[发明专利]一种水下凿岩施工参数现场试验方法

说明书

本发明属于水下凿岩施工领域，具体的说是一种水下凿岩施工参数现场试验方法，S1、施工区域岩层钻探；进行土质勘察，掌握施工土质特性及分布特点，勘察方法包括测量、钻探、取样及室内土工试验，测算施工岩层饱和单轴抗压强度；S2、试验区域选划；根据施工区域的岩层钻探结果，选择饱和单轴抗压强度最大的施工区域进行凿岩施工现场原位试验；S3、试验方案设计；通过单因素试验采用控制变量法对凿岩棒提升高度、凿岩落锤前后位置距离、凿岩落锤左右位置距离和凿击次数分别进行试验；测算施工效率，揭示单种凿岩参数对岩石破碎效果和清礁厚度的影响规律。

技术领域

本发明属于水下凿岩施工领域，具体的说是一种水下凿岩施工参数现场试验方法。

背景技术

凿岩工艺是疏浚工程中破碎岩体的常用手段，通过将凿岩棒提升一定高度后放下，冲击水下岩体，达到顺利清礁的目的。凿岩工艺对周围施工环境影响小，施工限制条件少，能够兼顾施工、航道通行及环境保护，表现出巨大的前景和应用价值。随着对国内对环保的重视和通航压力的增加，凿岩工艺作为水下爆破工艺的替代方案，取得了越来越多的出场机会。

但凿岩施工工艺也存在其局限性，例如施工参数难以确定。一般的，由施工条件和环境决定的影响因素称为客观因素，如凿岩施工中的施工水深、海况条件、岩石强度等，可由人为操作直接进行调整的成为主观因素，如施工设备、施工参数等。合理的配置施工参数可以提高施工效率、加快施工进度，但由于水下凿岩施工案例较少且作为隐蔽工程难以直接观测，施工参数的配置缺少数据支撑，主观性强。因此迫切需要提供一种可以帮助确定特定场地中凿岩施工参数的现场试验方法。

为此，本发明提供一种水下凿岩施工参数现场试验方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决水下凿岩施工案例较少且作为隐蔽工程难以直接观测，施工参数的配置缺少数据支撑，主观性强的问题，本发明提出的一种水下凿岩施工参数现场试验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种水下凿岩施工参数现场试验方法，包括以下步骤：

S1、施工区域岩层钻探；进行土质勘察，掌握施工土质特性及分布特点，勘察方法包括测量、钻探、取样及室内土工试验，测算施工岩层饱和单轴抗压强度；

S2、试验区域选划；根据施工区域的岩层钻探结果，选择饱和单轴抗压强度最大的施工区域进行凿岩施工现场原位试验；

S3、试验方案设计；采用GPS定位配合钢丝悬吊凿岩棒，利用凿岩棒在空中与水中的自由降落形成的冲击力对水下岩层进行破碎；

S4、试验区域表面覆盖层开挖；水下硬岩表面有土质较为松软的覆盖层，采用抓斗式挖泥船清除表面覆盖层，为下层凿岩试验提供作业条件；

S5、试验前水深测量；在试验开始前，首先使用多波束测深系统测量试验区域水深，确定试验区域底高程，绘制水下地形图；

S6、现场凿岩试验；对试验区分块，使单因素试验单元A与多因素试验单元B形似“ABAB”交替布置；原位试验按照单因素及多因素试验分别进行凿岩作业；其中通过凿岩棒进行单因素试验单元A与多因素试验单元B进行凿岩操作时，凿岩棒的重心方向呈对称布置；凿岩完成后使用抓斗对各实验区凿击后的破碎岩块进行抓取，对抓得的岩石分拣取样时选择形状规则大小适当的岩石试样；通过改变凿岩棒的重心位置，获取不同凿岩棒不同重心位置时凿岩棒对岩层的破碎面积及破碎深度；

S7、试验样品获取；样品抓取完成后用清水对样品进行冲洗，去除岩样表面泥垢；冲洗结束后，对每个试验方案的样品进行收集整理，装入专用采样袋内，并按序堆放；

S8、试验后水深测量；在原位试验结束后，再次使用多波束测深系统测量试验区的水深，获取凿岩试验后的试验区域水深；

S9、样品的整理与统计；试验效果通过硬岩处理厚度、岩石破碎块度及分形维数进行评判，需对该三种因素进行整理与统计；