CN110595305A - 波峰不关联起爆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道工程领域，公开一种波峰不关联起爆方法，在掌子面上设置掏槽结构，掏槽结构具有抵抗线W，第一掏槽孔组、第二掏槽孔组、第三掏槽孔组均内设多个炸药放置点。通过经验法计算出掏槽孔炸药总量，将炸药总量均分成若干等分，分别设置于炸药放置点，每等分炸药被配置为爆破岩石体积基本相当。所有的炸药放置点均配备有非电导爆管雷管，位于同一掏槽孔内的多个非电导爆管雷管串联设置，非电导爆管雷管进行段位选择。其掏槽结构与装药结构体系中非电导爆管雷管的起爆设计，有效地解决了在敏感环境条件下苛刻限制隧道或地下工程爆破开挖的技术难题。

Description

波峰不关联起爆方法

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，具体而言，涉及一种波峰不关联起爆方法。

背景技术

采用钻爆法施工的隧道，在接近建(构)筑物施工时，为避免或减小爆破震动对既有建(构)筑物破坏或影响，往往采用弱爆破的方式，但通过国内外现状调查分析表明，要将距离开挖面小于15m的爆破振动速度控制在1cm/s以内是十分困难的，特别是硬岩地层。当无法满足控制震动标准时，往往就只能采用非爆破法开挖，比如液压锤、静态破碎、CO2爆破技术、单臂掘进机等措施。但非爆破法开挖虽然减小了对既有建(构)筑物的影响，但施工进度较慢、成本较高。

在生态保护区、军事设施区、陈旧建筑、古建筑等对爆破振动敏感区域，应严格控制爆破震动对环境或建(构)筑扰动影响，应降低爆破振速在规范或相关要求以下。若能在保障掏槽临空面效果的前提下，降低掏槽爆破引起的震动，就能控制住整个隧道断面开挖爆破引起的震动，因此需提供一种精准的装药结构体系设计与网络系统设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波峰不关联起爆方法，其掏槽结构与装药结构体系中非电导爆管雷管的起爆设计，有效地解决了在敏感环境条件下苛刻限制隧道或地下工程爆破开挖的技术难题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种波峰不关联起爆方法，在掌子面上设置掏槽结构，掏槽结构具有抵抗线W。

当0.5<W≦0.8m时，掏槽结构包括第一掏槽孔组设置于掌子面的垂直水平面上，第一掏槽孔组包括第一掏槽孔和第二掏槽孔，第一掏槽孔的中心线与第二掏槽孔的中心线呈第一等腰梯形的两条腰线分布，且呈60°夹角设置，掌子面的多个依次间隔距离h的垂直水平面上均设有第一掏槽孔组；

当0.8<W≦1.5m时，掏槽结构包括第二掏槽孔组和第三掏槽孔组设置于掌子面的垂直水平面上，第二掏槽孔组包括第三掏槽孔和第四掏槽孔，第三掏槽孔的中心线与第四掏槽孔的中心线呈第二等腰梯形的两条腰线分布，且呈60°夹角设置，第三掏槽孔组包括第五掏槽孔和第六掏槽孔，第五掏槽孔的中心线和第六掏槽孔的中心线呈第三等腰梯形的两条腰线分布，且呈60°夹角设置，第二等腰梯形的腰线长度小于第三等腰梯形的腰线长度，第二等腰梯形的对称轴与第三等腰梯形的对称轴重合，掌子面的多个依次间隔距离h的垂直水平面上均同时设置有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组；

第一掏槽孔组、第二掏槽孔组、第三掏槽孔组均内设多个炸药放置点，其中于同一掏槽孔内的多个炸药放置点依次间隔距离L₀设置，且设置在对称的两条腰线的掏槽孔上的炸药放置点分别一一对称分布，且第三等腰梯形的腰线上的单个炸药放置点与第二等腰梯形的腰线上的最相近的单个炸药放置点，其连线不同时垂直于相邻的第三等腰梯形的腰线与第二等腰梯形的腰线。通过经验法计算出掏槽孔炸药总量，将炸药总量均分成若干等分，分别设置于炸药放置点，每等分炸药被配置为爆破岩石体积基本相当。所有的炸药放置点均配备有非电导爆管雷管，位于同一掏槽孔内的多个非电导爆管雷管串联设置，非电导爆管雷管进行段位选择；

当0.5<W≦0.8m时，同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的非电导爆管雷管沿中间向两侧的方向依次起爆，且先前一个垂直水平面上的非电导爆管雷管起爆完下一个垂直水平面上的非电导爆管雷管才开始起爆，同一垂直水平面上，第一掏槽孔与第二掏槽孔的非电导爆管雷管起爆顺序一致；

当0.8<W≦1.5m时，同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，第二掏槽孔组中非电导爆管雷管均起爆完后第三掏槽孔组中的非电导爆管雷管才开始起爆，处于同一平面的第二等腰梯形或者第三等腰梯形的两腰线处的掏槽孔中非电导爆管雷管起爆顺序一致。上述的非电导爆管雷管进行有序爆破以形成应力波叠加而震动波相互独立的起爆网络。

进一步地，当0.5<W≦0.8m、围岩属于软岩时，h＝0.7m，掌子面的三个依次间隔距离h的垂直水平面上设有第一掏槽孔组，在第一掏槽孔组中非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段。

进一步地，当0.5<W≦0.8m、围岩属于中硬岩或硬岩时，掌子面的四个依次间隔距离h的垂直水平面上设有第一掏槽孔组，在第一掏槽孔组中非电导爆管雷管段位采用ms1、3、4、5、6、7、8等段；

当围岩分别属于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级时，对应的h分别取值0.4m、0.5m、0.6m。

进一步地，当0.8<W≦1.5m、围岩属于软岩时，h＝0.7m，掌子面的三个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组，在第二掏槽孔组和第三掏槽孔组中的非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段；

设有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组的垂直水平面，离隧道底板的最近距离控制在0.6-0.7m；

设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的相同位置处的非电导爆管雷管同时起爆。

进一步地，当0.8<W≦1.5m、围岩属于中硬岩时，h控制在0.5-0.6m，掌子面的四个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组，在第二掏槽孔组和第三掏槽孔组中的非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段；

设有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组的垂直水平面，离隧道底板的最近距离控制在0.5-0.7m；

设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的相同位置处的非电导爆管雷管同时起爆。

进一步地，当0.8<W≦1.5m、围岩属于硬岩时，h＝0.4m，掌子面的五个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组，在第二掏槽孔组和第三掏槽孔组中的非电导爆管雷管段位采用ms1、3、4、5、6、7、8等段；

设有第二掏槽孔组与第三掏槽孔组的垂直水平面，离隧道底板的最近距离控制在0.5-0.6m；

该五个垂直水平面的中间三个垂直水平面上的同一种掏槽孔内的相同位置处的非电导爆管雷管同时起爆，其中最上和最下的两个垂直水平面在中间三个垂直水平面起爆完毕后再开始起爆，且起爆顺序一致。

进一步地，第一等腰梯形、第二等腰梯形与第三等腰梯形的上底均取值0.9-1.1m。

进一步地，第一等腰梯形的对称轴与隧道轴线重合；

或者第二等腰梯形的对称轴与第三等腰梯形的对称轴均与隧道轴线重合。

本发明的有益效果是：

1、有效地解决了在敏感环境条件下苛刻限制隧道或地下工程爆破开挖的技术难题；

2、引爆网络设计可靠，既减少了低段位同段同时起爆药量，从本质上满足了降震目的，又能够使得爆炸应力波作用相互叠加，不削弱爆破总体效果；

3、装药体系合理，等分炸药，其装填炸药操作既快速且计量精准，孔内装药均匀且孔间装药错开，有助于炸药能量的充分发挥；

4、设计为60⁰特殊角度，方便爆破参数的计算又能提供较大的爆破破裂角，减少炮孔夹制，有利于降低震动、有利于提高掏槽成功率、有利于获得较高的进尺等爆破效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供0.5<W≦0.8m时掏槽结构中第一掏槽孔组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供0.5<W≦0.8m时软岩状态的起爆网络平面图；

图3为本发明实施例提供05<W≦08m时软岩中第一掏槽孔组的立面图；

图4为本发明实施例提供0.5<W≦0.8m时软岩状态的起爆网络立面图；

图5为本发明实施例提供0.5<W≦0.8m时硬岩状态、中硬岩状态的起爆网络平面图；

图6为本发明实施例提供0.5<W≦0.8m时硬岩状态与中硬岩状态的起爆网络立面图；

图7为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时掏槽结构中第二掏槽孔组与第三掏槽孔组的结构示意图；

图8为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时软岩状态、中硬岩状态的起爆网络平面图；

图9为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时软岩状态的第二掏槽孔组与第三掏槽孔组的立面图；

图10为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时软岩状态的起爆网络立面图；

图11为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时中硬岩状态的起爆网络立面图；

图12为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时硬岩状态的第二掏槽孔组与第三掏槽孔组的立面图；

图13为本发明实施例提供0.8<W≦1.5m时硬岩状态的起爆网络立面图。

图标：10-掏槽结构，100-第一掏槽孔组，110-第一掏槽孔，120-第二掏槽孔，130-第一等腰梯形，200-第二掏槽孔组，210-第三掏槽孔，220-第四掏槽孔，230-第二等腰梯形，300-第三掏槽孔组，310-第五掏槽孔，320-第六掏槽孔，330-第三等腰梯形，400-炸药放置点。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

说明：附图中的图2、图4、图5、图6、图8、图10、图11、图12、图13中的诸如1、3、5、7、9和1、3、4、5、6、7、8、9等，指的是非电导爆管雷管段位，即延时时间，雷管依次引爆的顺序。

请参照图1至图13，本实施例提供一种波峰不关联起爆方法，具体包括0.5<抵抗线W≦0.8m和0.8<抵抗线W≦1.5m两种大情形下，掏槽结构10在掌子面上设置情况。

掏槽结构10具有抵抗线W，抵抗线W系指掏槽孔底至掌子面的最大垂直距离，亦即掏槽深度。抵抗线越大则，循环进尺越大，炸药用量越多，爆破震动越大；抵抗线越小则，循环进尺越小，炸药用量少，爆破震动越小。在震动控制地区，隧道循环进尺一般在0.5～1.5m。如果抵抗线超过1.5m时，震动控制几乎难以实现，但低于0.5m时功效低、成本大，无工程实际意义。

请参照图1和图3，掏槽结构10包括第一掏槽孔组100设置于掌子面的垂直水平面上，第一掏槽孔组100包括第一掏槽孔110和第二掏槽孔120。掌子面的垂直水平面指的是，既与掌子面垂直的平面，也沿水平方向分布的平面，此处的水平设置有利于爆炸均匀与规则。第一掏槽孔110的中心线与第二掏槽孔120的中心线呈第一等腰梯形130的两条腰线分布，且呈60°夹角设置。掌子面的多个依次间隔距离h的垂直水平面上均设有第一掏槽孔组100。

请参照图7和图9，掏槽结构10包括第二掏槽孔组200和第三掏槽孔组300设置于掌子面的垂直水平面上。第二掏槽孔组200包括第三掏槽孔210和第四掏槽孔220，第三掏槽孔210的中心线与第四掏槽孔220的中心线呈第二等腰梯形230的两条腰线分布，且呈60°夹角设置。第三掏槽孔组300包括第五掏槽孔310和第六掏槽孔320，第五掏槽孔310的中心线和第六掏槽孔320的中心线呈第三等腰梯形330的两条腰线分布，且呈60°夹角设置。第二等腰梯形230的腰线长度小于第三等腰梯形330的腰线长度，第二等腰梯形230的对称轴与第三等腰梯形330的对称轴重合，相当于第二等腰梯形230设置在第三等腰梯形330的内部，且它们的下底部分重合。掌子面的多个依次间隔距离h的垂直水平面上均同时设置有第二掏槽孔组200与第三掏槽孔组300。

在上述掏槽结构10的基础上，本实施例的波峰不关联起爆方法还包括以下部分：

请参照图1和图7，第一掏槽孔组100、第二掏槽孔组200、第三掏槽孔组300均内设多个炸药放置点400，其中于同一掏槽孔内的多个炸药放置点400依次间隔距离L0设置，且设置在对称的两条腰线的掏槽孔上的炸药放置点400分别一一对称分布。有利于炸药能量的充分发挥，降低震动。

且第三等腰梯形的腰线上的单个炸药放置点与第二等腰梯形的腰线上的最相近的单个炸药放置点，其连线不同时垂直于相邻的第三等腰梯形的腰线与第二等腰梯形的腰线。相当于，图8中，爆炸序号为1和5的两个炸药放置点，它们之间的相同部位的连线，与同是垂直于该处的第三等腰梯形的腰线与第二等腰梯形的腰线的直线，存在夹角，该夹角大于零。

且通过实际经验人员通过经验法计算出掏槽孔炸药总量，将炸药总量均分成若干等分，分别设置于炸药放置点400，每等分炸药被配置为爆破岩石体积基本相当，进行等分炸药，并且与掏槽结构10中的炸药放置点400配合，装药体系合理，孔内装药均匀且孔间装药错开，有助于炸药能量的充分发挥。

在所有的炸药放置点400均配备有非电导爆管雷管，位于同一掏槽孔内的多个非电导爆管雷管串联设置，非电导爆管雷管进行段位选择。且按照一定的雷管引爆顺序，包括孔内由外(掌子面)向内(孔底)、孔间由内(靠隧道轴线)向外(洞壁侧)有序微差起爆的引爆顺序，既减少了低段位同段同时起爆药量，从本质上满足了降震目的，又能够使得爆炸应力波作用相互叠加，不削弱爆破总体效果。

根据抵抗线W的大小，引爆顺序分为0.5<W≦0.8m与0.8<W≦1.5m两个部分，非电导爆管雷管进行有序爆破以形成应力波叠加而震动波相互独立的起爆网络。

当0.5<W≦0.8m时，同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的非电导爆管雷管沿中间向两侧的方向依次起爆，且先前一个垂直水平面上的非电导爆管雷管起爆完下一个垂直水平面上的非电导爆管雷管才开始起爆，同一垂直水平面上，第一掏槽孔110与第二掏槽孔120的非电导爆管雷管起爆顺序一致。

当0.8<W≦1.5m时，同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，第二掏槽孔组200中非电导爆管雷管均起爆完后第三掏槽孔组300中的非电导爆管雷管才开始起爆，处于同一平面的第二等腰梯形230或者第三等腰梯形330的两腰线处的掏槽孔中非电导爆管雷管起爆顺序一致。

具体引爆顺序还根据在施工区域中围岩的性质包括软岩、中硬岩、硬岩而有所不同。

1)请参照图2至图4，此时0.5<W≦0.8m、围岩属于软岩，在掌子面的三个依次间隔距离h的垂直水平面上设有第一掏槽孔组100，且h＝0.7m。相邻的两个设有第一掏槽孔组100的垂直水平面相距0.7m。此时，非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段，联合参照图2和图4，显示非电导爆管雷管的引爆顺序。

图2和图4中，共显示12个炸药放置点400。此处简单介绍一下图示的引爆顺序，在下面的更多情形中，图示规则是一致的。此处引爆规则如下，图4中按照从上到下，分别划分成第一层、第二层和第三层，首先是位于中间层次的第二层中靠近掌子面的两个炸药放置点400处雷管引爆炸药爆炸；接着经过2ms，第二层中远离掌子面的两个炸药放置点400处雷管引爆炸药爆炸；接着经过2ms，第一层与第三层中靠近掌子面的总共四个炸药放置点400处雷管引爆炸药爆炸；接着经过2ms，第一层与第三层中远离掌子面的总共四个炸药放置点400处雷管引爆炸药爆炸，至此12个炸药放置点400处雷管均引爆完毕。经过理论研究与试验验证，这种装药体系和引爆网络设计效果优良，能维持使用现有火工产品、施工条件等不变的情况下，把掏槽区的震动降低到相对较低的水平，极大地将掏槽区的振速峰值降至1.0cm/s，其峰值由常规技术下最大振速峰值5.6cm/s下降至0.97cm/s,平均降幅达到了75％，有效地解决了在敏感环境条件下，苛刻限制隧道或地下工程爆破开挖的技术难题。

2)请参照图5和图6，此时0.5<W≦0.8m、围岩属于中硬岩或硬岩，在掌子面的四个依次间隔距离h的垂直水平面上设有第一掏槽孔组100，且相邻的两个垂直水平面的距离h根据围岩分属等级而选择不同。非电导爆管雷管段位采用ms1、3、4、5、6、7、8等段。

当围岩分别属于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级时，对应的h分别取值0.4m、0.5m、0.6m。一级围岩性质最好，形态稳定，五级围岩一般结构松散，形态不稳定。从一级到五级，围岩的稳定性越来越差。

3)请参照图7至图10，此时0.8<W≦1.5m、围岩属于软岩，在掌子面的三个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有第二掏槽孔组200与第三掏槽孔组300，且相邻的两个垂直水平面的距离h选择为0.7m，且其中垂直水平面离隧道底板的最近距离控制在0.6-0.7m。此处的隧道底板指的是开挖面的隧道底板，相当于开挖面底边。

且请参照图10，在上述的“同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，第二掏槽孔组200中非电导爆管雷管均起爆完后第三掏槽孔组300中的非电导爆管雷管才开始起爆，处于同一平面的第二等腰梯形230或者第三等腰梯形330的两腰线处的掏槽孔中非电导爆管雷管起爆顺序一致”的设计下，设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的相同位置处的非电导爆管雷管同时起爆，形成起爆网络。

此时，非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段，组成引爆网络。

4)请参照图8和图11，此时0.8<W≦1.5m、围岩属于中硬岩，掌子面的四个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有第二掏槽孔组200与第三掏槽孔组300，且h控制在0.5-0.6m，且其中垂直水平面离隧道底板的最近距离控制在0.5-0.7m。此时，非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段设置。

且请参照图11，在上述的“同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，第二掏槽孔组200中非电导爆管雷管均起爆完后第三掏槽孔组300中的非电导爆管雷管才开始起爆，处于同一平面的第二等腰梯形230或者第三等腰梯形330的两腰线处的掏槽孔中非电导爆管雷管起爆顺序一致”的设计下，设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的相同位置处的非电导爆管雷管同时起爆，形成起爆网络。

5)请参照图12和图13，此时0.8<W≦1.5m、围岩属于硬岩，掌子面的五个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有第二掏槽孔组200与第三掏槽孔组300，且h选择0.4m。且其中垂直水平面离隧道底板的最近距离控制在0.5-0.6m。非电导爆管雷管段位采用ms1、3、4、5、6、7、8等段设置。

且在遵循“同一掏槽孔内的非电导爆管雷管沿掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，第二掏槽孔组200中非电导爆管雷管均起爆完后第三掏槽孔组300中的非电导爆管雷管才开始起爆，处于同一平面的第二等腰梯形230或者第三等腰梯形330的两腰线处的掏槽孔中非电导爆管雷管起爆顺序一致”的设计下，该五个垂直水平面的中间三个垂直水平面上的同一种掏槽孔内的相同位置处的非电导爆管雷管同时起爆，其中最上和最下的两个垂直水平面在中间三个垂直水平面起爆完毕后再开始起爆，且起爆顺序一致，形成引爆网络。

数据统计表明：软岩主振周期一般在10～30ms,中硬及以上围岩一般小于10ms。在上述的设计方式中，波峰不关联起爆网络起爆顺序为掏槽孔单孔由孔外向孔内起爆，多孔间由内层向外层起爆，同时非电毫秒雷管段位选择，实现等分炸药间的爆破时差大于主振周期的2～2.5倍，实现各波的波峰完全独立，相互不关联的微差网络系统。

且本实施例提供一种雷管数量选择方法，允许的同时刻(规程称“同段”)起爆最多雷管数量n_i，按控制爆破要求由相关公式求出最大同时起爆量Q_max计算。即n_i≤Q_max/Q₀,计算结果取小于或等于n_i的偶数。

进一步地，对第一等腰梯形130、第二等腰梯形230与第三等腰梯形330的上底进行限定，取值0.9-1.1m，有利于炸药分布与掏槽结构10的合理设置。

等腰梯形的上底指的是两个底线中长度较短的一个底线。根据上底线的取值范围选择，结合两腰线的延长线呈60⁰分布以及抵抗线W的既定情况下，可以求得等腰梯形的下底的长度，进而确定掏槽结构10中掏槽组的具体设置情况。

更多地，在0.8<W≦1.5m、第二掏槽孔组200与第三掏槽孔组300均设置的情况下，对第二掏槽孔组200的抵抗线与第三掏槽孔组300的抵抗线进行设计，以得到均匀的炸药分布体系。

进一步地，在0.5<W≦0.8m时，设置第一等腰梯形130的对称轴与隧道轴线重合，得到良好的爆炸效果。在0.8<W≦1.5m时，第二等腰梯形230的对称轴与第三等腰梯形330的对称轴均与隧道轴线重合，得到良好的爆炸效果。

综上，本实施例具有有益效果如下：

1、有效地解决了在敏感环境条件下苛刻限制隧道或地下工程爆破开挖的技术难题；

2、引爆网络设计可靠，孔内由外(掌子面)向内(孔底)、孔间由内(靠隧道轴线)向外(洞壁侧)有序微差起爆，既减少了低段位同段同时起爆药量，从本质上满足了降震目的，又能够使得爆炸应力波作用相互叠加，不削弱爆破总体效果；

3、装药体系合理，等分炸药，其装填炸药操作既快速且计量精准，孔内装药均匀且孔间装药错开，有助于炸药能量的充分发挥；

4、设计为60⁰特殊角度，方便爆破参数的计算又能提供较大的爆破破裂角，减少炮孔夹制，有利于降低震动、有利于提高掏槽成功率、有利于获得较高的进尺等爆破效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种波峰不关联起爆方法，其特征在于：

在掌子面上设置掏槽结构，所述掏槽结构具有抵抗线W；

当0.5<W≦0.8m时，所述掏槽结构包括第一掏槽孔组设置于所述掌子面的垂直水平面上，所述第一掏槽孔组包括第一掏槽孔和第二掏槽孔，所述第一掏槽孔的中心线与所述第二掏槽孔的中心线呈第一等腰梯形的两条腰线分布，且呈60°夹角设置，所述掌子面的多个依次间隔距离h的垂直水平面上均设有所述第一掏槽孔组；

当0.8<W≦1.5m时，所述掏槽结构包括第二掏槽孔组和第三掏槽孔组设置于所述掌子面的垂直水平面上，所述第二掏槽孔组包括第三掏槽孔和第四掏槽孔，所述第三掏槽孔的中心线与所述第四掏槽孔的中心线呈第二等腰梯形的两条腰线分布，且呈60°夹角设置，所述第三掏槽孔组包括第五掏槽孔和第六掏槽孔，所述第五掏槽孔的中心线和所述第六掏槽孔的中心线呈第三等腰梯形的两条腰线分布，且呈60°夹角设置，所述第二等腰梯形的腰线长度小于所述第三等腰梯形的腰线长度，所述第二等腰梯形的对称轴与所述第三等腰梯形的对称轴重合，所述掌子面的多个依次间隔距离h的垂直水平面上均同时设置有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组；

所述第一掏槽孔组、所述第二掏槽孔组、所述第三掏槽孔组均内设多个炸药放置点，其中于同一掏槽孔内的多个所述炸药放置点依次间隔距离L₀设置，且设置在对称的两条腰线的掏槽孔上的炸药放置点分别一一对称分布；

且所述第三等腰梯形的腰线上的单个所述炸药放置点与所述第二等腰梯形的腰线上的最相近的单个所述炸药放置点，其连线不同时垂直于相邻的所述第三等腰梯形的腰线与所述第二等腰梯形的腰线；

通过经验法计算出掏槽孔炸药总量，将炸药总量均分成若干等分，分别设置于所述炸药放置点，每等分炸药被配置为爆破岩石体积基本相当；

所有的所述炸药放置点均配备有非电导爆管雷管，位于同一掏槽孔内的多个所述非电导爆管雷管串联设置，所述非电导爆管雷管进行段位选择；

当0.5<W≦0.8m时，同一掏槽孔内的所述非电导爆管雷管沿所述掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的所述非电导爆管雷管沿中间向两侧的方向依次起爆，且先前一个垂直水平面上的所述非电导爆管雷管起爆完下一个垂直水平面上的所述非电导爆管雷管才开始起爆，同一垂直水平面上，所述第一掏槽孔与所述第二掏槽孔的所述非电导爆管雷管起爆顺序一致；

当0.8<W≦1.5m时，同一掏槽孔内的所述非电导爆管雷管沿所述掌子面上垂直向岩石中的方向依次起爆，第二掏槽孔组中所述非电导爆管雷管均起爆完后所述第三掏槽孔组中的所述非电导爆管雷管才开始起爆，处于同一平面的所述第二等腰梯形或者所述第三等腰梯形的两腰线处的掏槽孔中所述非电导爆管雷管起爆顺序一致；

上述的所述非电导爆管雷管进行有序爆破以形成应力波叠加而震动波相互独立的起爆网络。

2.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

当0.5<W≦0.8m、围岩属于软岩时，h＝0.7m，所述掌子面的三个依次间隔距离h的垂直水平面上设有所述第一掏槽孔组，在所述第一掏槽孔组中所述非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段。

3.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

当0.5<W≦0.8m、围岩属于中硬岩或硬岩时，所述掌子面的四个依次间隔距离h的垂直水平面上设有所述第一掏槽孔组，在所述第一掏槽孔组中所述非电导爆管雷管段位采用ms1、3、4、5、6、7、8等段；

当围岩分别属于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级时，对应的h分别取值0.4m、0.5m、0.6m。

4.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

当0.8<W≦1.5m、围岩属于软岩时，h＝0.7m，所述掌子面的三个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组，在所述第二掏槽孔组和所述第三掏槽孔组中的所述非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段；

设有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组的垂直水平面，离隧道底板的最近距离控制在0.6-0.7m；

设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的相同位置处的所述非电导爆管雷管同时起爆。

5.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

当0.8<W≦1.5m、围岩属于中硬岩时，h控制在0.5-0.6m，所述掌子面的四个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组，在所述第二掏槽孔组和所述第三掏槽孔组中的所述非电导爆管雷管段位采用ms1、3、5、7、9等段；

设有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组的垂直水平面，离隧道底板的最近距离控制在0.5-0.7m；

设置于多个垂直水平面的同一种掏槽孔内的相同位置处的所述非电导爆管雷管同时起爆。

6.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

当0.8<W≦1.5m、围岩属于硬岩时，h＝0.4m，所述掌子面的五个依次间隔距离h的垂直水平面上均设置有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组，在所述第二掏槽孔组和所述第三掏槽孔组中的所述非电导爆管雷管段位采用ms1、3、4、5、6、7、8等段；

设有所述第二掏槽孔组与所述第三掏槽孔组的垂直水平面，离隧道底板的最近距离控制在0.5-0.6m；

该五个垂直水平面的中间三个垂直水平面上的同一种掏槽孔内的相同位置处的所述非电导爆管雷管同时起爆，其中最上和最下的两个垂直水平面在中间三个垂直水平面起爆完毕后再开始起爆，且起爆顺序一致。

7.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

所述第一等腰梯形、所述第二等腰梯形与所述第三等腰梯形的上底均取值0.9-1.1m。

8.根据权利要求1所述的波峰不关联起爆方法，其特征在于：

所述第一等腰梯形的对称轴与隧道轴线重合；

或者所述第二等腰梯形的对称轴与所述第三等腰梯形的对称轴均与隧道轴线重合。