CN107907020A - 一种干冰致裂岩石的装药方法及其装药组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干冰致裂岩石的装药方法及其装药组件，装药组件包括PVC管和底座，所述PVC管内装有利用防水薄膜包裹的药卷，所述药卷与所述底座固定，所述PVC管和所述底座可拆卸连接。本发明，PVC管可以保证防水薄膜在放入炮孔时不被刮破，起到防水效果，在PVC管抽出后,药卷和底座留在炮孔内，适用于地下水丰富或当地降雨量较大的基坑施工等多种场合，实现了干冰致裂计技术在富水基坑中作业，保证干冰和催化剂的干燥，为良好的爆破效果提供保障，结构简单，操作方便，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及岩石致裂领域，具体涉及一种干冰致裂岩石的装药方法及其装药组件。
背景技术
在基坑开挖工程中，尤其是在建筑物密集的老城区开挖地铁基坑，未保证既有建筑在施工中的安全，常常禁止运用炸药进行爆破开挖。干冰致裂技术是一种新型的致裂技术，初步被运用到城市密集带的基坑开挖工程中，干冰致裂技术不但对周边建筑物影响小,而且能够满足基坑开挖的需要，对城市基坑工程施工意义重大。由于干冰遇水会迅速升华，在现有的装药方法下难以保证干冰的质量，致裂效果不佳，因此保证良好的防水性很重要。因此,为了保证干冰质量，炸药在出厂时已经做好了防水措施，不必在装药的时候考虑防水。
而现有的干冰致裂技术需要干冰、催化剂以及点火头一起装入炮孔，装药要求发生变化，防水性更难保证，故以前传统炸药的装药方式已经并不适用。
由此可见，现有的干冰致裂岩石的装药方式存在装药困难、不能满足防水要求的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的干冰致裂岩石的装药方式存在装药困难、不能满足防水要求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种干冰致裂岩石的装药方法，包括以下步骤:
步骤一：用防水薄膜包裹药卷；
步骤二：选择PVC管,PVC管应满足：
PVC管的抗扭截面系数WP为：
其中，
式中：D为PVC管的外径，d为PVC管的内径，T为PVC管所受到的扭转力，[τ]为PVC管的容许剪切应变，τ为PVC管的在扭转的作用下剪切应变；
步骤三：选择底座，底座应满足：
F浮＝ρgV药 (D)
F浮≤Mdg (E)
式中：F浮为药卷在水的作用下所受到的浮力，ρ为水的密度，g为重力加速度，V药为药卷的体积，Md为底座的质量；
步骤四：将裹好防水薄膜的药卷放入PVC管中并与底座固定，将底座和PVC管采用可拆卸方式连接。
本发明还提供了一种利用上述方法制得的干冰致裂岩石的装药组件，包括PVC管和底座，所述PVC管内装有利用防水薄膜包裹的药卷，所述药卷与所述底座固定，所述PVC管和所述底座可拆卸连接。
在另一个优选的实施例中，所述药卷与所述底座用线材连接固定，所述PVC管和所述底座螺纹连接。
在另一个优选的实施例中，所述底座包括圆筒和圆锥体，所述圆筒与所述圆锥体的底面固定，所述PVC管与所述圆筒的外周连接。
在另一个优选的实施例中，所述圆筒的顶部设有一圆环，所述线材穿过所述圆环并打结固定。
在另一个优选的实施例中，所述圆锥体的外周设有凸出设置的至少一排螺纹段，所述螺纹段由上至下包括平行设置的多段，所述PVC管内壁设有与所述螺纹段适配的螺纹槽。
在另一个优选的实施例中，所述螺纹段为两排，且对称设置在所述底座的两侧。
在另一个优选的实施例中，所述圆锥体的外周面上设有锯齿，所述锯齿设置为对称设置的两排。
在另一个优选的实施例中，所述防水薄膜采用保鲜膜。
本发明，PVC管可以保证防水薄膜在放入炮孔时不被刮破，起到防水效果，在PVC管抽出后,药卷和底座留在炮孔内，适用于地下水丰富或当地降雨量较大的基坑施工等多种场合，实现了干冰致裂计技术在富水基坑中作业，保证干冰和催化剂的干燥，为良好的爆破效果提供保障，结构简单，操作方便，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的分解结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种干冰致裂岩石的装药方法，下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。
本发明提供的一种干冰致裂岩石的装药方法包括以下步骤：
步骤一：用防水薄膜包裹药卷。其中，防水薄膜采用保鲜膜，成本低，方便携带。
步骤二：选择PVC管1,该PVC管1应该具一定的抗扭强度，方便在装好药卷之后能够顺利地从炮孔中抽出,PVC管1应满足：
PVC管1的抗扭截面系数WP为：
其中，
式中：D为PVC管1的外径，d为PVC管1的内径，T为PVC管1所受到的扭转力，[τ]为PVC管1的容许剪切应变，τ为PVC管1在扭转作用下的剪切应变；
制作PVC管1时可以先通过实验测出PVC管1在扭转拔出时的扭转力T，通过(A)、(B)、(C)三式计算其扭转应力T与容许应力进行比较，进而选取相关材料。
步骤三：选择底座，底座应满足：
F浮＝ρgV药 (D)
F浮≤Mdg (E)
式中：F浮为药卷在水的作用下所受到的浮力，ρ为水的密度，g为重力加速度，V药为药卷的体积，Md为底座2的质量；
步骤四：将裹好防水薄膜的药卷放入PVC管1中并与底座2固定，再将底座2和PVC管1采用可拆卸方式连接定。
在富水条件下，炮孔内会有水，防水薄膜包裹后的药卷在浮力的作用下会上浮，为控制药卷上浮，将药卷与底座2相连接固定，依靠底座2的重量阻止药卷上浮。
本发明还提供了一种装药装置，如图1和图2所示，包括PVC管1和底座2，PVC管1内装有利用防水薄膜包裹的药卷，药卷与底座2固定，PVC管1和底座2可拆卸连接。
药卷与底座2用线材连接固定，PVC管1和底座2螺纹连接。线材便于携带,且方便固定,只需要在PVC管1旋出的时候不断裂,保证药卷和底座2留在炮孔中即可,而PVC管1与底座2螺纹连接,方便安装和分离,加工方便。
底座2包括圆筒21和圆锥体22，圆筒21与圆锥体22的底面固定，PVC管1与圆筒21的外周连接。圆锥体22的设置方便将装好药的PVC管1装如炮孔中，便于定位和导向，圆筒21和PVC管1共同将药卷进行限定。
圆筒21的顶部设有一圆环23，线材穿过圆环23并打结固定。圆环23的结构设置简单，并方便线材固定。
底座2的外周设有凸出的至少一排螺纹段，螺纹段由上至下包括平行设置的多段，PVC管1内壁设有与螺纹段适配的螺纹槽。螺纹段的结构设置，相比螺纹槽环绕一周的结构，大大减少了PVC管1和圆锥体22的接触面积，减少卡顿，方便连接。
螺纹段为两排，且对称设置在底座2的两侧。对称结构能保持PVC管1在旋拧的过程中保持平衡，不易发生错牙等情况。
圆锥体22的外周面上设有锯齿24，锯齿24设置为对称设置的两排。锯齿24能保证底座2与炮孔之间形成较大的摩擦力，使得PVC管1在旋出时不会连带将底座2带出。
本发明,由PVC管1以及防水薄膜共同制成，在装药时将干冰、催化剂以及点火头按顺序卷入防水薄膜中并与底座2固定，后将其放入特制的PVC管1中并将底座2与PVC管1可拆卸连接，将PVC管1插入炮孔中，最后将PVC管1拔出既将干冰、催化剂以及点火头留在炮孔当中，完成装药。
本发明，PVC管可以保证防水薄膜在放入炮孔时不被刮破，起到防水效果，在PVC管抽出后,药卷和底座留在炮孔内，适用于地下水丰富或当地降雨量较大的基坑施工等多种场合，实现了干冰致裂计技术在富水基坑中作业，保证干冰和催化剂的干燥，为良好的爆破效果提供保障，结构简单，操作方便，可靠性高。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种干冰致裂岩石的装药方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一：用防水薄膜包裹药卷；
步骤二：选择PVC管,PVC管应满足：
PVC管的抗扭截面系数WP为：
其中，
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>C</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
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式中：D为PVC管的外径，d为PVC管的内径，T为PVC管所受到的扭转力，[τ]为PVC管的容许剪切应变，τ为PVC管在扭转作用下的剪切应变；
步骤三：选择底座，底座应满足：
F浮＝ρgV药 (D)
F浮≤Mdg (E)
式中：F浮为药卷在水的作用下所受到的浮力，ρ为水的密度，g为重力加速度，V药为药卷的体积，Md为底座的质量；
步骤四：将裹好防水薄膜的药卷放入PVC管中并与底座固定，将底座和PVC管采用可拆卸方式连接。
2.利用权利要求1所述的方法制得的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，包括PVC管和底座，所述PVC管内装有利用防水薄膜包裹的药卷，所述药卷与所述底座固定，所述PVC管和所述底座可拆卸连接。
3.如权利要求2所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述药卷与所述底座用线材连接固定，所述PVC管和所述底座螺纹连接。
4.如权利要求3所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述底座包括圆筒和圆锥体，所述圆筒与所述圆锥体的底面固定，所述PVC管与所述圆筒的外周连接。
5.如权利要求4所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述圆锥体的底面设有一圆环，所述线材穿过所述圆环并打结固定。
6.如权利要求4所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述圆筒的外周设有凸出设置的至少一排螺纹段，所述螺纹段由上至下包括平行设置的多段，所述PVC管内壁设有与所述螺纹段适配的螺纹槽。
7.如权利要求6所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述螺纹段为两排，且对称设置在所述底座的两侧。
8.如权利要求4所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述圆锥体的外周面上设有锯齿，所述锯齿设置为对称设置的两排。
9.如权利要求2所述的一种干冰致裂岩石的装药组件，其特征在于，所述防水薄膜采用保鲜膜。
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