一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法与流程
本发明涉及岩土工程的边坡开挖控制爆破技术领域，具体涉及一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法。
背景技术
中国是一个多山的国家。近几年来，随着国家对基础建设项目投资力度的不断加大，公路、铁路建设项目越来越多。在山区的公路、铁路工程建设中，道路往往穿行于河谷山川之间，这些工程的建设中往往涉及高边坡的开挖。
在公路、铁路等工程在山岭区施工中，常采用钻爆法进行作业。但是在钻爆施工中，超挖和欠挖相对不好控制，过量超挖不只引起费用的增加，更重要的是由此造成增加超填混凝土的费用。在实际施工中，施工单位虽然尽可能地减少超欠挖，但是由于技术方法不得当，以至于在施工过程中提高了工程成本，延长了施工周期。
目前，高边坡爆破技术在建筑工程行业已得到了广泛的应用，但对于在特殊条件下的高边坡爆破施工还是一个创新和完善的课题。中国目前建设开发正在由沿海、发达城市向二线、三线及偏远山区辐射，而对于这种在地质复杂、垂直高边坡、下方国道行人车辆通行复杂条件下的高边坡爆破提出了非常高的要求，同时在以后的工程建设中也会越来越常见。
因此，我们提出了一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法，至少包括以下步骤：
s001:前期无人机地形勘测；
根据航拍项目需求设定山岭区高边坡地面分辨率；
规划无人机飞行路线；
起飞时，通过以下计算公式：
其中，f为搭载在无人机上的航拍设备的镜头焦距，a为搭载在无人机上的航拍设备的像元尺寸，gsd为理论地面分辨率；
起飞并到达预定航拍区域后，开始航拍作业；
在无人机飞行过程中，根据地面的起伏程度来调节无人机的飞行高度；设定无人机变高之前，无人机的飞行高度为h0，当前地形的高度变化量为h，那么无人机飞行高度控制模块对飞行高度的调节值λh如下所示：
λh＝h；
如果地面高度减小则h为负值；如地面高度增大则h为正值，此时得到无人机飞行高度调节值λh；
当λh为负值时，则无人机飞行高度模块控制无人机飞行高度降低|λh|，当λh为正值时，则无人机飞机高度控制模块控制无人机的飞行高度；
s002：现场清理及图纸放样；
根据上述s001航拍的山岭区高边坡地形图进行现场清理、平整；
根据山岭区高边坡设计图纸，对高边坡开挖线进行放样；
s003：爆破孔布置；对于山岭区高边坡的上侧找到高边坡的设计开挖线，在第一级边坡面的开挖地面线向开挖方向的外侧1.0m处、横向间隔为1.0m处布置若干爆破孔，爆破孔的方向沿开挖面向下设置；所述爆破孔的倾角与边坡的设计坡角相同；
s004：钻机作业及爆破孔施工；根据相应的爆破孔位置进行钻机钻孔作业，形成爆破孔；爆破孔的直径为30mm，其深度3m，该深度至第二级边坡面的台阶面；
s005：纵向爆破作业；向爆破孔内放入炸药进行爆破；每一个爆破孔装药量根据计算公式q＝albq得出单孔装药量为1800g；
其中，爆破孔横向间隔a为1.0m，钻孔深度l为3.0m，爆破厚度b为0.5m，炸药单耗为1200g/m3；
在进行纵向爆破作业是进行爆破振动监测，包括监测点布置和巡视检查方式；所述监测点布置具体包括在高边坡的上侧、中部及下侧进行监测，以防止爆破过量、及时对爆破策略进行调整；所述巡视检查方式采用项目安全负责人员对爆破时间内巡视检查，避免无关人员进入爆破危害区域，防止重大安全隐患；
在所述爆破孔内放入炸药后，所述爆破孔的顶部采用盛装水的水袋封堵，当炸药爆炸时，能够将所述水袋及其内的水爆炸四射形成雾化水汽层，所述雾化水汽层与爆炸时的粉尘颗粒结合形成泥装，以减少爆破时的粉尘；
s006：清理；清理爆破后第二级边坡面的台阶面上的砂土、岩石杂物，平整第一级边坡面及第二级边坡面的台阶面；
s007：注浆孔布置；在第一级边坡面的开挖地面线向开挖方向的内侧1.0m处，横向间隔为0.5m处布置若干注浆孔，注浆孔的方向沿开挖面向下设置；所述注浆孔的倾角与边坡的设计倾角相同。
s008：钻机作业及注浆孔施工；根据相应的注浆孔位置进行钻机钻孔作业，形成注浆孔；注浆孔的直径为80mm，其深度3m，该深度至第二级边坡面的台阶面；
s009：注浆；在所述注浆孔内注入水灰比为1:1的水泥砂浆，使所述水泥砂浆扩散到注浆孔内的各个位置，在注浆孔内形成具有设定厚度的加强柱体；
s010：边坡二次爆破孔开挖、装药；在所述第一级边坡面的设计开挖线外侧沿第一级边坡面的斜面上开设若干二次爆破孔，在所述二次爆破孔内设置炸药，所述二次爆破孔的设置方向与注浆孔的方向垂直设置；
s011：二次爆破孔作业及监测；向二次爆破孔内放入炸药进行爆破；每一个所述二次爆破孔装药量根据计算公式q＝albq得出单孔装药量为72g；
其中，爆破孔横向间隔a为1.0m，钻孔深度l为0.3m，爆破厚度b为0.2m，炸药单耗为1200g/m3；
在进行二次爆破孔爆破作业是进行爆破振动监测，包括监测点布置和巡视检查方式；所述监测点布置具体包括在高边坡的上侧、中部及下侧进行监测，以防止爆破过量、及时对爆破策略进行调整；所述巡视检查方式采用项目安全负责人员对爆破时间内巡视检查，避免无关人员进入爆破危害区域，防止重大安全隐患；
s012：支护；在完成二次爆破孔作业后，对第一级边坡面进行喷砂支护；同时在与所述加强柱体相对应的第一级边坡面上设置锚杆孔，将锚杆由所述锚杆孔与加强柱体固定连接；
s013：逐步完成高边坡爆破开挖支护；在完成第一级边坡面爆破开挖支护后，进行第二级边坡面进行爆破开挖支护，重复上述s004～s012的步骤，直到完成所有高边坡爆破开挖支护。
所述的技术方案优选为，在所述二次爆破孔内放入炸药后，所述二次爆破孔的顶部采用盛装水的水袋封堵；当炸药爆炸时，能够将所述水袋及其内的水爆炸四射形成雾化水汽层，所述雾化水汽层与爆炸时的粉尘颗粒结合形成泥装，以减少爆破时的粉尘。
所述的技术方案优选为，所述水袋为塑料密封水袋。
所述的技术方案优选为，在所述爆破孔及二次爆破孔周围设置高射水枪，通过高射水枪在爆炸前、爆炸中、爆炸后对爆炸区域进行降尘。
所述的技术方案优选为，所述炸药采用乳化炸药或硝铵炸药。
所述的技术方案优选为，所述二次爆破孔呈梅花状设置。
所述的技术方案优选为，所述钻机采用液压钻、潜孔钻或手风钻。
所述的技术方案优选为，所述爆破孔的倾角与边坡的设计坡角相同。
所述的技术方案优选为，所述注浆孔的倾角与边坡的设计倾角相同。
所述的技术方案优选为，所述第二级边坡面设置于所述第一级边坡面下侧。
与现有技术相比，本发明的优越效果在于：本发明一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法能通过爆破孔设置炸药爆破，能有效去除设计开挖线外侧的大部分岩体，通过二次爆破孔设置炸药爆破，能有效去除设计开挖线外侧的小部分岩体，通过分批次爆破，能够逐次去除开设计挖线外的岩体，能够减少超挖和欠挖，节省了施工成本，具有较高的实用价值和社会价值。
本发明中采用无人机勘测，能够在前期准确掌握待施工区域的地形情况；在进行爆破作业是进行爆破振动监测，避免无关人员进入爆破危害区域，防止重大安全隐患。
通过设置水袋和高射水枪在爆炸前、爆炸中、爆炸后对爆炸区域进行降尘，对尘团形成立体覆盖、多重消减、有效降低大面积露天爆破的有害气体和扬尘，清洁环保。
附图说明
图1为本发明所述一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法的施工步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
如附图1所示，为本发明所述一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法的施工步骤示意图。
本发明所述一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法，包括以下步骤：
s001:前期无人机地形勘测；
根据航拍项目需求设定山岭区高边坡地面分辨率；
规划无人机飞行路线；
起飞时，通过以下计算公式：
其中，f为搭载在无人机上的航拍设备的镜头焦距，a为搭载在无人机上的航拍设备的像元尺寸，gsd为理论地面分辨率，其中所述航拍设备为现有技术，可以是高空摄像机。
起飞并到达预定航拍区域后，开始航拍作业；
在无人机飞行过程中，根据地面的起伏程度来调节无人机的飞行高度；设定无人机变高之前，无人机的飞行高度为h0，当前地形的高度变化量为h，那么无人机飞行高度控制模块对飞行高度的调节值λh如下所示：
λh＝h；
如果地面高度减小则h为负值；如地面高度增大则h为正值，此时得到无人机飞行高度调节值λh；
当λh为负值时，则无人机飞行高度模块控制无人机飞行高度降低|λh|，当λh为正值时，则无人机飞机高度控制模块控制无人机的飞行高度。需要说明的是，所述无人机飞机高度控制模块为现有技术，用于控制无人机的飞行高度。
s002：现场清理及图纸放样；
根据上述s001航拍的山岭区高边坡地形图进行现场清理、平整；
根据山岭区高边坡设计图纸，对高边坡开挖线进行放样；
s003：爆破孔布置；对于山岭区高边坡的上侧找到高边坡的设计开挖线，在第一级边坡面的开挖地面线向开挖方向的外侧1.0m处、横向间隔为1.0m处布置若干爆破孔，爆破孔的方向沿开挖面向下设置；
s004：钻机作业及爆破孔施工；根据相应的爆破孔位置进行钻机钻孔作业，形成爆破孔；爆破孔的直径为30mm，其深度3m，该深度至第二级边坡面的台阶面；所述钻机为现有设备，可以采用液压钻、潜孔钻或手风钻，具体型号可根据实际情况配置。
s005：纵向爆破作业；向爆破孔内放入炸药进行爆破；每一个爆破孔装药量根据计算公式q＝albq得出单孔装药量为1800g；所述炸药采用乳化炸药；
其中，爆破孔横向间隔a为1.0m，钻孔深度l为3.0m，爆破厚度b为0.5m，炸药单耗为1200g/m3。当然，所述的炸药可以为雷管。
在进行纵向爆破作业是进行爆破振动监测，包括监测点布置和巡视检查方式；所述监测点布置具体包括在高边坡的上侧、中部及下侧进行监测，以防止爆破过量、及时对爆破策略进行调整；所述巡视检查方式采用项目安全负责人员对爆破时间内巡视检查，避免无关人员进入爆破危害区域，防止重大安全隐患。
在所述爆破孔内放入炸药后，所述爆破孔的顶部采用盛装水的水袋封堵，当炸药爆炸时，能够将所述水袋及其内的水爆炸四射形成雾化水汽层，所述雾化水汽层与爆炸时的粉尘颗粒结合形成泥装，以减少爆破时的粉尘；所述水袋为塑料密封水袋；
在所述爆破孔周围设置高射水枪，通过高射水枪在爆炸前、爆炸中、爆炸后对爆炸区域进行降尘；所述高射水枪为现有设备，如消防高射水枪。
s006：清理；清理爆破后第二级边坡面的台阶面上的砂土、岩石杂物，平整第一级边坡面及第二级边坡面的台阶面；
s007：注浆孔布置；在第一级边坡面的开挖地面线向开挖方向的内侧1.0m处，横向间隔为0.5m处布置若干注浆孔，注浆孔的方向沿开挖面向下设置；
s008：钻机作业及注浆孔施工；根据相应的注浆孔位置进行钻机钻孔作业，形成注浆孔；注浆孔的直径为80mm，其深度3m，该深度至第二级边坡面的台阶面；所述钻机采用液压钻、潜孔钻或手风钻。
s009：注浆；在所述注浆孔内注入水灰比为1:1的水泥砂浆，使所述水泥砂浆扩散到注浆孔内的各个位置，在注浆孔内形成具有设定厚度的加强柱体；
s010：边坡二次爆破孔开挖、装药；在所述第一级边坡面的设计开挖线外侧沿第一级边坡面的斜面上开设若干二次爆破孔，在所述二次爆破孔内设置炸药，所述二次爆破孔的设置方向与注浆孔的方向垂直设置；所述二次爆破孔呈梅花状设置。
s011：二次爆破孔作业及监测；向二次爆破孔内放入炸药进行爆破；每一个所述二次爆破孔装药量根据计算公式q＝albq得出单孔装药量为72g；所述炸药采用乳化炸药；
其中，爆破孔横向间隔a为1.0m，钻孔深度l为0.3m，爆破厚度b为0.2m，炸药单耗为1200g/m3；
在所述二次爆破孔内放入炸药后，所述二次爆破孔的顶部采用盛装水的水袋封堵；当炸药爆炸时，能够将所述水袋及其内的水爆炸四射形成雾化水汽层，所述雾化水汽层与爆炸时的粉尘颗粒结合形成泥装，以减少爆破时的粉尘；所述水袋为塑料密封水袋；在所述二次爆破孔周围设置高射水枪，通过高射水枪在爆炸前、爆炸中、爆炸后对爆炸区域进行降尘；
在进行二次爆破孔爆破作业是进行爆破振动监测，包括监测点布置和巡视检查方式；所述监测点布置具体包括在高边坡的上侧、中部及下侧进行监测，以防止爆破过量、及时对爆破策略进行调整；所述巡视检查方式采用项目安全负责人员对爆破时间内巡视检查，避免无关人员进入爆破危害区域，防止重大安全隐患；
s012：支护；在完成二次爆破孔作业后，对第一级边坡面进行喷砂支护；同时在与所述加强柱体相对应的第一级边坡面上设置锚杆孔，将锚杆由所述锚杆孔与加强柱体固定连接；所述锚杆与加强柱体连接后，有利于加固第一级边坡面的结构，提高了稳定性；
s013：逐步完成所有高边坡爆破开挖支护；在完成第一级边坡面爆破开挖支护后，进行第二级边坡面进行爆破开挖支护，重复上述s004～s012的步骤，直到完成所有高边坡爆破开挖支护。
综上所述，本发明一种减少超挖和欠挖的边界控制爆破方法能通过爆破孔设置炸药爆破，能有效去除设计开挖线外侧的大部分岩体，通过二次爆破孔设置炸药爆破，能有效去除设计开挖线外侧的小部分岩体，通过分批次爆破，能够逐次去除开设计挖线外的岩体。另外，本发明中采用无人机勘测，能够在前期准确掌握待施工区域的地形情况；在进行爆破作业是进行爆破振动监测，避免无关人员进入爆破危害区域，防止重大安全隐患；通过设置水袋和高射水枪在爆炸前、爆炸中、爆炸后对爆炸区域进行降尘，对尘团形成立体覆盖、多重消减、有效降低大面积露天爆破的有害气体和扬尘，清洁环保。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
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