CN204988049U - 隧道通用组合式聚能装药装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种隧道通用组合式聚能装药装置，包括有第一半管以及第二半管，该第一半管具有第一药型罩，第一药型罩的两侧缘分别一体延伸出有第一调角卡扣和第一调角卡槽，该第二半管具有第二药型罩，第二药型罩的两侧缘分别一体延伸出有第二调角卡扣和第二调角卡槽，该第二药型罩和第一药型罩均为变壁厚药型罩，药型罩之底部的厚度大于药型罩之顶部的厚度，且药型罩之外部张开的角度为60度，第二调角卡扣卡入第一调节卡槽中，第一调角卡扣卡入第二调节卡槽中。两药型罩聚能方向角调整，通过在单边卡槽外绑贴调角不耦合条实现，本产品不用导爆索起爆，直接用雷管起爆或被炸药引爆，方便装药，不用连接管件和专门的硬质定位管件。
Description
技术领域
本实用新型涉及爆破用具领域技术，尤其是指一种隧道通用组合式聚能装药装置。
背景技术
目前，隧道爆破轮廓光面（预裂）爆破，隧道中部掏槽孔爆破，都存在钻孔量大问题。（1）现有隧道光面、预裂爆破原理：光爆参数：孔距为a=8-18D，D位钻孔直径，预裂爆破参数:a=8-12D,钻孔密度大，采用不耦合装药。爆破原理：光爆、预裂爆破，爆炸产物对岩石的冲击波和应力波，冲击波在孔壁附近形成细小裂缝，应力波在距离较近炮孔连线两侧应力叠加，拉力超过岩石强度形成裂缝，随后爆破气体膨胀产生准静态应力，在炮孔连线两侧都是拉应力区，产生足以拉断岩石的强度拉力，高压气体深入缝隙，尖端产生气刃效应，爆炸气体不仅能形成贯通缝，还可以使裂缝有一定宽度。仅有爆破气体也能使岩石断裂，所以爆破气体起主导作用。（2）隧道掏槽孔，高铁、城际、地铁、公路隧道断面较大，一般采用楔形掏槽，掏槽孔有三排，分别：第一排是掏槽、二、三排为扩槽孔，孔距根据岩石强度及结构面，孔距取值20-60cm，排距30cm，钻孔密集度大，造孔工作量大。（3）隧道下台阶光面预裂作业，侧墙、仰拱周圈部位，因炸药直接接触要保留边坡，为耦合装药，爆破后边坡破坏严重，造成超挖。总之现在的隧道爆破技术缺点：周边光面与裂爆破及掏槽孔，钻孔量大，侧墙及仰拱光爆预裂效果差，火工品材料及喷射混凝土使用成本高，爆破震动大。
现有技术中，出现有双极线性聚能爆破装药装置和组合式可调线性聚能装药装置：
双极线性聚能爆破装药装置的原理就是利用聚能爆破原理，爆炸产物在线性药型罩上产生聚能作用，爆炸产物的势能通过对称的药型罩转化成射流动能，在岩石上切割出裂缝，在高压爆破气体准应力及气体气刃作用下，根据应力集中现象，在聚能角中心线方向上被拉断，相邻炮孔连线上形成贯通缝隙。双极聚能光面（预裂）爆破孔距a=18-30D，较现有光面预裂爆破节省钻孔50%，这种聚能角为180度的双极线性聚能爆破装药装置，用在直线轮廓上或直径大于6米的隧道，光面、预裂效果较好，超挖量较小，使用在直径6米以下隧道上，则超挖严重。另外双极线性聚能爆破装药装置专利涉及的连接管件、定位件较多，制作成本高。隧道爆破钻孔直径在38-50mm，钻头在钻孔过程中不断磨损，后钻的炮孔直径逐渐变小，硬质固定直径定位管件不宜入孔。聚能管接长管件，需专门的连接件工艺复杂制作成本高。采用导爆索起爆，使用导爆索增加工程造价成本，且双极线性聚能塑料管是封闭管，现场装药复杂，需要专门的装药机械。应用范围只限于边坡光面、预裂爆破。
组合式可调线性聚能装药装置原理同双极线性聚能爆破原理一样，还能在隧道曲线上光面、预裂爆破，且聚能角度可调，也能减少钻孔量50%，但因使用导爆索起爆，成本高，起爆导爆索是在管件的外侧起爆，如果管壁较厚，存在拒爆问题，且连接管件及定位管件多，成本高，定位件是硬塑料制品，在变径的炮孔中入孔难。（变径炮孔是指钻头在使用中磨损，造成底部比顶部钻孔直径变小）。这个专利爆破方法也只限于隧道周圈光面、预裂爆破。对隧道掏槽爆破及下台阶光面预裂爆破没有具体方法。
并且，上述双极线性聚能装药和可调线性聚能装药装置，都存在用导爆索起爆问题，尤其双极线性聚能管，需要专门的装药机才能方便预留导爆索孔，装药工艺复杂，增加材料成本。上述两者定位管件都是用硬质PVC管，在实际变径的炮孔中不易入孔。上述两种管件连接还需要专门的连接管件，制作这些管件要另开模具增加成本。上述药型罩材料厚度采用的是均厚，不如顶端薄、底端厚的变壁厚药型罩切割岩石的深度大效果好。上述装置及方法只是针对边坡光面预裂爆破，没有涉及隧道掏槽孔的应用，使用范围受限。
发明内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种隧道通用组合式聚能装药装置，其不用导爆索起爆，直接用雷管起爆或被炸药引爆，方便装药。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
一种隧道通用组合式聚能装药装置，包括有第一半管以及第二半管，该第一半管具有第一药型罩，第一药型罩的两侧缘分别一体延伸出有第一调角卡扣和第一调角卡槽，该第二半管具有第二药型罩，第二药型罩的两侧缘分别一体延伸出有第二调角卡扣和第二调角卡槽，该第二药型罩和第一药型罩均为变壁厚药型罩，药型罩之底部的厚度大于药型罩之顶部的厚度，且药型罩之外部张开的角度为60度，第二调角卡扣卡入第一调节卡槽中，第一调角卡扣卡入第二调节卡槽中，第一调节卡扣与第二调节卡槽之间设置有调角不耦合条。
优选的，所述第一调角卡扣和第二调角卡扣均呈I型。
优选的，所述第一调角卡槽和第二调角卡槽均呈V型。
优选的，所述第一半管和第二半管通过胶带部分捆绑固定，接长错台亦采用胶带捆绑固定。
优选的，所述第一半管和第二半管均为硬质PVC材料，其比重不小于1.8g/cm3。
优选的，所述第一调节卡扣与第二调节卡槽之间形成有V形卡槽，调角不耦合条内侧具有调角锥，调角锥插入V形卡槽中。
优选的，所述调角不耦合条通过胶带绑扎固定在第一半管和第二半管上，调角不耦合条外侧具有凸起。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知。
本产品不用导爆索起爆，直接用雷管起爆或被炸药引爆，方便装药，不用连接管件和专门的硬质定位管件，现采用便于入孔和孔内定位PVC定向材料或弹性材料，保证侧墙及仰拱光面（预裂）径向不耦合装药，轴向连续装药爆破水袋连接，爆破效果好使用范围广、掏槽光面预裂爆破均可使用的通用双极聚能装药装置及隧道爆破方法。
为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型之较佳实施例的立体示意图。
图2是本实用新型之较佳实施例的侧视图。
附图标识说明。
10、第一半管11、第一药型罩
12、第一调角卡扣13、第一调角卡槽
20、第二半管21、第二药型罩
22、第二调角卡扣23、第二调角卡槽
30、调角不耦合条31、调角锥
32、凸起101、V形卡槽
40、胶带
具体实施方式
请参照图1和图2所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有第一半管10以及第二半管20。
该第一半管10具有第一药型罩11，第一药型罩11的两侧缘分别一体延伸出有第一调角卡扣12和第一调角卡槽13，该第二半管20具有第二药型罩21，第二药型罩21的两侧缘分别一体延伸出有第二调角卡扣22和第二调角卡槽23，该第二药型罩21和第一药型罩11均为变壁厚药型罩，药型罩之底部的厚度大于药型罩之顶部的厚度，且药型罩之外部张开的角度A为60度，第二调角卡扣22卡入第一调节卡槽13中，第一调角卡扣12卡入第二调节卡槽23中。该第一调节卡扣与第二调节卡槽之间设置有调角不耦合条30,调角不耦合条30用于调聚能方向角，在本实施例中，所述第一调节卡扣12与第二调节卡槽23之间形成有V形卡槽101，调角不耦合条30内侧具有调角锥31，调角锥31插入V形卡槽101中,用来调整两半管聚能穴方向夹角，所述调角不耦合条30通过胶带40绑扎固定在第一半管10和第二半管20上，调角不耦合条30外侧具有凸起32，用来隔离炸药与保留岩石接触，实现不耦合装药，确保被保留岩石不被破坏。
在本实施例中，所述第一调角卡扣12和第二调角卡扣22均呈I型。所述第一调角卡槽13和第二调角卡槽23均呈V型。
并且，所述第一半管10和第二半管20通过胶带(图中未示)部分捆绑固定，接长错台亦采用胶带捆绑固定，具体是，接长错台处要用两种材料，一是胶带，二是不耦合条，把不耦合条放在有卡槽的两边，用胶带绑好。所述第一半管10和第二半管20均为硬质PVC材料，其比重不小于1.8g/cm3。
组装时，将第二调角卡扣22卡入第一调节卡槽13中，第一调角卡扣12卡入第二调节卡槽23中即可，卡扣好后，可以转动调整第一药型罩11和第二药型罩21角度的方向。根据隧道直径大小，调整聚能角度，采用定位不耦合条（图中未示），既调角度又在孔中定位，用胶带固定好第一半管10和第二半管20。本产品可以用在直线轮廓光面预裂爆破上，使用在隧道半径3米以上的拱顶曲线上。既可以用在隧道轮廓拱顶、侧墙及仰拱部位光面预裂爆破，也可以用在隧道中心掏槽孔上，减少钻孔数量，爆破效果好。聚能管的接长连接不需要专门的连接管件，只要将第一半管10和第二半管20沿长度错开10-20cm形成错台接口，与另一端的同样错开相同的长度管槽错台接口，交叉插入，用定位胶带绑牢固，就形成接长错台。定位不需要专门制作的定位管件，采用不耦合条（不耦合条有两种作用：一是定位，二是孔内不耦合装药加强反射爆轰波），也可采用一定弹性的材料PVC泡沫板，用胶带绑扎在管槽的卡扣处两侧，这样柔性定位方法入孔容易，入孔后定位好，成本低。本产品是由两个同形状开口半管组合，分成两个半管便于现场装药，装药用玻璃胶枪或有一定安全压力活塞式注炸药机，方便现场装药。本产品省掉了起爆导爆索，工艺简单、节省起爆材料成本。线装药密度500-550克/米，聚能装药断面面积不小于等效25cm乳化圆形炸药截面积。在实施过程中，聚能槽方向一定要沿着轮廓线方向放置，同时与此处的圆心半径垂直。在侧墙及仰拱，孔底加强药在靠近保留岩石处采用不耦合条，确保保留岩石面不耦合装药，中部掏槽孔聚能管与不耦合条配合使用同时，还能降低振动。孔内装药结构：轴向连续（耦合）装药，孔底可放入一节水袋，再装入孔底加强药，接着装聚能装药管，聚能管上部用水袋填塞，最后用20-40cm炮泥填塞捣密实。水袋连在炸药轴向两端，能提高炸药的能量利用率（水介质是不可压缩的，能更好传递爆轰波，水炮泥还有堵塞效果），能改善岩石爆破效果，降低爆破烟尘、毒气，环保节能。综合效益：假如直径6米的地铁隧道，循环进尺为2米，每循环能节约钻孔费400元、导爆索费用200元，降低喷射混凝土及减少出碴费用500元，减少雷管费用100元，聚能管及不耦合条费用为200元，总计节约1000元。每循环节约钻孔时间1.5小时，每循环断面节约钻孔25-30%。
使用方法如下。
1、布孔方式：（1）隧道周圈眼光面、预裂布孔：聚能光面（预裂）爆破孔距a=18-30D，D钻孔直径，隧道D一般取40-42mm，钻孔台车，孔径45-50mm。假设取钻孔直径40mm，孔距取25倍的D，则孔距1.0米。根据隧道半径，按照公式计算α=180b/（πR）α为相邻两孔的圆心角，X=R（1/cosα/4-1），X为最大超挖深度，布在廓线外侧，以隧道圆心的半径R+X处，聚能方向角为公式β=180-α/2，β聚能方向角。也就是两聚能方向角相对各旋转α/4，聚能方向角一定要沿着轮廓线方向放置，同时与此处的圆心半径垂直。（2）掏槽孔布孔，孔距为a，100cm，排距30cm，聚能方向角为180度聚能方向在一条直线上。
2、装药结构及起爆网路：轴向连续（耦合）装药，孔底可放一节水袋（也可不放），再装入孔底加强药，接着装聚能装药管，聚能管上部用水袋填塞，最后用20-40cm炮泥填塞捣密实，注意要点，聚能管要与加强药、水袋为连续装药。装药结构比例：聚能管长度为炮孔深度的1/2（0.4-0.6）倍左右，孔底加强药长度为炮孔深的0.15-0.2倍，孔口填塞长度为炮孔深度的0.3倍左右。再装入孔底加强药，接着装聚能装药管，聚能管上部用水袋填塞，最后用20-40cm炮泥填塞捣密实。光面爆破平均线装药密度，400克/米；预裂爆破平均线装药密度450克/米；本聚能管线装药密度500-550克/米。装完药好，连接好雷管，隧道爆破采用孔内非电雷管延期爆破，雷管段别由中部掏槽孔向周边孔逐渐增大段别，孔外导爆管蔟联后，由起爆器的电击发枪击发非电雷管的导爆管起爆。
本实用新型的设计重点是：本产品不用导爆索起爆，直接用雷管起爆或被炸药引爆，方便装药，不用连接管件和专门的硬质定位管件，现采用便于入孔和孔内定位PVC定向材料或弹性材料，保证侧墙及仰拱光面（预裂）径向不耦合装药，轴向连续装药爆破水袋连接，爆破效果好使用范围广、掏槽光面预裂爆破均可使用的通用双极聚能装药装置及隧道爆破方法。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：包括有第一半管以及第二半管，该第一半管具有第一药型罩，第一药型罩的两侧缘分别一体延伸出有第一调角卡扣和第一调角卡槽，该第二半管具有第二药型罩，第二药型罩的两侧缘分别一体延伸出有第二调角卡扣和第二调角卡槽，该第二药型罩和第一药型罩均为变壁厚药型罩，药型罩之底部的厚度大于药型罩之顶部的厚度，且药型罩之外部张开的角度为60度，第二调角卡扣卡入第一调节卡槽中，第一调角卡扣卡入第二调节卡槽中，第一调节卡扣与第二调节卡槽之间设置有调角不耦合条。
2.如权利要求1所述的隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：所述第一调角卡扣和第二调角卡扣均呈I型。
3.如权利要求1所述的隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：所述第一调角卡槽和第二调角卡槽均呈V型。
4.如权利要求1所述的隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：所述第一半管和第二半管通过胶带部分捆绑固定，接长错台亦采用胶带捆绑固定。
5.如权利要求1所述的隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：所述第一半管和第二半管均为硬质PVC材料，其比重不小于1.8g/cm3。
6.如权利要求1所述的隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：所述第一调节卡扣与第二调节卡槽之间形成有V形卡槽，调角不耦合条内侧具有调角锥，调角锥插入V形卡槽中。
7.如权利要求1所述的隧道通用组合式聚能装药装置，其特征在于：所述调角不耦合条通过胶带绑扎固定在第一半管和第二半管上，调角不耦合条外侧具有凸起。
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| GR01 | Patent grant |