特大型危岩治理施工方法与流程

本发明涉及危岩爆破领域，具体的是一种特大型危岩治理施工方法。

背景技术：

危岩带地貌类型为高陡的陡崖地形时，陡崖上会分布存在多处危岩体，以重庆金佛山甑子岩为例，主要有以23号、29号危岩体为代表的两级危岩带，危岩带可能崩塌总规模为593.86×104m³，为特大型危岩带。危岩空间形态呈半圆柱形，上部宽下部窄，危岩体中上部略向陡崖外侧凸起，危岩最大高度约220m，危岩体后缘有一贯通性的卸荷裂隙将危岩与后缘母体危岩完全分离。危岩处理体位于90°垂直陡坡，上下垂直落差达400m，处理边坡高175m，削坡方量为230万m³。

现有的危岩治理工程中存在着诸多问题，而现有技术中则是针对个别问题提出的针对性方案，但如何规划整体施工方案，在保证施工效率的前提下，降低施工设备成本投入、保障施工作业的有序进行是现阶段需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种特大型危岩治理施工方法，解决了特大危岩施工中存在的施工布置、施工方法、施工程序、施工设备配置、施工安全控制等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种特大型危岩治理施工方法，危岩体顶部设置进场道路，危岩体由上向下逐层进行开挖施工，待上一层施工完毕并完成支护作业之后，再进行下一层施工，施工设备随施工面一同下降，在最下层施工面完成后设置出场道路；

所述的开挖施工具体包括以下步骤：

1）以距离爆破区外20m处的危岩体爆破振动速度值=10cm/s为基准，作为危岩体削方爆破振动的安全控制标准，进行单段孔最大制药量控制；

2）采用钻机在危岩体以及母岩上进行主爆破孔、缓冲孔和预裂孔的钻设作业，并根据步骤1）所计算的装药量在主爆破孔、缓冲孔和预裂孔中进行炸药装填；

3）预先通过预裂孔沿开挖边坡设计轮廓面进行预裂爆破作业，然后由危岩体向母岩方向逐步推进并进行爆破作业；

4）爆破完成之后，通过挖掘机逐层进行爆破渣料的开挖，并在最顶部的覆盖层上选定卸料口位置；

5）开挖后的爆破渣料通过自卸汽车转运至卸料口，依靠推土机推料至下方集料平台。

优选的方案中，所述的危岩体的开挖边坡上布置由垂直运输系统以及爬梯；

所述的垂直运输系统包括支撑架，支撑架设置在边坡以及马道上，用于支撑轨道，轨道上设置卷扬机，卷扬机上的牵引绳与运输小车连接；

所述的爬梯包括踏步以及设置在踏步两侧的栏杆，位于最上端的踏步与马道平齐。

优选的方案中，所述的危岩体采用“深孔台阶爆破法”进行削坡施工，竖向上按照“自上而下”的分层开挖方式，具体为：

1）在水平面上由危岩体向母岩方向开挖至超过危岩体与母岩之间的裂缝；

2）继续开挖母岩至开挖边坡，预留保护层并进行边坡支护；

3）按照上述步骤逐层分台阶进行危岩体以及母岩的开挖施工；

4）完成危岩体以及母岩开挖施工作业之后，挖除保护层。

优选的方案中，每层台阶分两次开挖，单次剥离高度为台阶高度的1/2。

优选的方案中，所述的步骤1）中，开挖施工由单层台阶的中部开始，并采用两侧交替开挖的方式横向进行单层台阶的开挖。

优选的方案中，所述的步骤2）中，开挖作业在纵向分为多段开挖区，且每段开挖区采用两侧交替开挖的方式横向进行。

优选的方案中，开挖至设计边坡时，预留一排主爆破孔，与缓冲孔一同爆破。

优选的方案中，所述的主爆破孔采用连续装药结构高段导爆管雷管入孔，孔外用低段导爆管接力起爆；

所述的缓冲孔（采用间隔装药结构，并利用砂土间隔，缓冲孔底部加强装药，中、上部减弱间隔装药，缓冲孔内导爆索入孔，导爆索收出孔外，数孔引出的导爆索用主导索联接，用导爆管雷管起爆，装药量及炮孔间、排距为主炮孔的1/3～2/3；

所述的预裂孔采用不耦合间隔装药结构，并利用空气间隔，不耦合系数为3.3，预裂孔底部加强装药，中部正常装药，上部减弱装药，预裂孔内导爆索入孔，将炸药、导爆索绑扎在竹片上，导爆索收出孔外，数孔引出的导爆索用主导索联接，并用导爆管雷管起爆。

优选的方案中，所述的主爆破孔、缓冲孔和预裂孔均通过cm351钻机钻孔，钻机钻臂上设置坡度测量仪，依靠坡度测量仪控制主爆破孔、缓冲孔和预裂孔的钻孔角度与设计坡面角一致。

优选的方案中，所述的步骤1）中，危岩体削方爆破振动的安全控制标准通过爆破测振仪进行监测控制，爆破测振仪设置在母岩上，在危岩体上设置多个监测点，监测点控制在爆破区外20m处，通过爆破后所监测到的爆破振动速度实际值与10cm/s设计值的偏差进行单段孔最大制药量控制。

本发明所提供的特大型危岩治理施工方法，通过采用上述方法，有效解决了施工设备进出场困难、施工材料输运困难、爆破对岩体稳定性影响大的问题，为危岩治理工程提供了更全面的方案规划，解决了施工布置、施工方法、施工程序、施工设备配置、施工安全控制等一系列问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明中的进出作业面道路布置图。

图2为本发明中垂直运输系统的结构示意图。

图3为本发明中爬梯的结构示意图。

图4为本发明中危岩体的竖直分层分区示意图。

图5为本发明中危岩体开挖平面分块图。

图6为本发明中梯段开挖钻孔示意图。

图7为本发明中石方开挖钻孔布置图。

图8为本发明中主爆破孔结构示意图。

图9为本发明中缓冲孔结构示意图。

图10为本发明中预裂孔结构示意图。

图11为本发明中危岩体爆破振动观测图。

图12为本发明中炮孔钻孔示意图。

图13-15为本发明中爆破渣料倒运过程中的示意图。

图中：危岩体1，进场道路101，出场道路102，施工道路2，支撑架3，轨道4，卷扬机5，牵引绳6，运输小车7，马道8，踏步9，栏杆901，母岩10，裂缝11，保护层12，卸料口13，主爆破孔14，缓冲孔15，预裂孔16，爆破区17，监测点18，爆破测振仪19，坡度测量仪20，钻机21，挖掘机22，集料平台23，自卸汽车24，推土机25。

具体实施方式

实施例1：

一种特大型危岩治理施工方法，危岩体1顶部设置进场道路101，危岩体1由上向下逐层进行开挖施工，待上一层施工完毕并完成支护作业之后，再进行下一层施工，施工设备随施工面一同下降，在最下层施工面完成后设置出场道路102；

如图1中，危岩体1开挖至▽1650m设计高程时，从左向右进行台阶式开挖，形成▽1640m、▽1630m、▽1620m、▽1610m、▽1600m、▽1590m平台，修建一条由▽1640m至▽1590m的施工道路，再由▽1590m与出场道路102连接，施工设备如钻孔、自卸汽车、推土机、挖掘机等由此道路退场。

所述的开挖施工具体包括以下步骤：

1）以距离爆破区17外20m处的危岩体1爆破振动速度值=10cm/s为基准，作为危岩体1削方爆破振动的安全控制标准，进行单段孔最大制药量控制；

2）采用钻机21在危岩体1以及母岩10上进行主爆破孔14、缓冲孔15和预裂孔16的钻设作业，并根据步骤1）所计算的装药量在主爆破孔14、缓冲孔15和预裂孔16中进行炸药装填；

3）预先通过预裂孔16沿开挖边坡设计轮廓面进行预裂爆破作业，然后由危岩体1向母岩10方向逐步推进并进行爆破作业；

4）爆破完成之后，通过挖掘机22逐层进行爆破渣料的开挖，并在最顶部的覆盖层上选定卸料口13位置；

5）开挖后的爆破渣料通过自卸汽车24转运至卸料口13，依靠推土机25推料至下方集料平台23。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图2、3，所述的危岩体1的开挖边坡上布置由垂直运输系统以及爬梯；

所述的垂直运输系统包括支撑架3，支撑架3设置在边坡以及马道8上，用于支撑轨道4，轨道4上设置卷扬机5，卷扬机5上的牵引绳6与运输小车7连接；

所述的运输小车7上设置断绳自锁装置，牵引绳6拉断失去作用的情况下，运输小车7自锁装置启动，运输小车7卡在轨道4上，确保施工安全。

运输小车7上还设置卡死制动装置，运输小车7在运动过程中，如车轮与轨道4卡死的情况下，当牵引绳6拉力达到设置限制时，卷扬机自动抱闸自锁，不再运转

所述的爬梯包括踏步9以及设置在踏步9两侧的栏杆901，位于最上端的踏步9与马道8平齐。

实施例3：

如图4、5，所述的危岩体1采用“深孔台阶爆破法”进行削坡施工，竖向上按照“自上而下”的分层开挖方式，具体为：

1）在水平面上由危岩体1向母岩10方向开挖至超过危岩体1与母岩10之间的裂缝11；

2）继续开挖母岩10至开挖边坡，预留保护层12并进行边坡支护；

3）按照上述步骤逐层分台阶进行危岩体1以及母岩10的开挖施工；

4）完成危岩体1以及母岩10开挖施工作业之后，挖除保护层12。

如图4中所示，危岩体1整体开挖顺序为a→b→c→……→s→t→u。

优选的方案中，每层台阶分两次开挖，单次剥离高度为台阶高度的1/2。

优选的方案中，所述的步骤1）中，开挖施工由单层台阶的中部开始，并采用两侧交替开挖的方式横向进行单层台阶的开挖。

如图5中所示，步骤1）中，开挖由a→b→c→……→k→l→m。

优选的方案中，所述的步骤2）中，开挖作业在纵向分为多段开挖区，且每段开挖区采用两侧交替开挖的方式横向进行。

如图5中所示，步骤2）中，开挖由n→o→p→……→v→w→x。

优选的方案中，开挖至设计边坡时，预留一排主爆破孔14，与缓冲孔15一同爆破。

实施例4：

如图6-10中，所述的主爆破孔14采用连续装药结构高段导爆管雷管入孔，孔外用低段导爆管接力起爆；

所述的缓冲孔15采用间隔装药结构，并利用砂土间隔，缓冲孔15底部加强装药，中、上部减弱间隔装药，缓冲孔15内导爆索入孔，导爆索收出孔外，数孔引出的导爆索用主导索联接，用导爆管雷管起爆，装药量及炮孔间、排距为主炮孔的1/3～2/3；

所述的预裂孔16采用不耦合间隔装药结构，并利用空气间隔，不耦合系数为3.3，预裂孔16底部加强装药，中部正常装药，上部减弱装药，预裂孔16内导爆索入孔，将炸药、导爆索绑扎在竹片上，导爆索收出孔外，数孔引出的导爆索用主导索联接，并用导爆管雷管起爆。

优选的方案如图12中，所述的主爆破孔14、缓冲孔15和预裂孔16均通过cm351钻机钻孔，钻机钻臂上设置坡度测量仪20，依靠坡度测量仪20控制主爆破孔14、缓冲孔15和预裂孔16的钻孔角度与设计坡面角一致。

优选的方案如图11中，所述的步骤1）中，危岩体1削方爆破振动的安全控制标准通过爆破测振仪19进行监测控制，爆破测振仪19设置在母岩10上，在危岩体1上设置多个监测点18，监测点18控制在爆破区17外20m处，通过爆破后所监测到的爆破振动速度实际值与10cm/s设计值的偏差进行单段孔最大制药量控制。

实施例5：

如图13-15所示，开挖卸料口13附近的爆破渣料，采用反铲翻料至下部集料平台23，台阶爆破渣料采用挖掘机22挖装，20t自卸汽车24倒运，由卸料口13至下部取料平台。为确保施工安全，自卸汽车24在距离卸料口5m外卸车，由推土机25推料至下部平台。