CN107421405B - 一种高陡边坡爆破综合防护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涉及工程爆破技术领域，尤其涉及一种高陡边坡爆破综合防护装置及方法。该装置包括第一防护装置、第二防护装置和喷雾防尘装置，所述第一防护装置包括第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架，所述的第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架之间形成三角形空间，在所述三角形空间中填充有防护袋，所述第二防护装置包括第二固定支撑架和防护网，所述喷雾防尘装置包括喷雾管和喷雾头。本发明结构简单，易操作，成本低廉、施工方便，保证了高陡边坡爆破快速有效进行，加快经济建设，对创造好的经济效益、环境效益和社会效益都有重要作用。

Description

一种高陡边坡爆破综合防护装置及方法

技术领域

本发明涉及工程爆破技术领域，尤其涉及一种高陡边坡爆破综合防护装置及方法。

背景技术

边坡的失稳破坏被公认为三大自然灾害之一，边坡在施工过程中，边坡岩体会发生卸荷松驰，且易诱发岩体弱面产生破裂，可能引起边坡的土层、软岩体和软硬不均岩体崩塌或滑坡，而在边坡的硬质岩石中主要是产生危石和落石，对边坡稳定性产生重大影响。

目前，随着我国经济的快速发展，各地都在加快地方的基础设施建设，部分露天山体剥离形成的人为边坡逐渐走向居民聚集地的城镇及村庄的边缘，导致爆破环境越来越复杂，爆破危害风险不断增加。一方面，高陡边坡爆破的滚石危害是其主要危害因素之一，如若不能将高陡边坡爆破滚石不能得到有效控制，极易引发导致高陡边坡爆破滚石安全事故，危害周围居民的生命和财产安全。另一方面，爆破还会导致尘土飞扬，产生的灰尘和有毒有害气体影响施工人员和周围居民健康，是高陡边坡爆破过程中必须考虑影响安全的因素，然而现有的爆破消尘手段十分有限，仍没有有效的消尘装置。

当前，现有的关于高陡边坡爆破的防护装置，在实际工程中大多难以达到防护的目的，无法有效控制爆破粉尘和飞石，这样势必扩大了爆破警戒范围和进行必要的防护，不仅增加了工程成本，还影响了居民的正常生活。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种高陡边坡爆破综合防护装置及方法，解决现有高陡边坡爆破防护装置存在的防护效果差，无法有效控制爆破粉尘和飞石的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高陡边坡爆破综合防护装置，包括第一防护装置、第二防护装置和喷雾防尘装置；

所述第一防护装置包括第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架，其中所述第一固定支撑架垂直设置在坡底岩体上；所述槽钢底架设置在所述坡底岩体的上表面，且所述槽钢底架的一端与所述第一固定支撑架垂直连接，所述槽钢底架的另一端与所述倾斜支撑架连接；所述倾斜支撑架的一端与所述第一固定支撑架连接，所述倾斜支撑架的另一端设置在所述坡底岩体中；所述的第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架之间形成三角形空间，在所述三角形空间中填充有防护袋；在所述第一固定支撑架上还设有铁链网；

所述第二防护装置包括第二固定支撑架以及设置在所述第二固定支撑架上的防护网，其中所述第二固定支撑架垂直设置在所述坡底岩体上，所述第一固定支撑架与所述第二固定支撑架从前到后间隔设置；

所述喷雾防尘装置包括设置在所述第二固定支撑架上的喷雾管以及设置在所述喷雾管上的喷雾头，其中所述喷雾管和所述喷雾头均设置在所述防护网与所述第二固定支撑架之间。

进一步地，在所述第一防护装置与待爆高陡边坡之间的所述坡底岩体上设有沟渠，所述沟渠的横截面为倒置的梯形，所述沟渠的底部宽度为1～1.5m，顶部宽度为1.5～2m，高度为1.5～3m。

进一步地，所述第一固定支撑架包括垂直固定在所述坡底岩体上的一排槽钢支柱，所述的槽钢支柱的底部埋设固定在所述坡底岩体中，其中埋设固定在所述坡底岩体中的所述槽钢支柱高度为0.5～1m，设置在所述坡底岩体上面的所述槽钢支柱高度为2.5～5m。

进一步地，所述倾斜支撑架包括与所述槽钢支柱一一对应的一排第一钢管，所述第一钢管的一端与所述槽钢支柱对应连接，所述第一钢管的另一端埋设固定在所述坡底岩体中。

进一步地，所述槽钢底架包括设置在所述坡底岩体上表面且与所述槽钢支柱一一对应的一排槽钢底梁，所述槽钢底梁的一端与所述槽钢支柱对应焊接固定，所述槽钢底梁的另一端与所述第一钢管对应焊接固定。

具体地，其中所述第一钢管为直径是22～48mm的圆形钢管，所述第一钢管与所述坡底岩体的水平面成30°～70°角，其中埋设固定在所述坡底岩体中的所述第一钢管的垂直高度为0.5～1m。

进一步地，所述铁链网包括排列成多行的主链，其中每相邻的两行所述主链交错排列，每相邻的两个所述主链之间通过铁环相连。

具体地，每个所述主链均为采用钢筋制成的正六边形，所述主链的直径为5～13mm；每个所述铁环均为椭圆形，所述铁环的短轴直径为10～30mm，所述铁环的长轴直径为15～35mm。

进一步地，所述第二防护装置包括垂直固定在所述坡底岩体上的一排第二钢管，所述第二钢管为直径是22～48mm的圆形钢管。

具体地，所述第一固定支撑架与所述第二固定支撑架平行设置，且所述第一固定支撑架与所述第二固定支撑架的间距为0.5～1m。

具体地，所述防护网为四边形，且所述防护网由直径为3～8mm的钢丝编织而成。

本发明还提供了一种高陡边坡爆破综合防护方法，采用上述的高陡边坡爆破综合防护装置，具体包括如下步骤：

将待爆高陡边坡的坡底岩体整理平整，并采用混泥土在靠近所述待爆高陡边坡的坡底一侧浇筑沟渠；

将已焊接好的第一固定支撑架、槽钢底架、倾斜支撑架以及第二固定支撑架按照要求安装固定在坡底岩体上；

将内置有土料或矿渣的防护袋置于所述的第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架之间形成的三角形空间中，并保证所述防护袋填充满所述三角形空间；

将铁链网通过钢丝绳捆扎固定于所述第一固定支撑架上；

将防护网的四周通过钢丝绳捆扎固定于所述第二固定支撑架上；

在所述第二固定支撑架与所述防护网之间安装喷雾防尘装置，其中所述喷雾防尘装置中的喷雾管通过钢丝绳固定于所述第二固定支撑架上。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明所述的高陡边坡爆破综合防护装置及方法，在高陡边坡爆破时，第一固定支撑架、铁链网、倾斜支撑架和防护袋最先受到爆炸的作用，此时，第一固定支撑架和铁链网一起构成第一级有效的防护屏障，第一固定支撑架、铁链网、倾斜支撑架和防护袋起到了柔性与刚性相互结合的防护作用，不仅安全有效地阻挡爆破滚石产生，避免爆破滚石对周围居民造成危害。

本发明所述的高陡边坡爆破综合防护装置及方法，在高陡边坡爆破时，沟渠作为第二级柔性防护，可以阻挡部分飞石以及大部分被拦截下来的爆破飞石和飞散的碎块将落入沟渠中，作为对爆破滚石阻挡缓冲，也便于爆破滚石的清理和运输，再者可作为排水的水道。

本发明所述的高陡边坡爆破综合防护装置及方法，在高陡边坡爆破时，第二固定支撑架和防护网作为第三级防护屏障，可将穿过铁链网网孔的少部分飞石拦挡，使能量消耗殆尽而停止飞散。

本发明所述的高陡边坡爆破综合防护装置及方法，在高陡边坡爆破时，喷雾防尘装置作为第四级防尘屏障，通过喷雾防尘装置产生喷雾，使整个布孔区域得到水的喷洒湿润，起到降尘、抑尘的作用，其结构简单，控水方便，易操作，避免了爆破扬尘。

本发明能够吸收大量空气冲击波和噪声的能量，是空气冲击波和噪声向外传播的一道屏障。本发明所述的高陡边坡爆破综合防护装置及方法，能使高陡边坡爆破滚石得到有效控制，避免了爆破扬尘，减少了爆破冲击波和噪声影响，保障高陡边坡周围居民的生命和财产安全。同时，本发明也缩小了爆破警戒区、降低工程爆破成本，并且避免了以往工程爆破中为了抑制爆破粉尘对爆破区域洒水喷淋导致的炸药受潮失效，影响爆破效果甚至导致爆破失败事故的发生。本发明成本低廉、施工方便，保证了高陡边坡爆破快速有效进行，加快经济建设，对创造好的经济效益、环境效益和社会效益都有重要作用。

附图说明

图1为本发明实施例高陡边坡爆破综合防护装置的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例高陡边坡爆破综合防护装置的结构示意图；

图3为本发明实施例高陡边坡爆破综合防护装置中铁链网的局部示意图；

图4为本发明实施例高陡边坡爆破综合防护装置中喷雾防尘装置的结构示意图；

图5为本发明实施例高陡边坡爆破综合防护装置中防护网的结构示意图。

图中：1：坡底岩体；2：槽钢支柱；3：槽钢底架；4：第一钢管；5：防护袋；6：沟渠；7：待爆高陡边坡；8：铁链网；9：喷雾头；10：进水管；11：喷雾管；12：阀门；13：主链；14：铁环；15：第二钢管；16：防护网。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～5所示，本发明实施例提供一种高陡边坡爆破综合防护装置，包括第一防护装置、第二防护装置和喷雾防尘装置以及沟渠6。

其中，第一防护装置包括第一固定支撑架、槽钢底架3和倾斜支撑架，其中第一固定支撑架垂直设置在坡底岩体1上。槽钢底架3设置在坡底岩体1的上表面，且槽钢底架3的一端与第一固定支撑架垂直连接，槽钢底架3的另一端与倾斜支撑架连接。倾斜支撑架的一端与第一固定支撑架连接，倾斜支撑架的另一端设置在坡底岩体1中。第一固定支撑架、槽钢底架3和倾斜支撑架之间形成三角形空间，在三角形空间中填充有防护袋5，在第一固定支撑架上还设有铁链网8。

第二防护装置包括第二固定支撑架以及设置在第二固定支撑架上的防护网16，其中第二固定支撑架垂直设置在坡底岩体1上，第一固定支撑架与第二固定支撑架从前到后间隔设置。

喷雾防尘装置包括设置在第二固定支撑架上的喷雾管11以及设置在喷雾管11上的喷雾头9，其中喷雾管11和喷雾头9均设置在防护网16与第二固定支撑架之间。

沟渠6设置在第一防护装置与待爆高陡边坡7之间的坡底岩体1上，且沟渠6的横截面为倒置的梯形，沟渠6的底部宽度为1～1.5m，顶部宽度为1.5～2m，高度为1.5～3m。沟渠6一方面能够对待爆高陡边坡7的爆破滚石起到阻挡缓冲的作用，另一方面便于对爆破滚石进行清理和运输，同时还可作为排水的水道。

进一步来说，第一固定支撑架包括垂直固定在坡底岩体1上的一排槽钢支柱2，相邻的两个槽钢支柱2之间的间距优选设置为2m，并在每相邻的两个槽钢支柱2之间通过槽钢进行焊接，从而进一步加强第一固定支撑架的稳定性和强度。各槽钢支柱2的底部均埋设固定在1坡底岩体中，其中槽钢支柱2中埋设固定在坡底岩体1中的高度为0.5～1m，槽钢支柱2中设置在坡底岩体1上面的高度为2.5～5m。

进一步来说，倾斜支撑架包括与槽钢支柱2一一对应的一排第一钢管4，第一钢管4的一端与对应的槽钢支柱2连接，第一钢管4的另一端埋设固定在坡底岩体1中。

其中，第一钢管4优选采用直径为22～48mm的圆形钢管，第一钢管4与坡底岩体1的水平面成30°～70°角，其中第一钢管4中埋设固定在坡底岩体1中的垂直高度为0.5～1m。

进一步来说，槽钢底架3包括设置在坡底岩体1上表面且与槽钢支柱2一一对应的一排槽钢底梁，其中槽钢底梁的一端与对应的槽钢支柱2焊接固定，槽钢底梁的另一端与对应的第一钢管4焊接固定。

进一步来说，第二防护装置包括垂直固定在坡底岩体1上的一排第二钢管15，第二钢管15优选采用直径为22～48mm的圆形钢管。

具体来说，第一固定支撑架与第二固定支撑架平行设置，且第一固定支撑架与第二固定支撑架的间距优选设置为0.5～1m。

进一步来说，喷雾防尘装置还包括与喷雾管11相连的进水管10，在进水管10上设有阀门12，通过阀门12来控制水流，水流经过喷雾管11后通过喷雾头12喷出，从而产生喷雾，进而使整个布控区域得到水的喷洒湿润，起到降尘、抑尘的作用。

其中，在每个喷雾管11上优选设置3～30个喷雾头12。

具体来说，铁链网8包括排列成多行的主链13，其中每相邻的两行主链13交错排列，而且每相邻的两个主链13之间通过铁环14相连。

其中，主链13是采用钢筋制成的正六边形结构，主链13的直径优选设置为5～13mm。

其中，铁环14采用椭圆形结构，铁环14的短轴直径优选设置为10～30mm，长轴直径优选设置为15～35mm。

具体来说，防护网16采用四边形结构，而且防护网16是由直径为3～8mm的钢丝编织而成的。

本发明实施例所述的高陡边坡爆破综合防护装置的工作原理是：

在对待爆高陡边坡7进行爆破时，第一固定支撑架、铁链网8、倾斜支撑架和防护袋5最先受到爆炸的作用，此时，第一固定支撑架和铁链网8一起构成第一级防护屏障，而且第一固定支撑架、铁链网8、倾斜支撑架、槽钢底架3和防护袋5起到了柔性与刚性相互结合的防护作用，不仅安全有效地阻挡爆破滚石产生，避免爆破滚石对周围居民造成危害。

在对待爆高陡边坡7进行爆破时，沟渠6作为第二级柔性防护屏障，可以阻挡部分飞石以及大部分被第一级防护屏障拦截下来的爆破飞石和飞散的碎块，飞石和碎块将落入沟渠6中，不仅能够对爆破滚石起到阻挡缓冲的作用，同时也便于对爆破滚石进行清理和运输，此外还可作为排水水道来使用。

在对待爆高陡边坡7进行爆破时，第二固定支撑架和防护网16作为第三级防护屏障，可将穿过铁链网8网孔的少部分飞石拦挡，使能量消耗殆尽而停止飞散。

在对待爆高陡边坡7进行爆破时，喷雾防尘装置作为第四级防尘屏障，通过喷雾防尘装置产生喷雾，使整个布控区域得到水的喷洒湿润，起到降尘、抑尘的作用，其结构简单，控水方便，易操作，避免了爆破扬尘。

本发明实施例还提供一种高陡边坡爆破综合防护方法，具体包括如下步骤：

将待爆高陡边坡7的坡底岩体1整理平整。

采用混泥土在靠近待爆高陡边坡7坡底一侧的坡底岩体1上浇筑沟渠6。

第一将已焊接好的第一固定支撑架、槽钢底架、倾斜支撑架以及第二固定支撑架按照要求安装固定在沟渠6后侧的坡底岩体1上。具体安装步骤为：将第一固定支撑架垂直设置在坡底岩体1上，将槽钢底架3设置在坡底岩体1的上表面，且使槽钢底架3的一端与第一固定支撑架垂直连接，使槽钢底架3的另一端与倾斜支撑架连接。将倾斜支撑架的一端与第一固定支撑架连接，将倾斜支撑架的另一端设置在坡底岩体1中。安装后第一固定支撑架、槽钢底架3和倾斜支撑架之间形成三角形空间。将第二固定支撑架垂直坡底岩体1上，且使第二固定支撑架间隔设置在第一固定支撑架后侧。

将内置有土料或矿渣的防护袋5置于第一固定支撑架、槽钢底架3和倾斜支撑架之间形成的三角形空间中，并保证防护袋5填充满整个三角形空间。

将铁链网8通过钢丝绳捆扎固定于第一固定支撑架上。

将防护网16的四周通过钢丝绳捆扎固定于第二固定支撑架上。

在第二固定支撑架与防护网16之间安装喷雾防尘装置，其中将喷雾防尘装置中的喷雾管11通过钢丝绳固定于第二固定支撑架上。

综上所述，本发明实施例所述的高陡边坡爆破综合防护装置及方法，能使高陡边坡爆破滚石得到有效控制，避免了爆破扬尘，减少了爆破冲击波和噪声影响，保障高陡边坡周围居民的生命和财产安全。同时，本发明也缩小了爆破警戒区、降低工程爆破成本，并且避免了以往工程爆破中为了抑制爆破粉尘对爆破区域洒水喷淋导致的炸药受潮失效，影响爆破效果甚至导致爆破失败事故的发生。本发明成本低廉、施工方便，保证了高陡边坡爆破快速有效进行，加快经济建设，对创造好的经济效益、环境效益和社会效益都有重要作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：包括第一防护装置、第二防护装置和喷雾防尘装置；

所述第一防护装置包括第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架，其中所述第一固定支撑架垂直设置在坡底岩体上，所述第一固定支撑架包括垂直固定在所述坡底岩体上的一排槽钢支柱；所述槽钢底架设置在所述坡底岩体的上表面，且所述槽钢底架的一端与所述第一固定支撑架垂直连接，所述槽钢底架的另一端与所述倾斜支撑架连接；所述倾斜支撑架包括与所述槽钢支柱一一对应的一排第一钢管，所述倾斜支撑架的一端与所述第一固定支撑架连接，所述倾斜支撑架的另一端设置在所述坡底岩体中；所述的第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架之间形成三角形空间，在所述三角形空间中填充有防护袋；在所述第一固定支撑架上还设有铁链网，所述第一固定支撑架、所述铁链网、所述倾斜支撑架和所述防护袋共同用于对爆破落石采用柔性与刚性相互结合的方式进行防护；

所述第二防护装置包括第二固定支撑架以及设置在所述第二固定支撑架上的防护网，其中所述第二固定支撑架垂直设置在所述坡底岩体上，所述第一固定支撑架与所述第二固定支撑架从前到后间隔设置；

所述喷雾防尘装置包括设置在所述第二固定支撑架上的喷雾管以及设置在所述喷雾管上的喷雾头，其中所述喷雾管和所述喷雾头均设置在所述防护网与所述第二固定支撑架之间。

2.根据权利要求1所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：在所述第一防护装置与待爆高陡边坡之间的所述坡底岩体上设有沟渠，所述沟渠的横截面为倒置的梯形，所述沟渠的底部宽度为1~1.5m，顶部宽度为1.5~2m，高度为1.5~3m。

3.根据权利要求2所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述的槽钢支柱的底部埋设固定在所述坡底岩体中，其中埋设固定在所述坡底岩体中的所述槽钢支柱高度为0.5~1m，设置在所述坡底岩体上面的所述槽钢支柱高度为2.5~5m。

4.根据权利要求3所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述第一钢管的一端与所述槽钢支柱对应连接，所述第一钢管的另一端埋设固定在所述坡底岩体中；

所述第一钢管为直径是22~48mm的圆形钢管，所述第一钢管与所述坡底岩体的水平面成30°~70°角，其中埋设固定在所述坡底岩体中的所述第一钢管的垂直高度为0.5~1m。

5.根据权利要求4所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述槽钢底架包括设置在所述坡底岩体上表面且与所述槽钢支柱一一对应的一排槽钢底梁，所述槽钢底梁的一端与所述槽钢支柱对应焊接固定，所述槽钢底梁的另一端与所述第一钢管对应焊接固定。

6.根据权利要求1所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述铁链网包括排列成多行的主链，其中每相邻的两行所述主链交错排列，每相邻的两个所述主链之间通过铁环相连；

每个所述主链均为采用钢筋制成的正六边形，所述主链的直径为5~13mm；每个所述铁环均为椭圆形，所述铁环的短轴直径为10~30mm，所述铁环的长轴直径为15~35mm。

7.根据权利要求1所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述第二防护装置包括垂直固定在所述坡底岩体上的一排第二钢管，所述第二钢管为直径是22~48mm的圆形钢管。

8.根据权利要求1所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述第一固定支撑架与所述第二固定支撑架平行设置，且所述第一固定支撑架与所述第二固定支撑架的间距为0.5~1m。

9.根据权利要求1所述的高陡边坡爆破综合防护装置，其特征在于：所述防护网为四边形，且所述防护网由直径为3~8mm的钢丝编织而成。

10.一种高陡边坡爆破综合防护方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的高陡边坡爆破综合防护装置，具体包括如下步骤：

将待爆高陡边坡的坡底岩体整理平整，并采用混泥土在靠近所述待爆高陡边坡的坡底一侧浇筑沟渠；

将已焊接好的第一固定支撑架、槽钢底架、倾斜支撑架以及第二固定支撑架按照要求安装固定在坡底岩体上；

将内置有土料或矿渣的防护袋置于所述的第一固定支撑架、槽钢底架和倾斜支撑架之间形成的三角形空间中，并保证所述防护袋填充满所述三角形空间；

将铁链网通过钢丝绳捆扎固定于所述第一固定支撑架上；

将防护网的四周通过钢丝绳捆扎固定于所述第二固定支撑架上；

在所述第二固定支撑架与所述防护网之间安装喷雾防尘装置，其中所述喷雾防尘装置中的喷雾管通过钢丝绳固定于所述第二固定支撑架上。

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