一种适用于钻孔爆破的智能快速放样方法与流程

本发明属于岩土工程施工技术领域，特别涉及一种适用于钻孔爆破的智能放样方法。

背景技术：

施工放样是现代工程施工中的必要环节。施工放样的高效、精准不仅可以提高工程质量，同时可加快施工进度，带来巨大的经济效益。相比其他工程，钻孔爆破对施工放样的精度要求更加严格，如果放样出现偏差，将直接造成不理想爆破效果，严重情况下可能存在安全隐患，因此提升施工放样技术意义重大。传统的施工放样技术是先做好初始设计，根据设计点在现场找点放样，但由于现场超欠挖的原因，往往不能顺利找点，只能重新测量后，进行二次设计和放样。整个过程消耗时间，且程序冗长。如果能够发明一种放样技术，在第一次放样时即能通过感知现场的情形，并能迅速进行处理，现场完成放样，将为爆破工程施工提供巨大的便利，并带来明显的经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的就是根据上述现有技术的状况，针对已有的施工放样技术，提出一种适用于钻孔爆破的工艺简单、可操作性强、增强施工效率的智能放样技术。

本发明的技术方案由下述步骤依次构成：

1、将初始孔口坐标传输并储存至高精度全站仪中。

2、在高精度全站仪中嵌入初始坐标与实际孔口坐标的换算程序。

3、通过爆破形成一组轮廓面，对轮廓面的平整无要求。

4、采用高精度全站仪对爆破形成轮廓面进行测量，并通过嵌入的初始坐标和换算程序确定实际放样坐标。

5、完成放样。

为了进一步增强放样的实施效率和精度：

1、本发明采用的全站仪为高精度全站仪，可嵌入自定义程序。

2、本发明的初始坐标可通过编制对应的数据格式，传输储存至全站仪中。

3、本发明的初始坐标与实际孔口坐标的换算程序的数学过程如下：

换算程序根据设计的初始孔口坐标，以及炮孔倾角，确定在任意高程钻孔对应的实际坐标。设初始孔口坐标为(x1,y1,h1)，炮孔倾角设为α，目标高程为h2，需要确定实际坐标(x2,y2,h2)。

x2＝x1+(h2-h1)cotα

y2＝y1+(h2-h1)tanα

当全站仪定位地表任何一点时，立即感知其高程坐标，并通过此换算程序，输出此高程的炮孔实际坐标(x1+(h2-h1)cotα,y1+(h2-h1)tanα,h2)。

4、通过上传的设计水平坐标、竖直坐标(x1，y1)以及目前岩体出露的实际高度h3确定附图1中的放样过渡点a点。

5、根据当前的显示坐标，比较嵌入的内置程序实时计算出a点高程h3对应的水平与竖直坐标，并向该点移动。

6、移动中观察高程变化，并迅速比对显示坐标与内置程序基于实际高度确定的计算坐标，二者的误差满足精度在5％以内时，即确定其为实际放样点，完成放样。

本发明结合钻孔爆破施工过程中的放样工序，通过嵌入初始坐标与实际孔口坐标的换算程，完成在轮廓面有超欠挖时的施工放样。本发明可采用现有的高精度全站仪嵌入自定义程序的功能，方法简单易行，放样过程自动化和智能化，放样与定位结果可靠。

附图说明

附图1为欠挖条件下智能快速放样示意图；

附图2为超挖条件下智能快速放样示意图；

附图中，1—岩体；2—炮孔；3—当前台阶设计轮廓面；4—下层台阶设计轮廓面；5—放样过渡点；6—初始设计放样点；7—实际放样点；8—实际轮廓面。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步介绍，实施例中以轮廓面欠挖为例。设在某一边坡实施爆破，边坡开挖高度10m，炮孔倾斜角度为60°，炮孔间排距3*3m。某次梯段爆破后形成不平整的工作面，当前台阶开挖设计高程为el.1000m。

1、将初始设计放样点b的坐标(附图1中的6所指)通过编制对应的数据格式，传输储存至全站仪中。

2、将自动换算的数学程序嵌入至全站仪中。

根据初始设计放样点b的坐标，以及炮孔倾角，确定在任意高程钻孔对应的实际坐标。设放样点b的坐标为(x1,y1,1000)，炮孔倾角60°，目标高程为h2，需要确定实际坐标(x2,y2,h2)。

x2＝x1+(h2-1000)cot60⁰

y2＝y1+(h2-1000)tan60⁰

当全站仪定位地表任何一点时，立即通过其高程坐标，并通过此换算程序，输出此高程的炮孔实际坐标(x1+(h2-1000)cot60⁰,y1+(h2-1000)tan60⁰,h2)。

3、根据b点的水平坐标、竖直坐标(x1，y1)，确定在地表出露的相同水平竖直坐标的放样过渡点a点(附图1中的5所指)，并确定其高程坐标。

4、根据放样过渡点a的高程，通过嵌入的换算程序程序，实时计算出a点高程h3对应的炮孔延长线上的水平与竖直坐标。

5、计算出的炮孔延长线上的水平与竖直坐标移动值，比对显示的坐标与内置程序的计算坐标，二者的误差满足精度在5％以内时，即确定其为实际放样点c(附图1中的7所指)。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于钻孔爆破的智能快速放样方法。针对实际工程放样效率缓慢、精度低的特点，根据炮孔倾角、炮孔孔口坐标以及任意高程的炮孔延长线坐标存在固定的数学关系，将其编制成自定义的坐标换算程序，并嵌入高精度全站仪中，实现在不规则的轮廓面自动寻找、锁定实际的孔口坐标。本发明可用于水利水电、交通、矿山等行业的开挖工程中，以提高爆破施工放样质量。

技术研发人员：胡英国;吴新霞;赵根;刘美山;李瑞泽
受保护的技术使用者：胡英国;吴新霞;赵根;刘美山;李瑞泽
技术研发日：2017.07.11
技术公布日：2019.01.18