝基础面爆破施工中，取消保护层，采用大台阶中深孔爆破，爆破孔直达基础面，在爆破孔底部设置恒定容积的塑料空气筒作为气垫层，可有效克服爆孔内渗水、岩渣等影响，保证各爆孔内气垫层容积恒定。气垫层在爆破时起到缓冲爆破冲击波，保护基础面岩石的作用，具有爆破效果一致性好、开挖效率高的特点。

技术研发人员：吴天明
受保护的技术使用者：长江三峡设备物资有限公司
技术研发日：2017.06.16
技术公布日：2017.10.03