CN109855500A - 一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，包括管体和扣盖，管体上沿其走向纵向贯通开设有条形开口，扣盖盖设于条形开口上，并与管体共同形成用于装填炸药的腔体；管体的左右两侧均朝向管体内凹陷，两侧凹陷处在管体外壁沿管体走向均形成条形聚能穴；在同一横截面上，连接两侧聚能穴的中心点与管体的中心点，在管体中心点处相交形成的夹角与隧道的弧度值相一致。使用本发明中的用于隧道周边眼聚能装药爆破管，在隧道开挖中增大周边眼间距，减小钻孔工作量，提高隧道周边超欠挖量。用于隧道周边眼聚能装药爆破管，使用后，在隧道开挖中增大周边眼间距，减小钻孔工作量，提高隧道周边超欠挖量。

Description

一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管

技术领域

本发明属于隧道施工的控制技术领域，具体涉及一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管。

背景技术

隧道钻爆法施工中，超欠挖现象一直是困扰施工企业的一个难题，超挖既增加了隧道的出渣量和混凝土的回填量，也给后续工序造成一定的困难，造成成本增加外，还会影响工程质量和进度。欠挖则需进行二次处理，欠挖处理更易形成超挖，同时又增加爆破器材及运输费用，既影响施工进度又增加工程成本。

目前隧道钻爆法施工中，一般采用减小周边炮孔间距加密周边炮孔数量及采用间隔装药来控制隧道爆破开挖的超欠挖情况，但这种方法大大增加了工人的钻孔工作量，且隧道周边超欠挖控制效果不是很理想；也有采用对角线180°聚能爆破管，这种聚能爆破管在露天边坡爆破中效果良好，而目前绝大多数的隧道都是圆形或椭圆形，聚能爆破管的作用就是增加光面爆破周边眼的间距从而减少钻孔工作量及爆破器材的用量。但是在普通聚能管的应用过程中，受到隧道曲线影响，如果间距大于80cm就会造成隧道欠挖，从而限制聚能效应在隧道爆破中的使用效果。同时现有的聚能爆破管采用的卡扣盖板式，造成加工难度大，成本高等缺点。因此提出一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，使用后，在隧道开挖中增大周边眼间距，减小钻孔工作量，提高隧道周边超欠挖量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，包括管体和扣盖，管体上沿其走向纵向贯通开设有条形开口，扣盖盖设于条形开口上，并与管体共同形成用于装填炸药的腔体；管体的左右两侧均朝向管体内凹陷，两侧凹陷处在管体外壁沿管体走向均形成条形聚能穴；在同一横截面上，连接两侧聚能穴的中心点与管体的中心点，在管体中心点处相交形成的夹角与隧道的弧度值相一致。

进一步地，在同一横截面上，聚能穴的形状为：由两条端部相交的直线形成，且两条直线间的夹角为90°。

进一步地，该管体左右两侧壁均由两个V形板相连接组成，两个V形板的开口均朝向管体内，两个V形板的连接部形成聚能穴。

进一步地，该管体上下管壁均为平板状，开口位于上/下管壁上。

进一步地，该条形开口两侧的管体边缘的横截面为阶梯状，扣盖扣装在阶梯状上。

进一步地，该管体的前后两端部还设置有用于封装腔体内炸药的封装件。

本发明还公开了一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管安装结构，包括多个爆破管，多个爆破管沿隧道弧形形状布设，且各爆破管均垂直设置于掌子面上的周边眼内，在同一横截面上，各聚能穴的中心点连线与隧道弧线相一致。

本发明一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管具有如下优点：1.聚能穴底部的夹角为90°，90°开口更适合聚能穴与周边眼孔壁间的距离，炸药爆炸产生的高速切割高能粒子达到周边眼孔壁时进行汇聚，对岩石产生切割。

2.聚能穴的相邻两侧壁面采用平板状，在炸药爆炸后，产生高速切割高能粒子更易汇聚成规则的切割面，对岩石进行切割，爆破后隧道周边成型更好。

3.根据现场加工需求，采用直接扣盖方式，结构更加简单，精度要求低，不会因管材发生变形盖不上去的不利情况，现场操作过程中只需将扣盖直接覆盖于管体上，操作简单。

4.采用聚能切割爆破，对保留围岩扰动小，增强施工安全性；爆破后的周边围岩更为平整，铺设的防水板与平整的围岩岩面较为密贴，从而提高了二衬混凝土浇注便利性，平整的基面减少了混凝土振捣难度，振捣效率提高进而提高二衬混凝土施工质量。

附图说明

图1是本发明一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管的结构示意图；

图2是本发明一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管的横截面结构示意图；

图3是本发明中的用于隧道周边眼聚能装药爆破管埋设于隧道周边眼中的示意图；

图4是本发明中的用于隧道周边眼聚能装药爆破管埋设于隧道周边眼中的排布图；

其中：1.管体；2.扣盖；3.条形开口；4.聚能穴；5.雷管；6.导爆索；7.水袋；8.炮泥；9.底药；10.周边眼；11.炸药。

具体实施方式

本发明一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，如图1和图2所示，包括管体1和扣盖2，管体1上沿其走向纵向贯通开设有条形开口3，扣盖2盖设于条形开口3上，并与管体1共同形成用于装填炸药11的腔体；管体1的左右两侧均朝向管体内凹陷，两侧凹陷处在管体外壁沿管体1走向均形成条形聚能穴4；在同一横截面上，连接两侧聚能穴4的中心点与管体1的中心点，在管体1中心点处相交形成的夹角与隧道的弧度值相一致。常规隧道的弧度值为172°左右。

上述爆破管采用PVC材质。现场应用时，根据隧道计划爆破进尺长度以及围岩情况，选择适合周边眼装药长度的爆破管长度，一般为隧道周边眼深的1/2-3/4。如图2所示，在同一横截面上，聚能穴4的形状为：由两条端部相交的直线形成，且两条直线间的夹角为90°。90°开口更适合聚能穴与周边眼孔壁间距离。管体1左右两侧壁均由两个V形板相连接组成，两个V形板的开口均朝向管体1内，两个V形板的连接部形成聚能穴4。

管体1上下管壁均为平板状，开口3位于上/下管壁上。条形开口3两侧的管体1边缘的横截面为阶梯状，扣盖2扣装在阶梯状上，与开口3两侧的管体边缘相配装。采用直接扣盖方式，简便易于操作。根据现场加工需求，采用直接扣盖方式，结构更加简单，精度要求低，不会因管材发生变形盖不上去的不利情况，现场操作过程中只需将扣盖直接覆盖于主体管子中，操作简单。

爆破管的规格可以选择如下：其横剖面宽约为30.6±1.0mm，接近隧道爆破常用的炸药直径32mm，高为19.2±1.0mm。将乳化炸药卷两端剪破后装入专用气动注药枪，通过注药枪将乳化炸药均匀填注入爆破管中，作为底药9。

管体1的前后两端部还设置有用于封装腔体内炸药的封装件。如图3所示，封装件包括设置于位于周边眼4端的水袋7，以及设置于周边眼外端水袋7和炮泥8的在在爆破管内全长安装导爆索6，将扣盖2盖上后用胶布缠牢固，在管底部安装半截炸药并用胶带加固，最后在爆破管内按照每米一个的间距安装硬质定位器，周边眼底部放置水袋7一个，将安装好炸药的爆破管装入周边眼10内，再放入水袋7和炮泥8进行封堵。

如图4所示，一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管安装结构，包括多个爆破管，多个爆破管沿隧道弧形形状布设，且各爆破管均垂直设置于掌子面上的周边眼10内，在同一横截面上，各聚能穴4的中心点连线与隧道弧线相一致。

现有技术中，采用常规方式施工时，周边眼间距一般40-50cm，采用本发明中的爆破管，周边眼间距可增大至90-120cm，节省钻孔工作量45％-66％。较一般爆破管60-90cm的间距，节省钻孔量13％-50％。增大炮孔间距，可减少隧道爆破周边眼孔钻孔量对于减少钻孔成本十分有利，对节约爆破器材节约有明显作用，节约爆破作业施工循环时间。采用本发明中的爆破管聚能切割爆破，对保留围岩扰动小，增强施工安全性；爆破后的周边围岩更为平整，铺设的防水板与平整的围岩岩面较为密贴，从而提高了二衬混凝土浇注便利性，平整的基面减少了混凝土振捣难度，振捣效率提高进而提高二衬混凝土施工质量。

案例一：

在某处高铁隧道，隧道长12.162km，为全线第一长隧，属Ⅰ级高风险隧道，除进口段1.3km为灰岩地层外，其余地段均为泥质粉砂岩。洞身主要穿越4条断层带和1处不整合接触带，不良地质主要有：岩溶水、不整合接触带、危岩落石、断层破碎带等。

通过对常规爆破技术与使用本发明中的爆破管进行爆破进行对比分析，取得的数据进行对比分析，聚能切割爆破经济效果显著；将使用本发明中的爆破管进行爆破称为聚能切割爆破。其中表现如下：1.节约爆破材料。2.缩短施工时间提高施工效率；3.外观光爆成型较好，对后期防水层试做提供有利条件。经济效果对比分析如表1所示：

表1经济效果对比分析

案例二：

在另一隧道施工处，隧道全长约19公里，属Ⅰ级高风险隧道，是目前为止亚洲最长、时速350公里的单洞双线高铁隧道，也是迄今为止世界施工难度最大、风险最高的高铁隧道之一。难点在于隧址区内地质条件特殊，地质情况极复杂，存在岩溶、穿越水库、涌水量大和高水压，有着“地质博物馆”称号。正洞进出口均处在悬崖绝壁上，不具备进洞施工条件，采用“3横洞+2斜井”辅助导坑进洞施工方案。通过常规爆破技术与聚能切割爆破技术应用取得的数据进行对比分析，聚能切割爆破经济效果显著。将使用本发明中的爆破管进行爆破称为聚能切割爆破。每循环直接节省费用近千元，另外还有近半小时的循环时间的节约。具体经济效果对比分析如表2所示：

表2经济效果对比分析

Claims (7)

1.一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，其特征在于，包括管体(1)和扣盖(2)，所述管体(1)上沿其走向纵向贯通开设有条形开口(3)，所述扣盖(2)盖设于所述条形开口(3)上，并与所述管体(1)共同形成用于装填炸药(11)的腔体；

所述管体(1)的左右两侧均朝向管体内凹陷，两侧凹陷处在管体外壁沿所述管体(1)走向均形成条形聚能穴(4)；在同一横截面上，连接两侧聚能穴(4)的中心点与管体(1)的中心点，在所述管体(1)中心点处相交形成的夹角与隧道的弧度值相一致。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，其特征在于，在同一横截面上，所述聚能穴(4)的形状为：由两条端部相交的直线形成，且两条直线间的夹角为90°。

3.根据权利要求2所述的一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，其特征在于，所述管体(1)左右两侧壁均由两个V形板相连接组成，所述两个V形板的开口均朝向管体(1)内，所述两个V形板的连接部形成聚能穴(4)。

4.根据权利要求3所述的一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，其特征在于，所述管体(1)上下管壁均为平板状，所述开口(3)位于上/下管壁上。

5.根据权利要求4所述的一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，其特征在于，所述条形开口(3)两侧的管体(1)边缘的横截面为阶梯状，所述扣盖(2)扣装在所述阶梯状上。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管，其特征在于，所述管体(1)的前后两端部还设置有用于封装腔体内炸药的封装件。

7.根据权利要求1或6所述的一种用于隧道周边眼聚能装药爆破管安装结构，其特征在于，包括多个爆破管，所述多个爆破管沿隧道弧形形状布设，且各所述爆破管均垂直设置于掌子面上的周边眼(10)内，在同一横截面上，各所述聚能穴(4)的中心点连线与隧道弧线相一致。