CN108871131B - 路基石方二氧化碳静态***施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路基石方二氧化碳静态***施工方法，包括(1)钻孔、清孔，致裂管长度：L＝1200～2300mm,致裂管直径d＝83～108mm,炮孔深度l＝1.5L～2.5L,炮孔直径：D＝90mm～125mm，最小抵抗线：W＝1L，台阶坡度角：α＝60°～90°，炮孔间距为a＝1L，钻孔角度：β＝90°，布孔方式采用一字型或品字形布置；(2)致裂管充气、装管，安装后进行炮孔填塞，填塞要求与钻孔原地面平齐；(3)安全警戒、***，连接导电网路，网路电阻值接近理论计算值；(4)检查、提管回收。本发明确定了对***震动和噪音有控制要求的特殊环境作业下二氧化碳静态***施工工艺中一些关键参数，明显降低了***震动和噪音，实现了“静态***”，为二氧化碳静态***技术在实际的运用中提供指导。

Description

路基石方二氧化碳静态***施工方法

技术领域

本发明属于***施工方法技术领域，尤其涉及一种路基石方二氧化碳静态***施工方法。

背景技术

二氧化碳***始于二十世纪五十年代，八十年代在美国开始发展，主要是为了避免因******产生火焰引起的***事故而专门为高瓦斯矿井的采煤工作面研发的。2015年，随着科技的发展，国内二氧化碳***器材厂商逐步涌现，静爆工程技术也从煤矿领域跨越到非煤矿山。但目前二氧化碳静态***施工方法成熟度不足，仍处在不断成长和发展阶段，存在如下一些的问题：1、效率低：施工方法过于繁琐，施工耗时，施工诸多环节如灌装、接线、封孔等中易出现问题。2、临空面要求：需利用临空面才有效果，不适合深基坑或凌空不好的作业面。3、产量低：无法实现多排***，单次***的***筒数量不宜超过两排，超过一排就容易卡住或炸坏***筒。4、成本高：其使用的活化器是专用配置的，且为一次性用品，造成***成本高。5、要求高：***筒装填工艺和现场施工均较复杂，对炮孔质量要求较高。

随着科学技术的不断进步，我国高速公路的建设也进入了快速建设时期，路基石方二氧化碳***施工技术也应朝着机械化、自动化、智能化和专业化的方向发展，在保证了施工质量和安全的前提下，降低了工程成本，提高施工效率。但是，目前二氧化碳静态***技术在实际运用中的难点与关键施工工艺仍旧无法攻克，在特殊环境作业下二氧化碳静态***施工工艺中一些关键参数的设计，如炮孔间距、针对不同岩层特性下致裂管的填充长度等，直接影响整个施工结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路基石方二氧化碳静态***施工方法，确定了在特殊环境作业下二氧化碳静态***施工工艺中一些关键参数，该方法***力量大且可控，在保证了施工质量和安全的前提下，降低了对作业面的要求，克服了无法实现多排***的限制，施工工期缩短，施工效率提高，且降低了工程成本，减少特殊环境下的扰动，降低粉尘污染，保护了施工人员的身体健康。

本发明是这样实现的，一种路基石方二氧化碳静态***施工方法，所述方法的具体步骤如下：

(1)钻孔、清孔

选择与炮孔对应尺寸冲击器，在未形成临空面前，采用挖掘机液压破碎锤清出工作面，将工作面整修平整，布设炮孔，炮孔深度：l＝1.5L～2.5L,炮孔直径：D＝90mm～125mm，最小抵抗线：W＝1L，台阶坡度角：α＝60°～90°，炮孔间距为a＝1L，钻孔角度：β＝90°，角度误差≤±2°、深度误差≤±20cm，其中，L我致裂管长度；最小抵抗线随岩层密度增加而增加，且不不大于1L；随岩石密度减小而减少；布孔方式采用一字型或品字形布置，根据施工场地工作面积可单排***也可多排***，单次最大起爆数量为60根；

(2)致裂管充气、装管

选用致裂管长度：L＝1200～2300mm,致裂管直径d＝83～108mm,致裂管装入活化器、定压片、密封圈，然后将端头密封头旋紧，依次将致裂管有序排放到充装架上，按照致裂管的填充量要求填充液态二氧化碳，将充装好的致裂管运至***孔后依次连接起爆线路，经查起爆线路完好后，人工装管；致裂管装好后，选用填塞材料进行炮孔填塞，将炮孔填塞至炮孔口，所述填塞材料为粒径小于5mm的粉末状碎石土及黏土；

(3)安全警戒、***

起爆安全距离控制为50m，起爆时将人员、设备等撤至安全距离以外，将起爆线路连接到***，使网路电阻值接近理论计算值；起爆；

(4)检查、提管回收

将***复位，爆后5min对***现场进行检查，回收致裂管。

优选地，所述炮孔填塞首先填塞粉末状碎石土，所述粉末状碎石土的填塞长度占填塞材料填塞长度的四分之三，然后填塞黏土至炮孔孔口，并捣实封口。

优选地，所述黏土的含水率为15％。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明通过对路基石方二氧化碳静态***施工方法的反复论证、总结和分析，确定了对***震动和噪音有控制要求的特殊环境作业下二氧化碳静态***施工工艺中一些关键参数，如炮孔间距、炮孔的布置方式等，保证施工质量和安全，明显降低了***震动和噪音，实现了“静态***”，改善了***后的工作环境，降低了***粉尘的产生，减小了噪音，减轻了空气冲击波对周围的扰动，并且克服了无法实现多排***的问题，施工工期缩短、工程成本降低，为二氧化碳静态***技术在实际的运用中提供指导。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种路基石方二氧化碳静态***施工工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种路基石方二氧化碳静态***施工方法，施工工艺流程如图1所示。

1、路基石方***参数确定

采用二氧化碳静态***，设L为致裂管长度，根据气爆深度控制在1.5L～2.5L左右，以深埋松动膨胀开裂为主，选择与炮孔对应尺寸冲击器，在未形成临空面前，采用挖掘机液压破碎锤清出工作面。

拟采用参数如下：

(1)致裂管长度：L＝1200～2300mm,致裂管直径d＝83～108mm

(2)炮孔直径：D＝90mm～125mm，最小抵抗线：W＝1L，台阶坡度角：α＝60°～90°，炮孔间距为a＝1L，钻孔角度：β＝90°，角度误差≤±2°、深度误差≤±20cm；

(3)最小抵抗线：W＝1L；

每次***布孔时，最靠近临空面的炮孔最小抵抗线不宜大于1L，以确保***能量尽可能多的从临空面方向释放。

由于山体岩层越往下，岩层板结性越强，岩石强度越高，故最小抵抗线应随岩层深度增大而适当减小。

(4)台阶坡度角：α＝60°～90°；

台阶坡度角尽可能接近90°为好，最小不得低于60°，低于60°时，必须采用液压破碎锤或裂钩进行修整，以避免出现炮孔底部抵抗线过大而使岩石无法***的结果，若岩石强度太硬，采用液态破碎锤和裂钩均无法增大台阶坡度角时，则可在钻孔时采用倾斜钻孔的斜孔布孔方式，孔的斜度应尽量与台阶坡度相一致。

(5)炮孔间隔：a＝1L；

随着岩层深度加大，岩石强度增强，炮孔间距可适当减小。

(6)钻孔角度：β＝90°(垂直钻孔)；

优先采用垂直布孔方式，有利于钻孔和装填致裂管施工。但若岩石强度太硬，采用液态破碎锤和裂钩均无法增大台阶坡度角时，可在钻孔时采用倾斜钻孔的斜孔布孔方式，孔的斜度应尽量与台阶坡度相一致。

(7)布孔方式：一字型或品字形；

(8)炮孔排数：单排或多排；

根据施工场地工作面积可单排***也可多排***，单次最大起爆数量为60根。

2、钻孔精度控制

条件允许时尽量采用垂直孔，优点是钻孔操作较容易，便于装管；缺点是致裂管泄能器沿台阶高度分布不均匀，影响能量的合理作用。斜孔开裂的优点是能量分布较为合理，延伸孔长度的最小抵抗线相等或近于相等，有利于消除根底并获得均匀的能量释放；缺点是钻孔工艺复杂，钻孔方向不易控制，装填速度低，废孔率高。

(1)布置炮孔

钻爆开挖前，首先对工作面整修平整，由专业技术人员布设炮孔间距及位置，并确定关键控制点，通过临空面与炮孔距离，控制飞石的崩落距离；

(2)钻孔精度控制

在路基石方***中，炮孔钻孔要求“准、直、齐”，在实际作业时应着重控制其钻孔精度。

3、致裂管充气、装管

将致裂管有序排放到充装架上，依次装入活化器、定压片、密封圈，然后用10公斤扭力扳手将端头密封头旋紧，不同规格致裂管对应液态二氧化碳的充气量如下表1所示：

表1不同规格致裂管对应液态二氧化碳的充气量

致裂管直径	长度	充气量	重量	钻孔直径
					83mm	1.2m	1.4kg	37kg	100mm
95mm	1.2m	2.0-2.3kg	43kg	115mm
					98mm	1.7m	3.7kg	47kg	115mm
108mm	2.3m	6.8kg	108kg	125mm

将充装好的致裂管运至***孔后依次连接起爆线路，经查起爆线路完好后，人工装管，致裂管安装好后进行炮孔填塞，使用填塞材料将炮孔填塞至炮孔口，填塞材料采用粒径小于5mm的粉末状碎石土及含水率15％的黏土；

4、孔内填塞

(1)填塞要求：

填塞材料采用粒径小于5mm的粉末状碎石土及含水率15％的黏土，并将其分类堆放在钻孔周围，装完致裂管后，首先将粉末状碎石土慢慢放入炮孔内，粉末状碎石土填塞长度占填塞材料填塞长度的四分之三，然后填塞含水率15％的黏土至炮孔口，并用木棍捣实封口。

(2)填塞作业注意事项：

1)填塞材料中不得含潮湿碎石粒土，粒径必须满足要求。

2)钻孔内水时，在填塞过程中容易形成泥浆或悬空，使致裂管周围无法填塞密实。***效果不好，甚至造成致裂管从空中飞出。

3)填塞过程中要防止导线砸破。

加固处理，将每组致裂管的合金帽用钢丝绳连接起来，控制个别致裂管飞散或滑落。

5、起爆网路连接

后进行导电网路的连接，导电网路的连接是一个关键工序，若一次炮孔数较多，必须合理分区连接，以减少整个导电网路的电阻值，分区时要注意各个支路的电阻平衡，保证每个开裂器获得相同的电流值。在网路连接过程中，应利用电工用万用表检测网路电阻，电阻值在理论计算值左右为合适，网路连接完毕后，必须对网络所测电阻值与计算值进行比较，计算公式R＝铜线截面对应每平米电阻值×铜线总长度，如果差别较大，应查明原因，排除故障，重新连接，网路连接的接头应用高质量绝缘胶布缠紧，保证连接可靠。

由于通常情况下一次性起爆只有1排炮孔，因而起爆线路连接方式主要采用串联连接，起爆前应检查电阻是否符合预期，检查无误后方能进行起爆操作。

6、安全警戒

确定安全警戒范围，设置警示牌或警戒绳，由警戒人员负责监管，防止无关人员进入，加强对致裂器材的安全管理，防止被盗丢失；

致裂管运输进入工地后，需安排专人负责看管，防止无关人员接触致裂物品。

以***作业区为中心，考虑到本工程实际情况在作业区中心50m范围内区域为***警戒范围，作业时无关人员禁止进入。

警戒范围再向外辐射至每一交通路口均设警戒点，警戒点以内为***警戒区域。

爆后工作区全面检查，检查内容：作业区内炮孔是否全部起爆，爆堆的形状及安全状况；

经爆后检查，确认安全并经***负责人准许方可解除警戒。

7、起爆

采用高能***起爆。起爆前，首先检查***是否完好正常，***应及时充电，保证提供足够电能，并能快速充到***需求的电压值；在连接主线前必须对网路电阻进行检测，当警戒完成后，再次测量网路电阻值，确定正常后，才能将主线与***连接，然后等待起爆命令。起爆后，及时切断电源，将主线与***分离。

爆后5min后由工程技术人员先对***现场进行检查，只有在检查完毕确认安全后，才能发出解除警戒信号和允许其他人员进入施工现场。

爆后检查内容：

1)破碎堆是否稳定，有无危坡、危石；

2)有无危险边坡、不稳定破碎堆、滚石和超范围塌陷。

8、提管

1)提管过程中，提拉方向应与提升杆方向一致；

2)严禁暴力操作，若不能顺利将致裂管提出，需对岩石进行二次破碎；

3)将致裂管收回，进行二次充装使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种路基石方二氧化碳静态***施工方法，其特征在于，所述方法的具体步骤包括：

（1）钻孔、清孔

在未形成临空面前，清出工作面，将工作面整修平整，布设炮孔，炮孔深度：l=1.5L～2.5L,炮孔直径：D=90 mm～125 mm，最小抵抗线：W=1L，台阶坡度角：α=60°～90°，炮孔间距为a=1L，钻孔角度：β=90°，角度误差≤± 2°、深度误差≤±20cm，其中，L为致裂管长度；最小抵抗线随岩层密度增加而增加，且不大于1L；随岩石密度减小而减少；布孔方式采用一字型或品字形布置，根据施工场地工作面积单排***或多排***，单次最大起爆数量为60根；

（2）致裂管充气、装管

选用致裂管长度：L=1200～2300 mm,致裂管直径d=83～108 mm,致裂管装入活化器、定压片、密封圈，然后将端头密封头旋紧，依次将致裂管有序排放到充装架上，按照致裂管的填充量要求填充液态二氧化碳，将充装好的致裂管运至***孔后依次连接起爆线路，经查起爆线路完好后，人工装管；致裂管装好后，选用填塞材料进行炮孔填塞，将炮孔填塞至炮孔口，所述填塞材料为粒径小于5 mm的粉末状碎石土及黏土；

（3）安全警戒、***

起爆安全距离控制为50 m，起爆时将人员、设备撤至安全距离以外，将起爆线路连接到***，使网路电阻值接近理论计算值；起爆；

（4）检查、提管回收

将***复位，爆后5 min对***现场进行检查，回收致裂管；

所述炮孔填塞首先填塞粉末状碎石土，所述粉末状碎石土的填塞长度占填塞材料填塞长度的四分之三，然后填塞黏土至炮孔孔口，并捣实封口。

2.如权利要求1所述的路基石方二氧化碳静态***施工方法，其特征在于， 所述黏土的含水率为15%。

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