[发明专利]一种水下垂直钻孔抛掷排碴施工方法

说明书

一种水下垂直钻孔抛掷排碴施工方法，包括如下步骤：(1)根据工程设计图、地质、周围环境资料，利用函数关系式：θ＝(L2,W,Q,Ky)，初步确定各个炮孔的爆破参数，指导爆破工程实施；(2)施工准备，对试爆区进行分段；(3)首段钻孔；(4)首段装药；(5)微差延时时间；(6)分析调整首段试爆数据；(7)试爆区逐段试爆；(8)另选试爆区整体微差试爆；(9)实施项目爆破施工。在水运、水利水电工程施工中运用本技术，爆碴集中抛掷，清碴效率高，减少施工船舶无效抛锚移船工序，节约能源消耗。山区河流采用本技术后爆碴集中抛向深槽、深潭，减少清碴工作量，消除跌水现象，保证工程整治效果。在通航繁忙的港口、航道建设工程采用本技术，施工速度快，有效缓解了施工与通航的矛盾。

技术领域

本发明涉及一种水下垂直钻孔抛掷排碴施工方法，适用于水运建设工程中存在深槽、深潭或为了提高爆堆集中度提高施工效率而采用的建筑节能高效的施工技术。

背景技术

目前，国内水运建设工程中水下礁石清除一般采用水下松动爆破施工。爆破后施工范围存在大量石碴，施工船舶需要反复移动清除这些水下石碴，施工作业耗费大量时间，占用大面积水域，导致项目工期长、施工船舶占用通航水域时间长，消耗大量无效能源，成本较高。且在山区河流松动爆破清碴后，河流过水断面面积发生较大变化，造成山区河流水位下降，形成跌水现象，水流速度增大，影响航道货运量，降低航道整治效果。

发明内容

本发明的目的是为水运建设工程提供一种水下垂直钻孔抛掷排碴施工方法，能够缩短工程施工时间，降低能耗，减少船舶清碴时间，避免航道出现跌水现象，有效加快工程进度、缩短工期，降低施工成本，缓解通航与施工的矛盾，降低施工安全风险，确保水运工程整治的效果，保证了航道、港口的设计货运量。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种水下垂直钻孔抛掷排碴施工方法，包括如下步骤：

(1)运用斜上抛运动原理并考虑水深、水流条件，分析爆体的抛掷运动规律，通过实验得出有关爆体抛掷距离S1、S2与抛掷角θ、堵塞段长度L2、最小抵抗线W、装药量Q、岩性Ky参数，在孔距a、排距b、岩性Ky、水深、水流的一定的条件下，抛掷角决定抛掷距离，而抛掷角又主要由最小抵抗线W、堵塞段长度L2决定，调整炮孔堵塞段长度可以改变抛掷角，从而控制爆体抛掷距离，确立主要参数间的函数关系式：θ＝(L2,W,Q,Ky)，根据关系式初步确定抛掷的角度和距离；

(2)试爆点分段：选用水上施工船舶进行施工，选择具有代表性的区域进行爆破试验，将试爆区域进行分段，每3-5排钻孔为一段，自首段开始，逐段试爆；

(3)首段钻孔：水上施工船舶完成测量定位后，使用直径为D的大孔径钻机船在前三排作业点进行垂直钻孔，按照钻机船操作规程钻孔、检查炮孔孔底标高和成孔质量；

(4)首段装药：每钻完成一个炮孔就进行装药，装药时将乳化炸药绑扎成药柱，连接上起爆体，沿套管导入孔内，导入过程中拉紧吊炮绳缓慢下放，

(5)微差延时时间：炮孔排间或段间的微差延时，按形成新自由面所需时间的原则确定，且在前一排孔爆破时形成气体腔未被水回填的临界时间点，达到减小抛掷角θ介质密度的目的，通过多次试爆，获得延时的最或然值；

(6)分析调整试爆数据：爆破后根据采集并分析各项爆破数据，①爆破参数：装药量Q，堵孔长度L2、α值与理论值之差，②爆破抛掷效果分析：抛掷角、抛掷距离与理论值之差；

(7)试爆区逐段试爆：首段数据采集分析完毕后，根据分析结果调整爆破参数，采用调整后的爆破参数进行下一段的试爆，检验爆破结果；

(8)整体试爆：运用选定的爆破参数，再在典型施工区试爆，根据试爆的结果，对整个试爆区域进行微差试爆，搜集试爆数据，检验试爆结果；

(9)现场爆破：逐段试爆及整体微差试爆结束后，根据试爆所得的爆破参数，进行目标地点的抛掷爆破。