CN102519323B - 切缝管预裂爆破法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种切缝管预裂爆破法，该方法包括以下步骤：(1)对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破开挖区内布置微差爆破孔；(2)沿爆破开挖区周边轮廓线布置预裂爆破孔；(3)将切缝管置于预裂爆破孔中，使切缝管的两切缝处在预裂爆破孔轴线构成的平面内；(4)对预裂爆破孔中的切缝管进行爆破装药，并布设低段雷管；(5)对主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行爆破装药，并比预裂爆破孔高二段开始隔段布设微差爆破雷管；(6)对主体爆破开挖区内微差爆破孔和预裂爆破孔进行堵塞；(7)连接起爆网路，实施爆破；(8)出渣；(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。本发明在减小对保留岩体损伤破裂的同时改善预裂缝的成形质量并降低工程成本。

Description

切缝管预裂爆破法
技术领域
本发明涉及控制爆破领域中的预裂爆破法，尤其涉及切缝管预裂爆破法。
背景技术
预裂爆破法是在开挖轮廓线上钻凿相互平行的密集爆破孔，装炸药和同段雷管，并使之先于其它爆破孔起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后各爆破孔间将形成相互贯通的裂隙即预裂缝，使主体开挖部位的岩体与需要保留的岩体分割开来，此后再爆破主体开挖部位的岩体，由于轮廓线上预裂缝已形成，所以主体开挖部位的岩体爆破时不会引起保留岩体破坏，并使保留岩体壁面较光滑平整。
预裂爆破法形成的贯通裂隙即预裂缝具有显著的阻隔爆破作用和爆破地震的效果，能显著减小主体开挖部位岩体爆破对保留岩体的扰动，并具有使开挖轮廓壁面平整的功效，有利保留岩体稳定。但这种爆破方式钻孔数量多，炸药和其它材料消耗量也大，且费工费时，影响工作效率，增加工程成本。随着工程建设对爆破技术要求的提高，例如精密机器墩台的部分拆除、特种地下工程的开挖、永久隧道的掘进、重大边坡工程的切坡等，均要求采取十分严格的保护措施，不容许对保留岩体产生破坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在减小对保留岩体损伤破裂的同时，改善预裂缝的成形质量并降低工程成本的切缝管预裂爆破法。
为解决上述问题，本发明所述的切缝管预裂爆破法，包括以下步骤：
(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破开挖区内布置微差爆破孔；
(2)沿所述爆破开挖区周边轮廓线布置预裂爆破孔；
(3)将切缝管置于所述预裂爆破孔中，使所述切缝管的两切缝处在所述预裂爆破孔轴线构成的平面内，即处在将形成的预裂缝平面内；
(4)根据岩体的类到对所述预裂爆破孔中的所述切缝管进行爆破装药，并布设低段雷管；其中所述岩体属于软岩时线装药密度为70～120g/m，所述岩体屈于中硬岩时线装药密度为120～300g/m，所述岩体属于硬岩时线装药密度为300g/m～350g/m；
(5)根据微差爆破设计要求对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行所述爆破装药，并比所述预裂爆破孔高二段开始隔段布设微差爆破雷管；
(6)对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔和所述预裂爆破孔进行堵塞；
(7)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即先所述预裂爆破孔中所述切缝管的低段雷管同时起爆，接着所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔起爆；
(8)出渣；
(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。
所述步骤(2)中预裂爆破孔的直径为38～42mm，且所述预裂爆破孔的孔间距为所述预裂爆破孔直径的15～40倍。
所述步骤(3)中的切缝管是指包括底端封闭、顶端开口的空心管；所述空心管的横截面呈圆形，且沿其轴线方向在直径的两端分别设有一切缝。
所述切缝管的壁厚为0.5～4.5mm。
所述切缝管的直径比所述预裂爆破孔的直径小5～11mm。
所述切缝的宽为3～5mm，其长度是自所述底端至离所述顶端为20cm处的距离。
所述切缝管由金属、塑料或PVC材料制成。
用下述方法代替权利要求1中所述步骤(7)：连接起爆网路，先起爆所述预裂爆破孔，然后起爆所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明沿爆破开挖区周边轮廓线钻凿预裂爆破孔，将切缝管置于预裂爆破孔中，然后将炸药和雷管装入切缝管，并进行爆破孔堵塞，最后起爆，实施切缝管预裂爆破。一方面，切缝两边的管壁仅在封闭的底端和顶端相连，从而保证了切缝足够长，最大限度地减小切缝两边管壁的约束，保证爆轰波和爆轰产物通过切缝对预裂爆破孔壁产生直接作用，使孔壁开裂，并使裂缝发展；另一方面，爆轰波和爆轰产物以高压作用于切缝管内壁，使预裂爆破孔受到切缝管外壁的压力，压力的合力垂直于预裂缝，由于切缝管的切缝两边完全对称，因而它们受到的合力大小相等、方向相反，它们将导致切缝所对的预裂爆破孔壁出现拉应力集中，加强了预裂缝平面上的拉应力，由于岩体和混凝土的抗拉强度很低，致使预裂缝形成和发展。
因此，通过切缝管预裂爆破不仅控制超欠挖和改善保留岩体成形质量，尤其借助切缝管预裂爆破形成的预裂缝减小开挖区岩体爆破对保留岩体的破坏和扰动，并使周边壁面平整，成型好，而且提高工程质量。
2、本发明中切缝管的独特结构，不仅有利于切缝处爆破孔壁的开裂和裂缝的发展，而且切缝两边的管壁通过管的底端和管口附近无切缝部分连接到一起，有利于施工；同时本发明减少钻孔数量，节省爆破器材，降低支护材料消耗，减小支护工作量，省时省力，从而提高了工作效率，加快了工程进度。
3、本发明适用于矿山开采、爆破拆除、水利工程、城市建设、公路铁路等。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的装药结构示意图
图2为本发明的切缝管结构示意图。
图3为本发明的切缝管A-A剖视图。
图4为本发明的切缝管B-B剖视图。
图5为本发明的爆破作用示意图。
图中：1-预裂爆破孔    2-切缝管    3-爆破装药    4-岩体    5-预裂缝6-切缝    7-底端    8-顶端。
具体实施方式
实施例1切缝管预裂爆破法(如图1、图5所示)，包括以下步骤：
(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破开挖区内布置微差爆破孔。
(2)沿爆破开挖区周边轮廓线布置预裂爆破孔1。
其中：预裂爆破孔1的直径为38～42mm，且预裂爆破孔1的孔间距为预裂爆破孔1直径的15～40倍。
(3)将切缝管2置于预裂爆破孔1中，使切缝管2的两切缝处在预裂爆破孔1轴线构成的平面内，即处在将形成的预裂缝5平面内。
其中：切缝管2是指包括底端7封闭、顶端8开口的空心管。空心管的横截面呈圆形，且沿其轴线方向在直径的两端分别设有一切缝6，即两切缝成180°角；切缝6的宽为3～5mm，其长度是自底端7至离顶端8为20cm处的距离(参见图2～4)。切缝管2由金属、塑料或PVC材料制成，其壁厚为0.5～4.5mm。切缝管2的直径比预裂爆破孔1的直径小5～11mm。
(4)根据岩体4的类型对预裂爆破孔1中的切缝管2进行爆破装药3，并布设低段雷管。其中岩体4属于软岩时线装药密度为70～120g/m，岩体4属于中硬岩时线装药密度为120～300g/m，岩体4属于硬岩时线装药密度为300g/m～350g/m。
(5)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行爆破装药3，并比预裂爆破孔1高二段开始隔段布设微差爆破雷管。
(6)对主体爆破开挖区内的微差爆破孔和预裂爆破孔1进行堵塞。
(7)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即先预裂爆破孔1中切缝管2的低段雷管同时起爆，接着主体爆破开挖区内的微差爆破孔起爆。
(8)出渣；
(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。
实施例2切缝管预裂爆破法(如图1、图5所示)，包括以下步骤：
(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破开挖区内布置微差爆破孔。
(2)沿爆破开挖区周边轮廓线布置预裂爆破孔1。
其中预裂爆破孔1同实施例1。
(3)将切缝管2置于预裂爆破孔1中，使切缝管2的两切缝处在预裂爆破孔1轴线构成的平面内，即处在将形成的预裂缝5平面内。
其中切缝管2同实施例1。
(4)根据岩体4的类型对预裂爆破孔1中的切缝管2进行爆破装药3，并布设低段雷管。其中岩体4的线装药密度同实施例1。
(5)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行爆破装药3，并比预裂爆破孔1高二段开始隔段布设微差爆破雷管。
(6)对主体爆破开挖区内的微差爆破孔和预裂爆破孔1进行堵塞。
(7)连接起爆网路，先起爆预裂爆破孔1，然后起爆主体爆破开挖区内的微差爆破孔。
(8)出渣；
(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。

Claims (8)

1.切缝管预裂爆破法，包括以下步骤：
(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破开挖区内布置微差爆破孔；
(2)沿所述爆破开挖区周边轮廓线布置预裂爆破孔(1)；
(3)将切缝管(2)置于所述预裂爆破孔(1)中，使所述切缝管(2)的两切缝处在所述预裂爆破孔(1)轴线构成的平面内，即处在将形成的预裂缝(5)平面内；
(4)根据岩体(4)的类型对所述预裂爆破孔(1)中的所述切缝管(2)进行爆破装药(3)，并布设低段雷管；其中所述岩体(4)属于软岩时线装药密度为70～120g／m，所述岩体(4)属于中硬岩时线装药密度为120～300g／m，所述岩体(4)属于硬岩时线装药密度为300g／m～350g／m；
(5)根据微差爆破设计要求对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行所述爆破装药(3)，并比所述预裂爆破孔(1)高二段开始隔段布设微差爆破雷管；
(6)对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔和所述预裂爆破孔(1)进行堵塞；
(7)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即先所述预裂爆破孔(1)中所述切缝管(2)的低段雷管同时起爆，接着所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔起爆；
(8)出渣；
(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。
2.如权利要求1所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：所述步骤(2)中预裂爆破孔(1)的直径为38～42mm，且所述预裂爆破孔(1)的孔间距为所述预裂爆破孔(1)直径的15～40倍。
3.如权利要求1所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：所述步骤(3)中的切缝管(2)是指包括底端(7)封闭、顶端(8)开口的空心管；所述空心管的横截面呈圆形，且沿其轴线方向在直径的两端分别设有一切缝(6)。
4.如权利要求3所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：所述切缝管(2)的壁厚为0.5～4.5mm。
5.如权利要求3所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：所述切缝管(2)的直径比所述预裂爆破孔(1)的直径小5～11mm。
6.如权利要求3所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：所述切缝(6)的宽为3～5mm，其长度是自所述底端(7)至离所述顶端(8)为20cm处的距离。
7.如权利要求3所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：所述切缝管(2)由金属或塑料材料制成。
8.如权利要求1所述的切缝管预裂爆破法，其特征在于：用下述方法代替权利要求1中所述步骤(7)：连接起爆网路，先起爆所述预裂爆破孔(1)，然后起爆所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔。
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