[发明专利]坝基及岩石基础爆破开挖方法

说明书

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，特别涉及一种坝基及岩石基础爆破开挖方法，应用于大型土木工程的爆破开挖。 

背景技术

大型土木工程中，采用爆破法开挖岩体时普遍存在开挖岩石损伤和保护围岩的相互矛盾；另外，还存在着快速施工与开挖成型难以同时实现、损伤精细控制难等待解决问题。中国西南地区水资源丰富，一大批在建和拟建的水利水电工程普遍面临岩石边坡的大规模快速开挖与边坡马道成型的矛盾，以及岩石基础施工进度与保护层开挖步骤繁琐的矛盾。现有技术中，结合美国、瑞典等国家众多矿山爆破开采的工程经验，传统的深孔台阶爆破施工效率往往很低，且对爆破孔底保留岩体的损伤较大；基于中国西南地区锦屏、溪洛渡等大型水电工程的开挖实践，水平预裂或水平光面爆破可以取得较为令人满意的开挖效果，但施工效率较为低下。 

近年来的爆破孔底设柔性垫层的小梯段孔间顺序起爆法，由于柔性垫层材料对爆破冲击波的缓冲作用有限，爆破孔底损伤依然较大，开挖的建基面起伏差较大，从而导致人工撬挖量较大；同时采用楔形药槽的普通聚能爆破，由于装置聚能效果有限，亦无法取得理想效果。如何提高爆破作业效率、减少爆破损伤，保证建基面平整度仍是目前急需解决的问题。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种可进一步提高爆破效率、减少爆破损伤的、保证建基面平整度的坝基及岩石基础爆破开挖方法。 

本发明思路为： 

在成排布置的爆破孔底部设置特定型式的消能座和缓冲层，通过特定型式的消能座多次反射爆炸冲击波，诱导爆炸冲击波能量向水平方向聚集，实现相邻爆破孔间岩体的充分破碎；同时，消能座的破碎和缓冲层的压实可消耗爆炸能量，从而减轻爆破对炮孔底部岩体的损伤，保证建基面的平整度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案： 

坝基及岩石基础爆破开挖方法，包括步骤：

步骤1，钻设爆破孔，并在爆破孔底铺设缓冲层；

步骤2，将消能座竖直安置于缓冲层上，并装药，消能座采用混凝土制备，所述的混凝土由水泥、水、铁砂和高效减水剂拌和胶凝形成，其中，水灰比为0.24～0.28，铁砂和水泥的质量比为（1.6～3.0）：1，高效减水剂质量为水泥质量的1.0%～2.0%；

步骤3，通过雷管进行起爆。

上述消能座为圆柱消能座或锥柱消能座，所述的锥柱消能座包括圆锥结构和圆柱结构。 

当消能座为圆柱消能座时，设置的爆破孔超深深度、缓冲层厚度及圆柱消能座高度应使得：安置于缓冲层上时圆柱消能座顶面与建基面齐平。 

当消能座为锥柱消能座时，设置的爆破孔超深深度、缓冲层厚度及锥柱消能座中圆柱结构高度应使得：安置于缓冲层上时锥柱消能座圆锥结构底面与建基面齐平。 

作为优选，圆柱消能座底面直径比爆破孔直径小15mm~20mm。 

作为优选，锥柱消能座中圆柱结构底面直径比爆破孔直径小15mm~20mm，圆锥结构的母线与底面呈45°，圆锥结构的高为底面直径的一半。 

步骤2具体为： 

将炸药药卷置于消能座上，采用塑料袋包裹消能座和炸药药卷，并采用胶带包扎，然后将塑料袋放入缓冲层上。

步骤3中所述的雷管设置于爆破孔内距爆破孔口d/2~3d/4处，d为爆破孔深度。 

  

和现有技术相比，本发明具有如下优点：

操作快捷方便，施工成本低，其通过消能座多次反射爆炸冲击波，诱导爆炸冲击波能量往水平方向聚集，实现相邻爆破孔间岩体的充分破碎，可进一步提高爆破效率，同时进一步减少爆破孔底部损伤，提高开挖面平整度。

附图说明

图1为本发明方法流程图； 

图2为消能座成型模具结构示意图，其中，图中（a）为圆柱消能座成型模具示意图，图中（b）为锥柱消能座成型模具示意图；

图3为爆破孔装药示意图，其中，图中（a）中爆破孔采用圆柱消能座，图中（b）中爆破孔采用锥柱消能座；

图4为爆破孔振动监测示意图。

图中，1-雷管；2-炸药；3-建基面；4-缓冲层；5-圆柱消能座；6-锥柱消能座；7-爆破孔；8-爆破区；9-爆破投掷方向。 

具体实施方式

    见图1，本发明方法的具体步骤如下： 

步骤1，钻设爆破孔。