CN211651403U - 一种高原地区大孤石静态爆破装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于爆破施工技术领域，公开了一种高原地区大孤石静态爆破装置，设置有竖直炮孔、保温毛毡、水平炮孔及其插装入水平炮孔内的装药钢管。本实用新型较好地解决了高原地区特殊气候条件所引起的爆破效率低，甚至不能取得预计的孤石破裂效果的静态爆破关键技术问题。在昼夜温差大、夜晚气温迅速降低的不利气温条件下，仍然可以实现炮孔内破碎剂充分水化反应及膨胀压力稳定增长，从而保证孤石的静态爆破效率及岩体破裂效果；可以较好地实现对岩体破裂面方向的控制，而且可以使需要保留的孤石岩体在静态爆破过程中得到较好的保护，避免其受到明显的爆裂损伤；可以有效控制大孤石静态爆破解体后破裂岩块的粒径，以利于对破裂岩石的二次利用。

Description

一种高原地区大孤石静态爆破装置

技术领域

本实用新型属于爆破施工技术领域，尤其涉及一种高原地区大孤石静态爆破装置。

背景技术

岩石静态爆破的主要原理是：破碎剂(主要成分CaO)与水发生化学反应生成Ca(OH)₂，同时体积快速膨胀并伴随着产生大量热量，破碎剂膨胀在钻孔岩石孔壁产生持续增长的径向压应力和环向拉应力，当应力超过岩石极限强度岩石即发生破裂。由于静态岩石爆破整个过程无声音、无飞石、无污染、不产生振动，不产生冲击波，因此在水利、交通以及工业民用建筑等领域岩石开挖工程中，当受到某些特殊条件限制不允许实施普通炸药爆破时，静态岩石爆破往往成为唯一选择。

高原地区由于海拔高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射的削弱作用小，白天在强烈日照作用下，地表吸收热能，气温迅速升高；夜晚，同样由于空气稀薄，大气对地面的保温作用较弱，地表热量流失快，气温快速降低。高原气候因此表现出一日之内气温变幅大、昼夜温差大的基本特征，而破碎剂化学反应与膨胀压力增长过程对环境温度变化十分敏感。由于高原特殊气温条件的影响，在这些地区实施岩石静态爆破与其他地区存在明显差别，如果技术处理不当，可能会引起静态爆破效率大大降低，甚至不能取得预计的岩体破裂效果。

此外，在水利、交通以及工业民用建筑等领域岩石开挖工程中，如果大孤石位于设计开挖线附近，则可能需要对大孤石进行部分爆破清除，而设计开挖线以下部分岩体需予以保留，这就要求实施静态爆破时严格地控制开挖线，并保护保留岩体完好，不受爆裂损伤的影响。如果大孤石静态爆破后的破裂岩石能够作为建筑材料就近加以利用，则可以获得较好的环保和经济效益，这就还需要对岩体破裂岩块的形状和粒径进行必要的控制。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)高原特殊气温条件下开展静态爆破施工，爆破效率大大降低，甚至不能取得预计的岩体破裂效果。

(2)静态爆破过程中不能很好地实现对开挖线的控制，并保护保留岩体完好，不受爆裂损伤的影响。

(3)不能很好地实现对破裂岩石的二次利用，降低了环保和经济效益。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种高原地区大孤石静态爆破装置。

本实用新型是这样实现的，一种高原地区大孤石静态爆破装置，设置有竖直炮孔，装药时间控制在上午9:30-11:00；

保温毛毡，夜晚对大孤石表面进行覆盖保温；

水平炮孔，沿设计开挖高程布设；

装药钢管，插装入水平炮孔内。

进一步，所述竖直炮孔孔径38mm，孔距40cm，排距50cm，装药量按25kg/m³控制。

进一步，所述保温毛毡，应覆盖二至三层以防止夜间气温下降对破碎剂水化反应和膨胀过程产生不利影响。

进一步，所述水平炮孔孔径38mm，孔距40cm，装药量按28kg/m³控制。

进一步，装药钢管为外径略小于炮孔切剖为两半的钢管，将胶泥状混合药剂放入半钢管中，合上另一半钢管后插入炮孔之中。

本实用新型的优点及积极效果为：较好地解决了高原地区特殊气候条件所引起的爆破效率低，甚至不能取得预计的孤石破裂效果的静态爆破关键技术问题。在昼夜温差大、夜晚气温迅速降低的不利气温条件下，仍然可以实现炮孔内破碎剂充分水化反应及膨胀压力稳定增长，从而保证孤石的静态爆破效率和岩体破裂效果；可以较好地实现对岩体破裂面方向的控制，而且可以使需要保留的孤石岩体在静态爆破过程中得到很好保护，避免其受到明显的爆裂损伤；可以有效控制大孤石静态爆破解体后破裂岩块的粒径，以便于对破裂岩石的二次利用。本实用新型较好地解决了高原地区大孤石静态爆破相关技术问题，简便易行，在高原地区静态爆破工程施工中具有良好的推广应用前景。

附图说明

图1为本实用新型高原地区大孤石静态爆破装置纵剖面；

图2为本实用新型高原地区大孤石静态爆破装置俯视图；

图3为本实用新型水平孔装药钢管正视图；

图4为本实用新型水平孔装药钢管横截面图。

图中：1、毛毡；2、孤石爆破清除部分；3、毛毡压石；4、孤石保留部分；5、竖直炮孔；6、水平炮孔；7、设计开挖高程；8、上半钢管；9、下半钢管；10、钢管切剖缝。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高原地区大孤石静态爆破装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

西昌市太和镇小麻柳尾矿库修建截洪坝，地基为深厚覆盖层，地基开挖过程中，对覆盖层中尺寸超过3-4米的大孤石难以采用挖机清除。附近有居民住所，也不宜采用明爆，因此须采用静态爆破的方法对大孤石进行爆裂、清除。西昌地区海拔高程超过1500m，日照充足，白天太阳辐射强烈，升温快，夜晚气温迅速降低，日气温变化具有典型高原气候特征，昼夜温差最大可达17-22℃。高效无声破碎剂(HSCA)加水配置装填入炮孔后即开始其水化反应和体积逐渐膨胀，而其化学反应过程对环境温度变化十分敏感，在当地高原特殊气候条件下，静态爆破效率和岩石破裂效果会受到严重的影响。该工程坝基开挖，采用本实用新型静态爆破装置，大孤石静态爆破取得了较好的岩体破裂效果和较高的爆破效率；该截洪坝设计建基面附近大孤石的开挖，设计开挖高程控制较好，而且建基面以下需要保留的孤石岩体在静态爆破过程中得到很好保护，未受到明显的爆裂损伤；大孤石静态爆破解体后形成的岩块大部分用于截洪坝坝体混凝土中的埋石，取得了良好的经济效益。

一、炮孔布设及覆盖保温

覆盖层坝基大孤石静态爆破及破裂岩块粒径控制按如下步骤实施。

步骤一：沿大孤石边缘环形布设竖直炮孔5，孔径38mm，孔距40cm，排距50cm。静态爆破后大部分岩块满足外形大致方正、粒径40-60cm的要求，直接用于截洪坝坝体混凝土中的埋石。

步骤二：装药时间控制在上午9:30-11:00，装药量按25kg/m³控制。保证炮孔装药完成药剂化学反应开始后，其环境温度处于升温期，以加快破碎剂水化反应

步骤三：傍晚气温急剧下降前，及时采用三层毛毡1覆盖孤石表面，并用压石3压住边缘，防止起风掀开毛毡1，保证保温效果，以减小夜间气温下降对破碎剂水化反应和膨胀过程产生的不利影响。

二、岩体开挖面控制及保护

截洪坝设计建基面附近大孤石的静态爆破按如下步骤实施。

步骤一：沿设计开挖高程7布置一排水平炮孔6，孔径38mm，孔距约40cm。

步骤二：将外径略小于炮孔的钢管沿直径切为两半8、9，须为每一水平炮孔准备一根剖切好的钢管。

步骤三：高效无声破碎剂(HSCA)与水按1:0.28的比例配置成胶泥状混合物，放入半钢管9之中，再合上另一半钢管8。

步骤四：迅速将装好药剂的钢管插入炮孔之中。注意保持钢管切剖面10水平放置。

本实用新型工作原理如下：

(1)合理布置炮孔间距并采用合适的装药量，除可以保证达到预计的孤石破裂效果外，还可以实现对破裂岩块外形和粒径的有效控制。炮孔装药时间控制在上午9:30-11:00，由于西昌地区日气温峰值大约出现在14:00-16:00时间区间，炮孔装药完成药剂化学反应开始后，其环境温度处于升温期，并持续较长时间段内保持较高温度，这对于加快破碎剂水化反应以及膨胀压力稳定增长起到了十分重要的作用。夜晚采用毛毡1覆盖保温，可使夜间气温下降对破碎剂水化反应和膨胀过程的影响降低到最小限度。

(2)沿设计开挖高程布置一排水平炮孔，插入装好药剂的钢管，保持钢管切剖面水平放置。因两半钢管的定向成缝作用，可控制岩体破裂面基本呈水平面，而且由于钢管的保护作用，可防止保留岩体在岩体爆裂过程中受到损伤。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种高原地区大孤石静态爆破装置，其特征在于，所述高原地区大孤石静态爆破装置设置有竖直炮孔；

保温毛毡，对大孤石表面进行覆盖；

水平炮孔，沿设计开挖高程布设；

装药钢管，插装入水平炮孔内。

2.如权利要求1所述的高原地区大孤石静态爆破装置，其特征在于，所述竖直炮孔的孔径38mm，孔距40cm，排距50cm，装药量25kg/m³。

3.如权利要求1所述的高原地区大孤石静态爆破装置，其特征在于，所述保温毛毡覆盖2-3层。

4.如权利要求1所述的高原地区大孤石静态爆破装置，其特征在于，所述水平炮孔的孔径38mm，孔距40cm，装药量28kg/m³。

5.如权利要求1所述的高原地区大孤石静态爆破装置，其特征在于，所述装药钢管外径略小于炮孔。

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