CN111928746A - 一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，该结构包括打设在隧道掌子面围岩上最外圈的周边眼、内圈的辅助眼和掏槽眼。周边眼的炮孔内为间断不连续周边眼装药结构，该周边眼装药结构包括装设在周边眼炮孔底部的底药卷Ⅰ、水袋Ⅰ、加强药卷Ⅰ、水袋Ⅱ、加强药卷Ⅱ、水袋Ⅲ、节能药卷、水袋Ⅳ、封口炮泥Ⅰ；底药卷Ⅰ内设有导爆索Ⅰ，该导爆索Ⅰ依次穿过加强药卷Ⅰ、加强药卷Ⅱ、节能药卷、封口炮泥Ⅰ，且置于周边眼炮孔外的一端设有带导爆管的数码电子雷管Ⅰ；辅助眼与掏槽眼均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ、封口炮泥Ⅱ封口的装药结构。本发明安全、可靠、节能、环保、简单、易操作，适用于岩石隧道Ⅲ及Ⅳ级围岩初的开挖作业。
Description
技术领域
本发明涉及公路工程、铁路工程隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构。
背景技术
随着社会经济的不断发展，公路建设技术难度的不断提高，穿越山岭地区的公路、长大隧道也越来越多。但国内的大多数隧道的爆破施工工艺还停留在传统的高投入、高耗能、粗放式管理阶段，这样不仅造成爆破时药量的加大，而且爆破后对拱圈围岩形成凹凸不平的超欠挖现象，超挖部位需要用喷射混凝土进行补喷。炸药和混凝土的超耗不仅造成资源的浪费，而且爆破形成的粉尘和有害气体也给施工人员的身体健康造成巨大的伤害，同时炸药能量的过度集中严重破坏围岩的完整性，给隧道的后期运营埋下质量、安全隐患。那么如何改善以上情况造成的各种问题成为目前亟待解决的隧道施工问题。
目前，公路隧道常用的爆破装药形式为在周边眼、辅助眼、掏槽眼孔底根据经验直接塞进插入雷管的药卷，然后用PVC塑料管将炸药捣固密实，炮孔口也不做任何密封的装药结构。该装药结构的弊端在于装药过度集中造成爆破能量集中进而对围岩形成破坏，形成大面积的超挖和围岩破碎。同时炮孔不密封从孔口损失一部分能量。而且爆破后形成的粉尘、烟雾特别大，不但对洞内施工人员造成身体伤害，还因通风降尘工序时间的延长浪费时间和电力资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全、可靠、节能、环保、简单、易操作的隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构。
为解决上述问题，本发明所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，该结构包括打设在隧道掌子面围岩上最外圈的周边眼、内圈的辅助眼和掏槽眼，其特征在于：所述周边眼的炮孔内为间断不连续周边眼装药结构，该周边眼装药结构包括装设在周边眼炮孔底部的底药卷Ⅰ、水袋Ⅰ、加强药卷Ⅰ、水袋Ⅱ、加强药卷Ⅱ、水袋Ⅲ、节能药卷、水袋Ⅳ、封口炮泥Ⅰ；所述底药卷Ⅰ内设有导爆索Ⅰ，该导爆索Ⅰ依次穿过所述加强药卷Ⅰ、所述加强药卷Ⅱ、所述节能药卷、所述封口炮泥Ⅰ，且置于所述周边眼炮孔外的一端设有带导爆管的数码电子雷管Ⅰ；所述辅助眼与所述掏槽眼均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ、封口炮泥Ⅱ封口的装药结构。
所述装药结构包括装设在所述辅助眼或所述掏槽眼的炮孔底部的底药卷Ⅱ、水袋Ⅴ、封口炮泥Ⅱ；所述底药卷Ⅱ内设有导爆索Ⅱ，该导爆索Ⅱ穿过所述封口炮泥Ⅱ且置于所述辅助眼或所述掏槽眼的炮孔外的一端设有数码电子雷管Ⅱ。
所述周边眼的长度为240cm，直径为4cm，且相邻周边眼的间距≤45cm。
所述底药卷Ⅰ的长度为20cm，且所述导爆索Ⅰ一端插入该底药卷Ⅰ内。
所述加强药卷Ⅰ与所述加强药卷Ⅱ的长度均为15cm。
所述节能药卷的长度为10cm。
所述导爆索Ⅰ的直径为5.2mm，每卷长度为50m。
所述底药卷Ⅰ、加强药卷Ⅰ、加强药卷Ⅱ、节能药卷的直径均为3.2cm，药卷密度均为0.95~1.25g/cm³，殉爆距离≥3cm，使用保质期均为180d。
如上所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构的施工方法，包括以下步骤：
⑴根据隧道衬砌断面参数，计算开挖轮廓线参数，对掌子面围岩开挖轮廓线逐点放样，放样间距1m，采用白色或红色油漆打点标记；
⑵采用凿岩台车进行周边眼、辅助眼和掏槽眼的打设；在打设的过程中时刻控制钻孔深度不大于250cm；
⑶炮孔打设完成后用直径Φ25mm、长300cm的中空钢管一头接高压风，一头伸入炮孔对孔内的钻渣及污水进行清理；
⑷采用刀片将完整的药卷切割成长20cm的底药卷Ⅰ、长10cm的节能药卷、长15cm的加强药卷Ⅰ、长15cm的加强药卷Ⅱ的药棒，然后将导爆索Ⅰ的一端插入所述底药卷Ⅰ的中间，用PVC管将所述底药卷Ⅰ和所述导爆索Ⅰ一起送入所述周边眼的孔底；依据在孔外预留50cm的长度将所述导爆索Ⅰ切断；
⑸将提前制作好的两节总长度为40cm的水袋Ⅰ和水袋Ⅱ用PVC管送入孔内，根据PVC管的孔外长度确定所述水袋Ⅰ和所述水袋Ⅱ的装入深度；
⑹将所述导爆索Ⅰ外留段穿过一节所述加强药卷Ⅰ，并采用PVC管将所述加强药卷Ⅰ送入孔内；同样采用参照PVC管外留长度的方式确定装药位置；
⑺将提前制作好的两节总长度为40cm的水袋Ⅲ和水袋Ⅳ用PVC管送入孔内，根据PVC管的孔外长度确定所述水袋Ⅲ和所述水袋Ⅳ的装入深度；再装入一节加强药卷Ⅱ；
⑻将所述导爆索Ⅰ外留段穿过一节所述节能药卷，并采用PVC管将所述节能药卷送入孔内；同样采用参照PVC管外留长度的方式确定装药位置；
⑼根据炮孔剩余深度，在距孔口深度30cm范围内全部用水袋填充饱满；
⑽采用封口炮泥Ⅰ将剩余30cm长度的炮孔全部填满；
⑾所述辅助眼与所述掏槽眼均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ、封口炮泥Ⅱ封口的方式进行施工，并埋设导爆索Ⅱ；
⑿将所述导爆索Ⅰ与数码电子雷管Ⅰ连接，所述导爆索Ⅱ与数码电子雷管Ⅱ连接；利用起爆器根据每发数码电子雷管Ⅰ和数码电子雷管Ⅱ布设的位置分别设置雷管的延期时间。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明中周边眼的炮孔内为间断不连续周边眼装药结构，在岩石隧道开挖爆破的过程中通过间断不连续装药结构，使炸药爆炸释放的能量能够更加均匀地作用在炮孔的各个位置，避免出现能量集中所导致的局部超挖和围岩粉碎性破坏的现象。
2、本发明中周边眼装药结构包括装设在周边眼炮孔底部的底药卷Ⅰ、水袋Ⅰ、加强药卷Ⅰ、水袋Ⅱ、加强药卷Ⅱ、水袋Ⅲ、节能药卷、水袋Ⅳ、封口炮泥Ⅰ，在炸药爆炸后通过水的不可压缩现象将能量更加充分的传递到围岩上，起到充分利用炸药爆破能量，减少装药量的效果。同时采用炮泥封口使爆破损失的能量进一步减少，更加体现能量充分利用的意义。
3、本发明水袋内的水通过炸药能量的雾化使洞内降尘效果更加明显，同时减少通风排烟的时间，不但节约时间，而且节省电费，从而实现节能、环保的目的。
4、本发明具有安全、可靠、简单、易操作的现场实用特点，适用于岩石隧道Ⅲ及Ⅳ级围岩初的开挖作业。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中辅助眼或掏槽眼的装药结构。
图3为本发明的立面示意图。
图4为本发明的平面示意图。
图中：1—周边眼装药结构；2—底药卷Ⅰ；3—水袋Ⅰ；4—加强药卷Ⅰ；5—水袋Ⅱ；6—加强药卷Ⅱ；7—水袋Ⅲ；8—节能药卷；9—水袋Ⅳ；10—封口炮泥Ⅰ；11—导爆索Ⅰ；12—数码电子雷管Ⅰ；13—辅助眼；14—掏槽眼；15—掌子面围岩；16—周边眼；17—装药结构；18—底药卷Ⅱ；19—水袋Ⅴ；20—封口炮泥Ⅱ；21—导爆索Ⅱ；22—数码电子雷管Ⅱ。
具体实施方式
如图1~4所示，一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，该结构包括打设在隧道掌子面围岩15上最外圈的周边眼16、内圈的辅助眼13和掏槽眼14。
周边眼16的炮孔内为间断不连续周边眼装药结构1，该周边眼装药结构1包括装设在周边眼炮孔底部的底药卷Ⅰ2、水袋Ⅰ3、加强药卷Ⅰ4、水袋Ⅱ5、加强药卷Ⅱ6、水袋Ⅲ7、节能药卷8、水袋Ⅳ9、封口炮泥Ⅰ10。底药卷Ⅰ2内设有导爆索Ⅰ11，该导爆索Ⅰ11依次穿过加强药卷Ⅰ4、加强药卷Ⅱ6、节能药卷8、封口炮泥Ⅰ10，且置于周边眼炮孔外的一端设有带导爆管的数码电子雷管Ⅰ12。
辅助眼13与掏槽眼14均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ19、封口炮泥Ⅱ20封口的装药结构17。装药结构17包括装设在辅助眼13或掏槽眼14的炮孔底部的底药卷Ⅱ18、水袋Ⅴ19、封口炮泥Ⅱ20；底药卷Ⅱ18内设有导爆索Ⅱ21，该导爆索Ⅱ21穿过封口炮泥Ⅱ20且置于辅助眼13或掏槽眼14的炮孔外的一端设有数码电子雷管Ⅱ22。
其中：周边眼16的长度为240cm，直径为4cm，且相邻周边眼16的间距≤45cm。
底药卷Ⅰ2的长度为20cm，且导爆索Ⅰ11一端插入该底药卷Ⅰ2内。
加强药卷Ⅰ4与加强药卷Ⅱ6的长度均为15cm。
节能药卷8的长度为10cm。
导爆索Ⅰ11、导爆索Ⅱ21为工厂统一加工而成，其直径为5.2mm，每卷长度为50m，用数码电子雷管起爆。
数码电子雷管Ⅰ12和数码电子雷管Ⅱ22为工厂统一加工而成，延期时间和精度：0ms~50000ms，偏差≤1ms。抗水能力：50m、72h。注册方式连网时依次自动在线注册和非接触扫描注册。
底药卷Ⅰ2、加强药卷Ⅰ4、加强药卷Ⅱ6、节能药卷8的直径均为3.2cm，药卷密度均为0.95~1.25g/cm³，殉爆距离≥3cm，使用保质期均为180d。
所有水袋采用YH-8040塑袋灌装封口机、聚乙烯塑料袋和普通水加工而成，水袋长200mm，直径为35mm，袋厚约0.8mm水袋为厂制品直接购买。
封口炮泥Ⅰ10或封口炮泥Ⅱ20由黏土、细沙及水按照0.75：0.1：0.15的质量比人工搅拌均匀，然后加入矿用炮泥机料斗，启动炮泥机将炮泥从出口挤出，使封口炮泥Ⅰ10或封口炮泥Ⅱ20的直径为40mm、长度为每段20cm。
该隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构的施工方法，包括以下步骤：
⑴根据隧道衬砌断面参数，计算开挖轮廓线参数，对掌子面围岩15开挖轮廓线逐点放样，放样间距1m，采用白色或红色油漆打点标记。
⑵采用凿岩台车进行周边眼16、辅助眼13和掏槽眼14的打设；在打设的过程中时刻控制钻孔深度不大于250cm。
⑶炮孔打设完成后用直径Φ25mm、长300cm的中空钢管一头接高压风，一头伸入炮孔对孔内的钻渣及污水进行清理。待钢管在孔内进行来回抽动时孔内无钻渣及污水喷出时，说明炮孔内已清理干净。
⑷采用刀片将完整的药卷切割成长20cm的底药卷Ⅰ2、长10cm的节能药卷8、长15cm的加强药卷Ⅰ4、长15cm的加强药卷Ⅱ6的药棒，然后将导爆索Ⅰ11的一端插入底药卷Ⅰ2的中间，用PVC管将底药卷Ⅰ2和导爆索Ⅰ11一起送入周边眼16的孔底；依据在孔外预留50cm的长度将导爆索Ⅰ11切断。
⑸将提前制作好的两节总长度为40cm的水袋Ⅰ3和水袋Ⅱ5用PVC管送入孔内，根据PVC管的孔外长度确定水袋Ⅰ3和水袋Ⅱ5的装入深度。
⑹将导爆索Ⅰ11外留段穿过一节加强药卷Ⅰ4，并采用PVC管将加强药卷Ⅰ4送入孔内；同样采用参照PVC管外留长度的方式确定装药位置。
⑺将提前制作好的两节总长度为40cm的水袋Ⅲ7和水袋Ⅳ9用PVC管送入孔内，根据PVC管的孔外长度确定水袋Ⅲ7和水袋Ⅳ9的装入深度；再装入一节加强药卷Ⅱ6。
⑻将导爆索Ⅰ11外留段穿过一节节能药卷8，并采用PVC管将节能药卷8送入孔内；同样采用参照PVC管外留长度的方式确定装药位置。
⑼根据炮孔剩余深度，在距孔口深度30cm范围内全部用水袋填充饱满。
⑽采用封口炮泥Ⅰ10将剩余30cm长度的炮孔全部填满，并在孔口对炮泥用力挤压尽可能使封口密实。
⑾辅助眼13与掏槽眼14均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ19、封口炮泥Ⅱ20封口的方式进行施工，并埋设导爆索Ⅱ21。
⑿将导爆索Ⅰ11与数码电子雷管Ⅰ12连接，导爆索Ⅱ21与数码电子雷管Ⅱ22连接；利用起爆器根据每发数码电子雷管Ⅰ12和数码电子雷管Ⅱ22布设的位置分别设置雷管的不同时间的毫秒延迟，形成梯次有序的微差爆破。每两个炮孔的导爆索和一发数码电子雷管采用胶带缠扎紧密。总体原则为最内圈的掏槽眼14内的雷管延期时间最短，向外圈扩散延期时间逐渐加长，至少有五个以上的延期时间阶段。
Claims (9)
1.一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，该结构包括打设在隧道掌子面围岩（15）上最外圈的周边眼（16）、内圈的辅助眼（13）和掏槽眼（14），其特征在于：所述周边眼（16）的炮孔内为间断不连续周边眼装药结构（1），该周边眼装药结构（1）包括装设在周边眼炮孔底部的底药卷Ⅰ（2）、水袋Ⅰ（3）、加强药卷Ⅰ（4）、水袋Ⅱ（5）、加强药卷Ⅱ（6）、水袋Ⅲ（7）、节能药卷（8）、水袋Ⅳ（9）、封口炮泥Ⅰ（10）；所述底药卷Ⅰ（2）内设有导爆索Ⅰ（11），该导爆索Ⅰ（11）依次穿过所述加强药卷Ⅰ（4）、所述加强药卷Ⅱ（6）、所述节能药卷（8）、所述封口炮泥Ⅰ（10），且置于所述周边眼炮孔外的一端设有带导爆管的数码电子雷管Ⅰ（12）；所述辅助眼（13）与所述掏槽眼（14）均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ（19）、封口炮泥Ⅱ（20）封口的装药结构（17）。
2.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述装药结构（17）包括装设在所述辅助眼（13）或所述掏槽眼（14）的炮孔底部的底药卷Ⅱ（18）、水袋Ⅴ（19）、封口炮泥Ⅱ（20）；所述底药卷Ⅱ（18）内设有导爆索Ⅱ（21），该导爆索Ⅱ（21）穿过所述封口炮泥Ⅱ（20）且置于所述辅助眼（13）或所述掏槽眼（14）的炮孔外的一端设有数码电子雷管Ⅱ（22）。
3.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述周边眼（16）的长度为240cm，直径为4cm，且相邻周边眼（16）的间距≤45cm。
4.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述底药卷Ⅰ（2）的长度为20cm，且所述导爆索Ⅰ（11）一端插入该底药卷Ⅰ（2）内。
5.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述加强药卷Ⅰ（4）与所述加强药卷Ⅱ（6）的长度均为15cm。
6.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述节能药卷（8）的长度为10cm。
7.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述导爆索Ⅰ（11）的直径为5.2mm，每卷长度为50m。
8.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构，其特征在于：所述底药卷Ⅰ（2）、加强药卷Ⅰ（4）、加强药卷Ⅱ（6）、节能药卷（8）的直径均为3.2cm，药卷密度均为0.95~1.25g/cm³，殉爆距离≥3cm，使用保质期均为180d。
9.如权利要求1所述的一种隧道节能环保的数码雷管水压爆破装药结构的施工方法，包括以下步骤：
⑴根据隧道衬砌断面参数，计算开挖轮廓线参数，对掌子面围岩（15）开挖轮廓线逐点放样，放样间距1m，采用白色或红色油漆打点标记；
⑵采用凿岩台车进行周边眼（16）、辅助眼（13）和掏槽眼（14）的打设；在打设的过程中时刻控制钻孔深度不大于250cm；
⑶炮孔打设完成后用直径Φ25mm、长300cm的中空钢管一头接高压风，一头伸入炮孔对孔内的钻渣及污水进行清理；
⑷采用刀片将完整的药卷切割成长20cm的底药卷Ⅰ（2）、长10cm的节能药卷（8）、长15cm的加强药卷Ⅰ（4）、长15cm的加强药卷Ⅱ（6）的药棒，然后将导爆索Ⅰ（11）的一端插入所述底药卷Ⅰ（2）的中间，用PVC管将所述底药卷Ⅰ（2）和所述导爆索Ⅰ（11）一起送入所述周边眼（16）的孔底；依据在孔外预留50cm的长度将所述导爆索Ⅰ（11）切断；
⑸将提前制作好的两节总长度为40cm的水袋Ⅰ（3）和水袋Ⅱ（5）用PVC管送入孔内，根据PVC管的孔外长度确定所述水袋Ⅰ（3）和所述水袋Ⅱ（5）的装入深度；
⑹将所述导爆索Ⅰ（11）外留段穿过一节所述加强药卷Ⅰ（4），并采用PVC管将所述加强药卷Ⅰ（4）送入孔内；同样采用参照PVC管外留长度的方式确定装药位置；
⑺将提前制作好的两节总长度为40cm的水袋Ⅲ（7）和水袋Ⅳ（9）用PVC管送入孔内，根据PVC管的孔外长度确定所述水袋Ⅲ（7）和所述水袋Ⅳ（9）的装入深度；再装入一节加强药卷Ⅱ（6）；
⑻将所述导爆索Ⅰ（11）外留段穿过一节所述节能药卷（8），并采用PVC管将所述节能药卷（8）送入孔内；同样采用参照PVC管外留长度的方式确定装药位置；
⑼根据炮孔剩余深度，在距孔口深度30cm范围内全部用水袋填充饱满；
⑽采用封口炮泥Ⅰ（10）将剩余30cm长度的炮孔全部填满；
⑾所述辅助眼（13）与所述掏槽眼（14）均采用传统的连续装药再加装水袋Ⅴ（19）、封口炮泥Ⅱ（20）封口的方式进行施工，并埋设导爆索Ⅱ（21）；
⑿将所述导爆索Ⅰ（11）与数码电子雷管Ⅰ（12）连接，所述导爆索Ⅱ（21）与数码电子雷管Ⅱ（22）连接；利用起爆器根据每发数码电子雷管Ⅰ（12）和数码电子雷管Ⅱ（22）布设的位置分别设置雷管的延期时间。
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