CN115854809A - 一种爆破筒及其膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种爆破筒及其膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，包括筒体和爆破孔组，每排爆破孔组均包括若干菱形通孔；周向的菱形通孔和轴向相邻的菱形通孔围成爆破区；本发明通过在筒体上设置若干排爆破孔组，并通过交错设置的菱形孔形成爆破区，且菱形通孔的对角均朝向爆破区，当筒体内部炸药引爆时，炸药的能量会从菱形通孔释放，由于菱形通孔的边界为棱角型边界，炸药产生的能量更容易通过顶角对整个爆破区进行撕裂，同时，每个爆破区的四个菱形通孔的顶角均朝向爆破区，四个方向可以同时向爆破区进行撕裂破坏，进一步加强了对筒体的撕裂破坏效率，减少炸药产生的能量对筒体破坏的损耗，进而使得对围岩的爆破能量增加，增强爆破效果和爆破效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，特别是涉及一种爆破筒及其膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法。
背景技术
膨胀性软岩围岩变形以岩石的吸水膨胀性变形为主，支护对象主要是膨胀性变形，支护的首要任务是防水、治水，将潮湿空气与围岩隔离开来，防止围岩风化、潮解，减少岩体强度的降低。对于这类软岩，支护的阻力并不是一定要很大，如若治水得当，松动圈又不大，软岩也能转化为较易支护的围岩。
膨胀软弱围岩隧道一般采用爆破法开挖，在开挖过程中，当打完一个炮孔后并不会立即进行填药工序，但是，由于围岩膨胀会导致炮孔孔径变小，在后续装填炸药时，炸药装填不能到达孔底，导致炮孔内的炸药不能对炮孔进行完全爆破，爆破后剩余孔太多，进尺太少；即便装入炸药，由于围岩膨胀而挤压，炸药产生钝化现象而拒爆，尤其是掏槽孔根本就爆不出来，致使爆破后没有进尺。
目前的施工中，打完一个炮孔后，虽然可以使用扫眼器扫孔，由于岩体膨胀，孔径缩小，装药进入不到孔底，爆破后剩余炮孔太长，爆破效率低。打完孔迅速装药的孔，离起爆的时间较长，围岩膨胀使炮孔壁挤压乳化炸药产生钝化现象，雷管爆炸后炸药拒爆，仅炸出一个小坑，如是掏槽孔遇到这种情况，就没有进尺可言；常用的为钢管作为爆破筒，设置在炮孔内用于抵抗围岩收缩对炸药带来的影响，但是钢管虽然起到了支护作用，但是爆破过程首先需要对钢管进行破碎，然后才进行对围岩的爆破，钢管的破碎需要消耗掉一定的爆破能，使得爆炸产生的能量作用于围岩的减少，降低了爆破效率。
如公开号为CN106091848B的一种实现超长、大倾角隧道锚上台阶爆破的方法中，包括以下步骤(1)炮孔布置；(2)装药结构；(3)炮孔堵塞(4)起爆网络设计；该现有技术中的装药过程为使用炮棍在炮孔中填药，并且涉及到支撑装置，因此，对于围岩膨胀的挤压乳化炸药产生钝化现象，进而造成雷管爆炸后炸药拒爆的现象发生。
为了解决上述问题，本发明提供一种爆破筒及其膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，来解决现有的爆破施工爆破效率不高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种爆破筒及其膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，达到提高爆破效率的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种爆破筒，包括用于装填爆破用炸药的筒体，沿所述筒体的轴向上间隔设置有若干排爆破孔组，每排所述爆破孔组均包括沿所述筒体周向布置的若干菱形通孔，相邻排所述爆破孔组中的所述菱形通孔交错布置；周向相邻的所述菱形通孔和轴向相邻的所述菱形通孔围成爆破区，且围成所述爆破区的所述菱形通孔的对角均朝向所述爆破区中部。
优选地，所述筒体的两端均设置有可拆卸的端盖。
优选地，所述筒体的内壁上设置有用于对所述菱形通孔封堵的防水层。
优选地，所述筒体的壁厚为3mm至5mm。
优选地，所述筒体的外壁上设置有若干倒刺，若干所述倒刺沿所述筒体的走向等间隔布置，位于同一截面上的若干倒刺沿所述筒体的周向均匀间隔布置。
优选地，若干所述倒刺与所述筒体外壁的夹角为30°至45°并向炮孔外的方向延伸。
一种膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，包括以下内容：开挖隧道的掌子面并形成上下两级台阶；
在上级台阶的断面上按设计位置布设若干炮眼，在打设炮眼的同时，在所述炮眼内安装爆破筒；
引爆所述爆破筒，完成隧道爆破。
优选地，所述炮眼包括布设在上级台阶和下级台阶交界处的底眼、布设在靠近上台阶断面上并靠近上台阶底面附近的一阶掏槽眼、二阶掏槽眼和扩槽眼、布设在上台阶断面上且位于一阶掏槽眼和二阶掏槽眼外围的至少三排辅助眼以及布设在辅助眼外围的周边眼。
优选地，在开挖掌子面之前，在掌子面拱部打设深孔，安装带注浆孔的小导管，并进行预注浆加固拱部。
优选地，爆破后通风至少30分钟，由放炮员检查爆破情况，确认安全后，通知下一个工序人员进入施工。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1.本发明中通过在筒体上设置若干排爆破孔组，并通过交错设置的菱形孔形成爆破区，且菱形通孔的对角均朝向爆破区，当筒体内部炸药引爆时，炸药的能量会从菱形通孔释放，由于菱形通孔的边界为棱角型边界，炸药产生的能量更容易通过顶角对整个爆破区进行撕裂，同时，每个爆破区的四个菱形通孔的顶角均朝向爆破区，四个方向可以同时向爆破区进行撕裂破坏，进一步加强了对筒体的撕裂破坏效率，减少炸药产生的能量对筒体破坏的损耗，进而使得对围岩的爆破能量增加，增强爆破效果和爆破效率。
2.本发明中筒体的两端均设置有可拆卸的端盖；方便筒体内部炸药的装填。
3.本发明中筒体的内壁上设置有用于对菱形通孔封堵的防水层，以抵抗炮孔内冻结冰霜的挤压。
4.本发明中筒体的外壁上设置有若干倒刺，若干倒刺沿筒体的走向等间隔布置，位于同一截面上的若干倒刺沿筒体的周向均匀间隔布置；爆破过程中，与炮泥共同作用不易推出，延长了爆生气体和爆破应力波的作用时间，充分破碎岩石。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明爆破筒的结构示意图；
附图2为本发明爆破筒内部结构示意图；
附图3为本发明炮眼布置图；
其中，1、端盖；2、炮泥；3、炸药；4、筒体；5、倒刺；6、菱形通孔；7、爆破区；8、周边眼；9、辅助眼；10、掏槽眼；11、扩槽眼；12、底眼。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。
本发明的目的是提供一种爆破筒及其膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，达到提高爆破效率的目的。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1至图2，一种爆破筒，包括用于装填爆破用炸药3的筒体4，沿筒体4的轴向上间隔设置有若干排爆破孔组，每排爆破孔组均包括沿筒体4周向布置的若干菱形通孔6，相邻排爆破孔组中的菱形通孔6交错布置；周向相邻的菱形通孔6和轴向相邻的菱形通孔围成爆破区7，且围成爆破区7的菱形通孔6的对角均朝向爆破区中部；本发明中通过在筒体4上设置若干排爆破孔组，并通过交错设置的菱形孔形成爆破区7，且菱形通孔6的对角均朝向爆破区，当筒体4内部炸药3引爆时，炸药3的能量会从菱形通孔6释放，由于菱形通孔6的边界为棱角型边界，炸药3产生的能量更容易通过顶角对整个爆破区7进行撕裂，同时，每个爆破区7的四个菱形通孔6的顶角均朝向爆破区7，四个方向可以同时向爆破区7进行撕裂破坏，进一步加强了对筒体4的撕裂破坏效率，减少炸药3产生的能量对筒体4破坏的损耗，进而使得对围岩的爆破能量增加，增强爆破效果和爆破效率。
参考图1至图2，筒体4的两端均设置有可拆卸的端盖1；方便筒体4内部炸药3的装填。
进一步的，筒体4的内壁上设置有用于对菱形通孔6封堵的防水层；以抵抗炮孔内冻结冰霜的挤压；进一步的，防水层为牛皮纸，防水效果好且成本不高。
进一步的，筒体4的壁厚为3mm至5mm；该筒体4的厚度既能抵抗炮孔壁的膨胀挤压，又不影响爆破效果。
参考图1，筒体4的外壁上设置有若干倒刺5，若干倒刺5沿筒体4的走向等间隔布置，位于同一截面上的若干倒刺5沿筒体4的周向均匀间隔布置；爆破过程中，与炮泥2共同作用不易推出，延长了爆生气体和爆破应力波的作用时间，充分破碎岩石。
进一步的，若干倒刺5与筒体外壁的夹角为30°至45°并向炮孔外的方向延伸。
参考图2，一种膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，包括以下内容：开挖隧道的掌子面并形成上下两级台阶；在上级台阶的断面上按设计位置布设若干炮眼，在打设炮眼的同时，在炮眼内安装爆破筒；引爆爆破筒，完成隧道爆破；
参考图2，炮眼包括布设在上级台阶和下级台阶交界处的底眼12、布设在靠近上台阶断面上并靠近上台阶底面附近的一阶掏槽眼10、二阶掏槽眼10和扩槽眼11、布设在上台阶断面上且位于一阶掏槽眼10和二阶掏槽眼10外围的至少三排辅助眼9以及布设在辅助眼9外围的周边眼8。
进一步的，在开挖掌子面之前，在掌子面拱部打设深孔，安装带注浆孔的小导管，并进行预注浆加固拱部。
进一步的，爆破后通风至少30分钟，由放炮员检查爆破情况，确认安全后，通知下一个工序人员进入施工。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种爆破筒，其特征在于，包括用于装填爆破用炸药的筒体，沿所述筒体的轴向上间隔设置有若干排爆破孔组，每排所述爆破孔组均包括沿所述筒体周向布置的若干菱形通孔，相邻排所述爆破孔组中的所述菱形通孔交错布置；周向相邻的所述菱形通孔和轴向相邻的所述菱形通孔围成爆破区，且围成所述爆破区的所述菱形通孔的对角均朝向所述爆破区中部。
2.根据权利要求1所述的一种爆破筒，其特征在于，所述筒体的两端均设置有可拆卸的端盖。
3.根据权利要求1所述的一种爆破筒，其特征在于，所述筒体的内壁上设置有用于对所述菱形通孔封堵的防水层。
4.根据权利要求3所述的一种爆破筒，其特征在于，所述筒体的壁厚为3mm至5mm。
5.根据权利要求3所述的一种爆破筒，其特征在于，所述筒体的外壁上设置有若干倒刺，若干所述倒刺沿所述筒体的走向等间隔布置，位于同一截面上的若干倒刺沿所述筒体的周向均匀间隔布置。
6.根据权利要求5所述的一种爆破筒，其特征在于，若干所述倒刺与所述筒体外壁的夹角为30°至45°并向炮孔外的方向延伸。
7.一种膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，其特征在于，应用权利要求1至6任一项所述的爆破筒，包括以下内容：
开挖隧道的掌子面并形成上下两级台阶；
在上级台阶的断面上按设计位置布设若干炮眼，在打设炮眼的同时，在所述炮眼内安装爆破筒；
引爆所述爆破筒，完成隧道爆破。
8.根据权利要求7所述的一种膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，其特征在于，所述炮眼包括布设在上级台阶和下级台阶交界处的底眼、布设在靠近上台阶断面上并靠近上台阶底面附近的一阶掏槽眼、二阶掏槽眼和扩槽眼、布设在上台阶断面上且位于一阶掏槽眼和二阶掏槽眼外围的至少三排辅助眼以及布设在辅助眼外围的周边眼。
9.根据权利要求7所述的一种膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，其特征在于，在开挖掌子面之前，在掌子面拱部打设深孔，安装带注浆孔的小导管，并进行预注浆加固拱部。
10.根据权利要求7所述的一种膨胀软弱围岩隧道爆破开挖方法，其特征在于，爆破后通风至少30分钟，由放炮员检查爆破情况，确认安全后，通知下一个工序人员进入施工。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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