CN103968718A - 隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，在已有台车横向的顶梁和两侧的下层悬臂梁上分别设置标记尺，标记尺上设有可移动的标记物，用于标记钻杆两端到隧道中心线的距离，通过直角三角形角度与边长的关系，将对炮孔角度的控制转化为对钻杆两端到隧道中心线距离的控制。成本低廉、易于接受、对施工影响小、方便实施，还可以保证钻孔角度的准确性。

Description

隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法
技术领域
本发明涉及一种大断面硬岩隧道施工技术，尤其涉及一种隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法。
背景技术
钻爆法以其快速、灵活和适应性强的特点，仍然是我国现阶段隧道施工采用的主要方法，尤其是对于大断面硬岩隧道的施工，钻爆法较其他工法更为经济、实用。
我国硬岩隧道施工中，常使用风动凿岩机和液压凿岩机等凿岩机具进行掘进，也有一部分工程使用机械化程度较高的多臂式凿岩台车进行掘进。但长久以来，风动凿岩机以其结构简单、维修方便、操作容易、不受隧道型式限制等特点，仍是我国隧道钻爆法施工中使用最广泛的凿岩机具。大断面隧道的钻爆法施工中，常使用气腿式凿岩机配合轮胎行走式台车进行钻眼作业。
现有技术中，大断面硬岩隧道钻爆法施工由于自由面积较大，因此常使用斜眼掏槽，倾斜炮眼数量较多。这些倾斜炮眼的打设角度直接影响到隧道的爆破效果，需要在钻眼前进行严格的控制。但爆破图表上所设计的打设角度，在实际的钻眼操作中很难得到较为准确的实施，以往人们所提出的一些钻孔角度控制方法，有些控制方法需要借助于一些复杂的辅助装置，这些辅助装置虽然能精确的控制钻孔角度，但多因投入较大、操作不便，在实际的工程中很难得到应用；有些控制方法虽能较为简便和准确的控制炮眼角度，但多适用于小断面巷道的钻爆法施工，对于大断面的硬岩隧道一直缺乏适用性强、对施工干扰小的炮眼角度控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种易于接受、方便实施、成本低廉、干扰性弱的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，在已有台车横向的顶梁和两侧的下层悬臂梁上分别设置标记尺，所述标记尺上设有可移动的标记物，用于标记钻杆两端到隧道中心线的距离，通过直角三角形角度与边长的关系，将对炮孔角度的控制转化为对钻杆两端到隧道中心线距离的控制。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，通过对原有台车加装标记尺，以及进行简单的数学计算，来实现利用距离对炮孔角度进行控制，因此成本低廉、易于接受、对施工影响小、方便实施，还可以保证钻孔角度的准确性。
附图说明
图1为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的台车正立面图；
图2为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的台车平面俯视图；
图3为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的顶梁标记尺刻度详图；
图4为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的两侧悬臂梁标记尺刻度详图；
图5为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的标记物正视图；
图6为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的标记物侧视图；
图7为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的距离定角度原理图；
图8为本发明隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法的具体实施例中的偏离中心线修正图。
图中：
1、顶梁标记尺，2、上层悬臂梁，3、悬臂梁标记尺，4、下层悬臂梁，5、顶梁，6、网片，7、顶梁中心点，8、工字钢梁，9、可移动标记物，10、移动槽，11、对准刻度，12、透视窗，13、钻杆，14、钻头，15、钻杆尾部，16、钻头对应刻度，17、尾部对应刻度，18、隧道中心线，19、掌子面。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其较佳的具体实施方式是：
在已有台车横向的顶梁和两侧的下层悬臂梁上分别设置标记尺，所述标记尺上设有可移动的标记物，用于标记钻杆两端到隧道中心线的距离，通过直角三角形角度与边长的关系，将对炮孔角度的控制转化为对钻杆两端到隧道中心线距离的控制。
所述台车为三层轮胎行走式台车，台车顶部设有三排横向的顶梁，台车的两侧分别设有三排上层悬臂梁和三排所述下层悬臂梁。
所述顶梁和悬臂梁为工字钢梁，所述标记尺采用铝合金制作成断面形状为矩形的空心管，并嵌入所述工字钢梁内，所述标记尺的上下两侧面设有移动槽，所述标记物嵌入所述移动槽内。
所述顶梁上的标记尺布置于远离掌子面的顶梁上，并嵌入工字钢梁背对掌子面的一侧，标记尺的刻度朝外；
所述下层悬臂梁上的标记尺布置于两侧靠近掌子面的四根下层悬臂梁上，并嵌入工字钢梁背对掌子面的一侧，刻度朝外。
所述顶梁上的标记尺的刻度以顶梁中心点为0刻度，两侧对称布置；
所述下层悬臂梁上的标记尺的刻度以靠近台车中心一端为0刻度，向两侧对称布置。
所述标记尺上设有多个标记物，所述标记物设有透视窗和对准刻度。
本发明的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，主要通过对原有台车加装标记尺，以及进行简单的数学计算，来实现利用距离对炮孔角度进行控制，因此成本低廉、易于接受、对施工影响小、方便实施，还可以保证钻孔角度的准确性。
具体实施例：
本发明的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，基本原理是通过直角三角形角度与边长的关系，将对炮孔角度的控制转化为对钻杆两端到隧道中心线距离的控制。
如图1、图2、图5所示，首先在已有台车横向的顶梁5和两侧下层的悬臂梁4上分别附加5根标记尺，尺上有可移动的标记物9。
所述台车为三层轮胎行走式台车，台车顶部具有三排横向的顶梁5和两侧下层各有三排悬臂梁4，如图1、图2所示。
所述标记尺1、3的材质可选用铝合金，制作成断面形状为矩形的空心管，并有移动槽10供标记物9移动。标记尺1、3的尺寸应依据台车梁的尺寸制定，能嵌入工字钢梁8内，与工字钢腹板密贴，如图6所示。
其中，如图2所示，顶梁上的标记尺1，布置于远离掌子面的梁上，嵌入工字钢梁8背对掌子面的一侧，刻度朝外。
其中，如图2所示，两侧悬臂梁上的标记尺3，分别布置于两侧下层、最靠近掌子面的四根梁上，同样，嵌入工字钢梁8背对掌子面的一侧，刻度朝外。
所述顶梁上的标记尺1刻度以顶梁中心点7为0刻度，两侧对称布置，如图3所示；两侧悬臂梁上的标记尺3刻度以靠近台车中心一端为0刻度，向两侧对称布置，如图4所示。
所述标记尺上的标记物9，所需数量以现场实际需求为准，并可以在尺上自由移动，具有透视窗12和对准刻度11，用以对准和标记所需刻度，如图5所示。
之后，根据直角三角形角度与边长的关系，利用距离定角度的原理，如图7所示，计算每排炮眼在设计角度β下，所用钻杆13的长度L在掌子面19上的投影长a。
台车就位，台车正面与掌子面保持平行，同时使台车中心对准隧道中心线18。
若因某些原因，台车中心无法对准隧道中心线18，应根据顶梁标记尺1上的刻度，记下此时台车中心偏离隧道中心线18的方向和距离s。
根据炮眼布置图上的炮眼位置，记每排炮眼距隧道中心线18的距离为mn，首先找出掏槽眼与隧道中心线18间的距离m1，用m1-半顶梁长n，所得结果即为最靠近掌子面的悬臂梁标记尺上的刻度16，用第一个标记物找到该刻度、对准标记。
若台车中心偏离隧道中心线18的距离为s，如图8所示，假设台车偏向左侧，则左侧的刻度应修正为m1-半顶梁长n-s，右侧的刻度应修正为m1-n+s，反之亦然。
之后的每排炮眼，根据炮眼布置图上的间距，依次在最靠近掌子面的悬臂梁标记尺3上找到并标记对应刻度16。
若台车中心偏离隧道中心线18的距离为s，处理方法同上。
后一排悬臂梁标记尺的刻度17，分别等于前一排悬臂梁标记尺上的刻度16加上该排炮眼所用钻杆13在掌子面19上的投影长a，即mn-n+a，如图7所示，利用后一排悬臂梁上的标记物9进行对准、标记。若炮眼排数较多，可以将标记物前后两排成对地涂上不同颜色，用以区分，防止混乱。
在台车底层，将钻头14对准前尺所标记的刻度16，钻杆尾部15对准后尺所标记的刻度17，开始钻孔。
每排炮孔可以全部通过对准标记物9进行钻孔，也可以只利用标记物9打设每排炮孔中的其中一个，在钻好的炮孔中安置木棍或钻杆，剩余炮孔开钻时使钻杆13平行于安置好的木棍或钻杆即可。
对于台车中层，由于上层悬臂梁较短，可能不能标记所有的倾斜炮眼。因此，可以在底层开钻后，以底层钻杆为参照物进行钻眼。
若隧道高度较高，台车层次加多时，应视倾斜炮眼的分布位置，决定是否在第二层上方的梁上加装标记尺，以保证上部炮眼打设的准确性。
现场实测表明，应用该种方法控制角度后，钻眼角度的误差均在0.5°-1°的范围内，且对隧道断面、台车型式的适应性很强，也容易被工人掌握。
本发明的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，优点在于：不用加装复杂的角度控制装置，依据距离定角度的原理，将炮孔角度的控制转换为对钻杆两端到隧道中心线18距离的控制，即对钻杆13在掌子面19上投影的控制。利用现场的台车，采用能与台车很好融合的标记尺1、3及尺上的标记物9，对钻杆头部13和尾部14的位置进行精确的定位，达到良好的控制效果。技术简单，容易操作，可实施性强，适宜在大断面硬岩隧道钻爆法施工中推广应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其特征在于，在已有台车横向的顶梁和两侧的下层悬臂梁上分别设置标记尺，所述标记尺上设有可移动的标记物，用于标记钻杆两端到隧道中心线的距离，通过直角三角形角度与边长的关系，将对炮孔角度的控制转化为对钻杆两端到隧道中心线距离的控制。
2.根据权利要求1所述的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其特征在于，所述台车为三层轮胎行走式台车，台车顶部设有三排横向的顶梁，台车的两侧分别设有三排上层悬臂梁和三排所述下层悬臂梁。
3.根据权利要求2所述的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其特征在于，所述顶梁和悬臂梁为工字钢梁，所述标记尺采用铝合金制作成断面形状为矩形的空心管，并嵌入所述工字钢梁内，所述标记尺的上下两侧面设有移动槽，所述标记物嵌入所述移动槽内。
4.根据权利要求3所述的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其特征在于，所述顶梁上的标记尺布置于远离掌子面的顶梁上，并嵌入工字钢梁背对掌子面的一侧，标记尺的刻度朝外；
所述下层悬臂梁上的标记尺布置于两侧靠近掌子面的四根下层悬臂梁上，并嵌入工字钢梁背对掌子面的一侧，刻度朝外。
5.根据权利要求4所述的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其特征在于，所述顶梁上的标记尺的刻度以顶梁中心点为0刻度，两侧对称布置；
所述下层悬臂梁上的标记尺的刻度以靠近台车中心一端为0刻度，向两侧对称布置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的隧道爆破用距离定角度的炮孔定向法，其特征在于，所述标记尺上设有多个标记物，所述标记物设有透视窗和对准刻度。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104848844A (zh) * 2015-05-13 2015-08-19 中冶建工集团有限公司 一种隧道施工模板拱架台车靠尺定位方法
CN107529583A (zh) * 2017-08-14 2018-01-02 北京国岩华北技术检测有限公司 钻爆施工经济最小超挖方法及其激光精确指向装置
CN107941108A (zh) * 2017-11-21 2018-04-20 贵州大学 一种用于楔形掏槽角度定位装置与定位方法
CN110345822A (zh) * 2019-07-29 2019-10-18 中铁隧道局集团有限公司 隧道周边眼炮孔定位装置和方法
CN110411297A (zh) * 2019-07-29 2019-11-05 中铁隧道局集团有限公司 隧道斜眼掏槽炮孔的定位装置及方法
CN111536840A (zh) * 2020-04-27 2020-08-14 中天交通建设投资集团有限公司 一种隧道掌子面爆破施工系统及方法
CN114322685A (zh) * 2021-11-23 2022-04-12 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种快速准确地确定隧道爆破中倾斜炮孔钻进角度的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2033526U (zh) * 1988-02-09 1989-03-01 段传忠 勾股弦角度尺
CN101319610A (zh) * 2008-07-02 2008-12-10 淮南矿业(集团)有限责任公司 井下钻孔方位尺及钻孔快速定向方法
CN201513168U (zh) * 2009-10-23 2010-06-23 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 用于钻孔设备的钻孔角度定向装置
CN202012344U (zh) * 2011-02-22 2011-10-19 淮南矿业(集团)有限责任公司 井下钻孔方位尺
CN103776324A (zh) * 2014-01-15 2014-05-07 中国葛洲坝集团国际工程有限公司 一种隧洞钻爆布孔快速放样定位装置及方法
CN203796169U (zh) * 2014-04-29 2014-08-27 重庆工商职业学院 隧道工程钻爆开挖钻孔倾角控制装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2033526U (zh) * 1988-02-09 1989-03-01 段传忠 勾股弦角度尺
CN101319610A (zh) * 2008-07-02 2008-12-10 淮南矿业(集团)有限责任公司 井下钻孔方位尺及钻孔快速定向方法
CN201513168U (zh) * 2009-10-23 2010-06-23 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 用于钻孔设备的钻孔角度定向装置
CN202012344U (zh) * 2011-02-22 2011-10-19 淮南矿业(集团)有限责任公司 井下钻孔方位尺
CN103776324A (zh) * 2014-01-15 2014-05-07 中国葛洲坝集团国际工程有限公司 一种隧洞钻爆布孔快速放样定位装置及方法
CN203796169U (zh) * 2014-04-29 2014-08-27 重庆工商职业学院 隧道工程钻爆开挖钻孔倾角控制装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104848844A (zh) * 2015-05-13 2015-08-19 中冶建工集团有限公司 一种隧道施工模板拱架台车靠尺定位方法
CN104848844B (zh) * 2015-05-13 2017-04-05 中冶建工集团有限公司 一种隧道施工模板拱架台车靠尺定位方法
CN107529583A (zh) * 2017-08-14 2018-01-02 北京国岩华北技术检测有限公司 钻爆施工经济最小超挖方法及其激光精确指向装置
CN107941108A (zh) * 2017-11-21 2018-04-20 贵州大学 一种用于楔形掏槽角度定位装置与定位方法
CN110345822A (zh) * 2019-07-29 2019-10-18 中铁隧道局集团有限公司 隧道周边眼炮孔定位装置和方法
CN110411297A (zh) * 2019-07-29 2019-11-05 中铁隧道局集团有限公司 隧道斜眼掏槽炮孔的定位装置及方法
CN111536840A (zh) * 2020-04-27 2020-08-14 中天交通建设投资集团有限公司 一种隧道掌子面爆破施工系统及方法
CN111536840B (zh) * 2020-04-27 2022-08-26 中天交通建设投资集团有限公司 一种隧道掌子面爆破施工系统及方法
CN114322685A (zh) * 2021-11-23 2022-04-12 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种快速准确地确定隧道爆破中倾斜炮孔钻进角度的方法

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