防渗墙施工中针对冲积花岗岩性巨孤漂石的施工工艺

摘要

本发明公开了一种防渗墙施工中针对冲积花岗岩性巨孤漂石的施工工艺。包括：钻孔准备，钻孔设备选择，孔径确定，超前同轴钻孔，地质探测，孤石精准爆破。上述工艺步骤的爆破设计，实现对大孤漂卵石进行精确定位爆破，同时对覆盖层中的较小孤漂石进行全断面微药量微爆破处理。本发明在钻孔时严格控制钻孔精度，并对地层情况进行详细记录、分析；针对不同的地层，采用差量化炸药配置，同时对大孤漂卵石位置进行精确定位，减少了炸药用量炸药串制作时间，节约了施工工期，降低了施工成本，同时最大限度避免了对原始地层的不必要扰动，为后期防渗墙槽孔施工的稳定性提供了保障。

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程建设技术领域，尤其属于水利水电工程中高防渗墙工程施工建设技术领域，具体涉及一种防渗墙施工中针对冲积花岗岩性巨孤漂石的施工工艺。

背景技术

在水利水电工程中，作为基础防渗处理方式的防渗墙得到了广泛应用，在防渗墙施工中常常会遇到随机分布的的孤漂石，由于形状大小各异、厚度不一，孔内状况复杂，穿透孤漂石成孔难度大，在这类地层中钻孔成槽钻进效率低、钻具寿命短，易产生卡钻、斜孔、掉钻头、塌孔等事故，成槽速度慢，严重影响施工的正常进度，有的甚至因施工无法进展而不得不变更设计，花费成本较高，经济效益差。

防渗墙构建过程中一般采用“钻凿法”、“重锤法”、“水下钻爆法”等进行地层中的孤漂石处理，尽管防渗墙孤石处理施工在我国水电工程实践中取得了一系列成果，但在高寒高海拔地区深V峡谷崩坡冲积花岗岩性巨孤漂石地层的处理研究仍显不足，在很大程度上制约着防渗墙施工技术的发展。

传统的“钻凿法”、“重锤法”处理一般岩性的大孤漂卵块石，实用性较强，但对强度较高的花岗岩性大孤漂块石施工效率低、钻具磨损快、孔斜难以控制；常规的孤石预爆施工工艺一般采用全孔装药爆破方式，对地层扰动较大，容易造成新的松散架空层，增加防渗墙成槽施工风险，在防渗墙施工过程中采用的“水下钻孔爆破”、“孔内定向聚能爆破”等方式存在钻孔定位难度大，炸药下设不到位等情况，且槽内爆破对防渗墙孔壁容易扰动，极易造成塌孔漏浆事故。受处理事故的影响，施工工期难以保证。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种防渗墙施工中针对冲积花岗岩性巨孤漂石的施工工艺。本发明要解决的问题是针对高寒高海拔地区深V峡谷崩坡冲积花岗岩性巨孤漂石地层，提供一种快速、准确、安全进行防渗墙轴线范围大孤漂块石处理施工工艺，以提高防渗墙成槽工效，确保施工工期。

本发明在防渗墙施工中采用超前同轴地层预探钻孔及孔内精确爆破实现冲积花岗岩性巨孤漂石的处理。

本发明通过以下技术方案实现：

防渗墙施工中针对冲积花岗岩性巨孤漂石的施工工艺，包括以下工艺步骤：

1)钻孔准备：包括测量并放出防渗墙轴线，沿防渗墙轴线按照间距2.0m布设预探预爆钻孔，钻孔中心采用钢钉以及石灰进行标记定位，钻机准备及就位；

2)钻孔设备：采用全液压履带式锚固钻机钻孔，具体可以是英格索兰KR805-1型全液压履带式钻机配高风压阿特拉斯XHS485空压机；

3)孔径：钻孔孔径为φ165mm；

4)超前同轴钻孔：钻机就位后，首先将φ152mm带扩孔套同心钻头中心与标记定位的钻孔中心进行对正校核，确保钻孔垂直度，然后进行跟管钻进，按3.0m/次的频率校核钻孔垂直度，发现钻孔偏斜马上进行纠偏，如此循环钻进至设计孔深，最后向钻孔内下设φ110mmPVC管保护钻孔，起拔套管；

5)地质探测：在步骤4)实施过程中，由专人对钻孔速度、孔内返渣情况进行详细观察和记录，绘制钻孔地质情况剖面图，从而对大孤漂石的准确位置以及基岩与覆盖层的分界线进行判断；

6)孤石精准爆破：根据步骤5)所获得的钻孔地质剖面图，根据不同地层的成份，将整个钻孔地层划分覆盖层段、孤石段、基岩段，覆盖层段自孔口往下6.0m作为爆破堵塞段不装设炸药，其余覆盖层段作为单节装药段，孤石段按单节装药段3倍药量装药，基岩段不装药。

通过上述工艺步骤的爆破设计，实现对大孤漂卵石进行精确定位爆破，同时对覆盖层中的较小孤漂石进行全断面微药量微爆破处理。

所述的超前同轴布孔是指在防渗墙施工平台部分或全部形成后，防渗墙临建设施导向槽等开始修建前，对防渗墙轴线进行准确放样，然后沿防渗墙轴线进行预探预爆孔布置，孔位偏差不得超过3cm。

所述的超前同轴钻孔方法是采用英格索兰KR805-1型全液压履带式钻机配高风压阿特拉斯XHS485空压机及配套的带扩孔套的同心钻头、套管进行钻进，开孔前将钻头与钻孔中心校正对齐，钻进过程中随时保持钻孔垂直度至终孔。

所述地质探测是由专人对钻孔速度、孔内返渣情况进行详细观察和记录，通过每一钻进段次的返渣判断出覆盖层、孤石、基岩等的准确位置。

所述的精确定位爆破方法是根据地质探测确定的孤石具体位置，然后在炸药串制作时，将炸药准确布置到相应位置进行爆破作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与常规防渗墙在成槽过程中进行孤石处理工艺相比较，本发明采用超前同轴地层预探钻孔及孔内精确爆破处理工艺，其具有施工速度快，施工组织灵活，几乎不占直线工期，对后续施工无干扰。

与常规预爆孔钻孔相比较，本发明在钻孔时严格控制钻孔精度，并对地层情况进行详细记录、分析，不仅为对大孤漂石进行精准爆破提供较为准确的数据，也为防渗墙成槽施工工艺的选择提供依据，同时也对基覆分界线的判定提供参考资料。

本发明针对不同的地层，采用差量化炸药配置，同时对大孤漂卵石位置进行精确定位，减少了炸药用量炸药串制作时间，节约了施工工期，降低了施工成本，同时最大限度避免了对原始地层的不必要扰动，为后期防渗墙槽孔施工的稳定性提供了保障。

附图说明

图1是本发明超前同轴地层预探钻孔平面布置示意图；

图2是图1A-A剖面钻孔地层情况示意图；

图3是图1A-A剖面爆破装药示意图。

图中，1是施工平台，2是轴线，3是孔位，4是覆盖层段，5是孤石段，6是基岩段，7是乳化炸药，8是导爆索，9是PVC管，10是麻绳，11是封堵段。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合图1至图3。

一种防渗墙施工中针对冲积花岗岩性巨孤漂石的施工工艺，包括以下工艺步骤：

1)钻孔准备：包括测量并放出防渗墙轴线，沿防渗墙轴线按照间距2.0m布设预探预爆钻孔，钻孔中心采用钢钉以及石灰进行标记定位，钻机准备及就位；

2)钻孔设备：本发明采用英格索兰KR805-1型全液压履带式钻机配高风压阿特拉斯XHS485空压机；

3)超前同轴钻孔：钻机就位后，首先将φ152mm带扩孔套同心钻头中心与标记定位的钻孔中心进行对正校核，确保钻孔垂直度，然后进行跟管钻进，按3.0m/次的频率校核钻孔垂直度，发现钻孔偏斜马上进行纠偏，如此循环钻进至设计孔深，最后向钻孔内下设φ110mmPVC管保护钻孔，起拔套管；

4)地质探测：在步骤3)实施过程中，由专人对钻孔速度、孔内返渣情况进行详细观察和记录，绘制钻孔地质情况剖面图，从而对大孤漂石的准确位置以及基岩与覆盖层的分界线进行判断；

5)孤石精准爆破：根据步骤4)所获得的钻孔地质剖面图，根据不同地层的成份，将整个钻孔地层划分覆盖层段、孤石段、基岩段，覆盖层段自孔口往下6.0m作为爆破堵塞段不装设炸药，其余覆盖层段作为单节装药段，孤石段按单节装药段3倍药量装药，基岩段不装药。

通过爆破设计，采用上述工艺步骤，实现对大孤漂卵石进行精确定位爆破，同时对覆盖层中的较小孤漂石进行全断面微药量微爆破处理。

防渗墙施工平台1，根据设计要求进行填筑、压实，填筑料在防渗墙轴线2前后3.0m范围内不得有粒径超过40cm的孤石。

防渗墙轴线2采用全站仪进行精确放样，并采用石灰沿轴线进行明确标识。

预探预爆孔3布孔，沿防渗墙轴线2按照间距2.0m进行布置，孔位采用钢钉及红油漆进行标识，若标识损坏应重新进行测量布孔，确保孔位的准确性。

预探预爆孔3钻孔施工方法是：采用英格索兰KR805-1型全液压履带式钻机配高风压阿特拉斯XHS485空压机，采用φ152mm带扩孔套同心钻头配φ146mm套管跟管方式钻进覆盖层(孤石)成孔，基岩范围采用φ110mm同心钻头钻进成孔。开孔前，首先将钻头中心与孔位中心进行校正对齐，确保钻孔垂直度，然后进行跟管钻进，按3.0m/次的频率校核钻孔垂直度，发现钻孔偏斜马上进行纠偏，如此循环钻进至设计孔深。当钻进至基岩时，将φ152mm同心钻头换成φ110mm同心钻头钻进15m终孔。终孔后，向钻孔内下设φ110mmPVC管保护钻孔，起拔套管。

地质探测施工方法主要通过预探预爆孔3在钻孔过程中，由专人对钻进速度、孔内返渣的岩性进记录、分析，从而确定出4覆盖层段、5孤漂石段、6基岩段的具体位置，从而用于指导炸药的药量以及下设位置。

孤石精准爆破施工方法是：根据地质探测确定的4覆盖层段、5孤漂石段、6基岩段的具体位置，首先用50m长钢卷尺在地面上按照4覆盖层段、5孤漂石段的累计深度进行测放；其次将8导爆索、9φ10mmPVC管按照4覆盖层段、5孤漂石段的累计深度在顶部增加50cm测放出来，同时将10麻绳按相同长度在顶部增加100cm长度测放到位；然后自底部往上将7炸药，按照爆破设计4覆盖层安装一排φ32mm乳化炸药，5孤漂石段安装三排φ32mm乳化炸药，6基岩段及11炮孔封堵段不安装炸药；最后采用细沙对3预探预爆孔进行封堵密实后，采用雷管“电力起爆法”进行爆破。

在针对高寒高海拔地区深V峡谷崩坡冲积花岗岩性巨孤漂石地层采用超前同轴地层预探钻孔及孔内精确爆破处理工艺，通过对钻孔水平向及垂直向位置的有效控制保证了防渗墙轴线范围钻孔的有效性，同时摸清了实际施工地质情况，准确地掌握了巨孤漂石的实际位置，通过精准爆破对巨孤漂石进行有效的处理，节约了成本，加快了进度，为防渗墙施工的顺利按期完成提供了可靠保障。