一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法与流程

文档序号:12109685阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

S1、在地质勘查中揭露孤石的钻孔周围进行孤石详勘,探明孤石埋藏信息:

1)在揭露孤石的钻孔周围按正方形布设地质探测孔位;

2)利用地质钻机钻孔取芯,记录孤石埋藏信息,并对钻孔进行套管安装;

3)若初步地质勘查范围内均揭露孤石,则逐步扩大地质勘查范围,直至探明孤石边界;

孤石埋藏信息是指孤石的尺寸信息、孤石的岩性、硬度和埋深;

S2、确定炮孔位置和孤石爆破的碎石粒径控制值:

孤石爆破的碎石粒径控制值b是指:孤石爆破处理后产生的碎石的最大粒径限值;取所用盾构刀盘开口平均宽度的一半作为孤石爆破的碎石粒径控制值;

S3、根据炮孔间距确定单孔填药量:

单孔填药量是指单个炮孔的炸药填装量,单孔填药量Q满足公式:

Q=(0.2a3/b)×h×q,

式中:a为炮孔间距,即钻孔间距;b为孤石爆破的碎石粒径控制值;h为所计算的炮孔内地质取芯所揭露孤石的厚度;q为单位爆破体积炸药消耗量;

S4、制作炮管,填装炸药

1)爆破器材准备和安全检查;

2)炮管制作:将计算好的乳化炸药装入封底的PVC管中做成炮管,再把连接有引线的雷管塞到乳化炸药中,然后密封炮管以防止炮管浸水哑雷;

3)炸药填装:在炮孔中填塞炮泥至孤石爆破段,再将炮管和配重依次放入,再继续填充炮泥至地表;

S5、在炮孔上方布置爆破防护,并在爆破区域周围设置安全警戒:

1)炸药填装完成后,用砂包将每个炮孔的孔口压盖住,并在爆破区域的所有砂包上方整体铺设麻袋,麻袋上面覆盖尼龙网和1~2层建筑密目安全网;

2)在爆破区域周围设置安全警戒,确认人员、设备全部撤离危险区,才能发出起爆信号;

S6、起爆、钻孔检验、封孔:

1)起爆,爆破完成后,等待一段时间,确认安全后发出解除警戒信号;

2)爆破结束后,采用距离孤石中心25~30cm位置对称的两个测点进行钻孔取芯,若从检测孔钻出的岩心碎石的最大粒径小于碎石粒径控制值,则爆破效果良好,直接进行后续封孔;若大于10%的岩块最大粒径超过碎石粒径控制值或岩块最大粒径超过40cm,则直接利用检测孔重新进行二次爆破;

3)在孤石处理完成后,立即对所有钻孔进行封孔;封孔应用0.3~0.5Mpa的压力将水灰比为1:1的水泥浆从地质钻孔的底部往上回灌,灌满后观测6~10分钟,待水泥浆浆面稳定后停止灌浆,结束封孔。

2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S1的1)中:

所述的揭露孤石钻孔是指:在初步地质勘察阶段,岩芯取样中发现孤石的地质钻孔;

所述的按正方形布设地质探测孔位是指:以揭露孤石的钻孔为正方形中心、以地质勘查阶段探明的孤石的厚度作为正方形边长,划定孤石详勘的初步勘查范围;在正方形的勘查范围内,按相等的钻孔间距布设探测孔位;其中:

所述地质勘查阶段探明的孤石的厚度是指:初步地质勘查阶段探到孤石的钻孔取芯中孤石段岩芯的长度;

所述钻孔间距是指:钻孔的行距和排距;钻孔间距取0.8~1.2m,具体大小根据地质勘查阶段探明的孤石的厚度的大小来确定,孤石的厚度越厚钻孔间距越长。

3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S1的2)中:

所述的地质钻机是指:用于岩芯取样、钻孔直径为100~120mm的地质勘探钻机;

所述的套管安装是指:在钻孔结束后立即向孔内插入直径不小于90mm、长度长于钻孔孔深的PVC套管,并向套管底部注水泥浆固定套管,防止钻孔坍塌。

4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S1的3)中,所述的探明孤石边界是指:按正方形不断扩展勘查范围,直至在任何一个方向上相邻的两个钻孔:靠里的钻孔揭露孤石、靠外的钻孔不揭露孤石,即认为该方向探测到孤石边界;当任意方向均探测到孤石边界时,即认为探明整个孤石的平面边界,其中每个揭露孤石的钻孔探测到的孤石的最高和最低标高为该钻孔的孤石上、下边界。

5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S2中:

所述的确定炮孔位置是指:选取距离孤石边界0.5~0.8m的范围以内的详勘地质钻孔作为炮孔,炮孔间距即为地质钻孔间距,炮孔之外的地质钻孔即作为爆破压力释放孔;其中:所述的炮孔是指在孤石爆破中用以填装炸药的填装孔;所述的爆破压力释放孔是指在孤石爆破时用以排出爆破产生的空气压力的空孔;

所述的盾构刀盘开口平均宽度是指:盾构刀盘上单个开口的平均宽度,即取盾构刀盘开口的最大宽度、最小宽度的平均值。

6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S3中,所述的单位爆破体积炸药消耗量q根据下式计算:

q=k×q0

式中:k为岩体修正系数,砂岩、大理岩取1.0~1.3,花岗岩取1.3~1.7,石英岩取1.7~2.0,孤石风化程度越低、埋深越深,周边岩土越密实,k的取值越大;q0为单孔爆破炸药单耗,q0满足以下公式:

q0=0.45+0.1H,

式中:H为所计算的炮孔揭露的孤石段中点的埋深。

7.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S4的1)中:

所述的爆破器材是指:用于孤石爆破的炸药和相关填装、引爆器材,包括普通岩石乳化炸药、高脉冲电雷管起爆器、Φ60mm PVC管、引线、配重及爆破阻塞物;

所述的安全检查是指:检查所用普通岩石乳化炸药是否具有防水性;检查雷管的型号、数量是否正确,质量是否完好,雷管是否同厂、同批次、同牌号;检查引线的通导性是否良好。

8.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S4的3)中:

当孤石厚度在1.0m以下时,在孤石爆破段通长装药;当孤石厚度为1.0~2.0m时,在孤石爆破段内装两段炮管,两段炮管中间设1/3长度的炮泥段作间隔;当孤石厚度在2.0m以上时,在孤石爆破段装三段炮管,三段炮管两两之间各设一段1/5长度的炮泥段作间隔;

所述的炮泥是指:化学性质稳定、用于保证炮管精确处于爆破段并防止爆炸物飞出的爆破阻塞物;所述的炮泥采用黄粘土;

所述的孤石爆破段是指:炮孔所处的地质钻孔内孤石的上、下边界向里0.1m的范围;爆破时,用炮泥将炮管精确置于设计的孤石爆破区内;为保证爆破精确和安全,炮泥需塞满并捣实;在捣实过程中注意不能损坏引线连接。

9.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S5中:

1)中,所述的爆破区域是指最外圈压力释放孔包围内的区域;所述的尼龙网是指开口大小为5cm×5cm的尼龙编织网;

2)中,所述的危险区是指爆破点周围200米以内的范围。

10.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沿线孤石勘查和爆破处理的施工方法,其特征在于,S6的1)中,所述的顺序起爆是指:首先对最外圈的爆破孔进行逐个起爆挤压周围土体产生自由面,再引爆内部爆破孔对孤石进行控制爆破。

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