后注水式高效安全环保的静态爆破方法及使用该方法的注水装置

摘要

本发明涉及静态爆破领域，具体说是后注水式高效安全环保的静态爆破方法及使用该方法注水装置，其包括在待静态爆破场所临空的作业面上按设计间隔钻数个孔；在每一孔内插入一注水管，注水管一端靠近对应的孔底，另一端伸出孔口；向孔内填装膨胀剂，填装快速凝固混合料将孔口密封，出气管的插入端与膨胀剂界面之间留有间隙；孔口密封凝固后向孔内注水。本静态破碎方法在作业面上采用潜孔钻大孔径阵列钻孔、筒状膨胀剂填装、后注水技术，适合在城市高楼旁、运行中的铁路、高速公路、高压输电铁塔旁的石方工程施工，达到了无震动、无飞石、无声响、无粉尘、安全环保的大工程量石方及混凝土拆除的静态爆破施工的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及静态爆破领域，具体说是一种高效安全环保的静态爆破方法及使用该方法的注水装置。

背景技术

静态爆破相对于炸药爆破而言，没有震动、没有飞石、声响、灰尘和环境污染，适合于紧靠建筑物旁的石方破碎拆除，运行中的铁路、公路、高压输电铁塔旁的石方等破碎拆除，是最环保的破碎拆除方式。

传统静态爆破方法是把膨胀剂与水按比例调和、充分搅拌成流体状后，由工人手工操作倒入孔径不大于50毫米，深度不大于3000毫米的孔中，膨胀剂与水产生化学反应引起体积膨胀使被拆除物体变形开裂，从而达到静态破碎目的。这种传统静态破碎技术只适合局部的、量小的花岗石、大理石荒料开片或需要局部移除的石方的拆除施工，其缺点是：1、由于膨胀剂与水调和成流体状后灌入孔中，灌入难度大且速度慢，为使灌入孔内的膨胀剂能同时反应膨胀，每次调和的膨胀剂数量受限，造成操作费时费工、效率低下；2、因膨胀剂与水经调和后是流体，在给孔内灌装的过程中容易产生水化反应发热汽化，经常出现不可控制的冲孔现象，操作人员眼睛受伤的情况经常发生。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种后注水式高效安全环保的静态爆破方法，该方法是可控制的，适合大工程量的石方破碎工程施工。

本发明所采用的技术方案为：后注水式高效安全环保的静态爆破方法，包括以下步骤：

（1）在待静态爆破场所临空的作业面上按设计间隔钻数个孔；

（2）在每一孔内插入一注水管，注水管一端插入孔底，另一端伸出孔口，在注水管所述一端的管壁上设置有开口，该开口可为设置在注水管所述一端端面的十字切口、V型切口或其他方式的开口，通过该开口可使注水管内的水快速流向孔底，从而使水从孔底逐渐向孔口蔓延，将孔内的膨胀剂侵泡的同时，挤压孔内空气往外排出；

（3）向孔内填装膨胀剂，待膨胀剂填至靠近孔口后，在孔口插入与该孔连通的出气管，并通过填装快速凝固混合料将孔口密封，出气管的插入端与膨胀剂界面之间留有间隙，该间隙可以保证孔内的空气从出气管排出，使水可以顺利注入孔内；

（4）孔口密封凝固后，通过注水管所述另一端向孔内注水，使膨胀剂和水发生化学反应，从而使膨胀剂产生膨胀作用；

（5）注水完成后，在膨胀剂的膨胀力作用下使被破碎体破碎。

作为优选，在插入注水管之前，先向每一孔内沿轴向插接数个防漏承插套管，再将注水管所述一端插入孔内底端的防漏承插套管中，该底端的防漏承插套管底端端面封闭。这样在有地质裂缝、有渗水的情况下，防漏承插套管可密封膨胀剂，使渗水不流入防漏承插套管内，也可保证防漏承插套管内的注水不从裂缝中流出。实施过程中，在无地质裂缝、无渗水的情况下在，可免去防漏承插套管，直接在孔内填装膨胀剂。膨胀剂最好是采用后注水式专用膨胀剂，当然也可采用普通膨胀剂。

作为优选，所述膨胀剂采用筒状包装，沿该膨胀剂轴向方向中心开具有通孔、圆周方向开有透水细孔，将每一个膨胀剂的通孔穿过注水管使膨胀剂填装入防漏承插套管内。在实施过程中，膨胀剂包装采用软硬包装均可，当采用软包装时，无需在其轴向方向中心开通孔，在操作时，只需直接用注水管刺破并穿过软包装膜使膨胀剂填入孔内。

作为优选，在相邻的两上下防漏承插套管中，上侧防漏承插套管的下端插入下侧防漏承插套管的上端的承插口内，可保证两防漏承插套管的插接处密封。

作为优选，注水时，待各出气管都出水时，继续注水一段时间以完成注水，待膨胀剂水化反应膨胀时，可从出气管排出热气，避免气体积累。在不同地区、不同季节、不同环境温度时，调整注水水池的水温，进而使所填装膨胀剂得到可控制的水化时间，产生最佳的破碎效果。

本静态破碎方法在作业面上采用潜孔钻大孔径阵列钻孔、筒状膨胀剂填装、后注水技术，适合在城市高楼旁、运行中的铁路、高速公路、高压输电铁塔旁的石方工程施工，达到了无震动、无飞石、无声响、无粉尘、安全环保的大工程量石方拆除的静态爆破施工的目的。

本发明还提供一种静态爆破的注水装置，其包括高压水泵，所述高压水泵通过进水管与水源连通，该高压水泵通过出水管将水输送至一注水分配器，该注水分配器通过数个注水软管将水分配至各个所述注水管，从而可通过一个注水分配器向各个孔内同时注水，不仅提高了效率，而且节省了成本。

作为优选，所述注水分配器包括一主水管，该主水管一端封闭，另一端连通所述出水管，在该主水管管壁安装有数个快速接头，每一快速接头与一所述注水软管一端连接，从而使得安装快捷，操作方便。

作为优选，每一所述注水软管另一端通过活动接头与对应的注水管连接，在注水完成后，可通过活动接头将注水软管拆卸，供下次使用。

本注水装置不仅结构简单，而且加工制作容易，成本低。

附图说明

图1是使用本发明方法时的操作示意图。

图2是本发明中防漏承插套管的放大图。

图3是本发明中筒状硬料膨胀剂的示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2和图3对本发明进一步详细说明：

在实施过程中，按现场实际地质及工作面情况，在有临空作业面的情况下，设计计算好钻孔排距与行间距后，再进行钻孔1，孔深应比注水管2短约300mm，在钻孔到一定排数时，可开始填装膨胀剂3。

一般地，在填装膨胀剂前，先向每一孔内沿轴向插接数个防漏承插套管4，作用是：（1）由于地质情况的不确定性，可能存在裂缝，易造成裂缝中的渗水流入孔内，导致膨胀剂过早膨胀；（2）防止由于地质裂缝漏水而不能使膨胀剂充分水化。在实施过程中，相邻的两上下防漏承插套管中，上侧防漏承插套管的下端插入下侧防漏承插套管的上端的承插口41内，这样一方面便于插接，另一方面插接处密封较严。

在实施过程中，可先将注水管2插入底端的防漏承插套管4，再将数个所述筒状膨胀剂的通孔31穿过注水管填装入防漏承插套管内。填充膨胀剂时，当膨胀剂填装至距孔口约400mm为止，靠孔边缘插入出气管5，填装快速凝固混合料，迅速填装孔口并夯实，待快速凝固混合料6凝固后，把准备好的高压水泵7的出水管71与注水分配器8连接好，高压水泵进水管72接入作为水源9的储水池，再将分配器通过快速接头81与各个注水软管82一端连接，每一注水软管的另一端通过活动接头83与插入孔内的各个注水管连接。在准备注水时，查看各接头是否连接牢固，确定无误，启动高压水泵进行注水，等到各出气管都出水时，继续注水约2-5分钟，以完成注水，再拆卸活动接头和注水软管。

本发明可根据施工现场的情况，设计好钻孔的排距与行间距阵列，用潜孔钻大量钻孔，同时分批装填、分批高压注水，各个孔内膨胀剂同时反应膨胀，极大的提高了静态破碎效益，同时避免了事故的发生，适合大量石方与混凝土静态破碎拆除工程要求，解决了传统静态爆破的技术不能大量拆除石方及混凝土的难题。

上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。