CN220288438U - 一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，旨在有效降低掏槽爆破装药量，提高掏槽爆破效果。为此，本实用新型提供的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，包括中心空孔、掏槽孔和周边孔，所述掏槽孔布置在所述中心空孔的四周，所述掏槽孔分为首爆掏槽孔、后爆掏槽孔和末爆掏槽孔，所述后爆掏槽孔数量为多个，且对称布置在所述中心空孔的两侧，所述首爆掏槽孔设置在所述中心空孔的正上方，所述末爆掏槽孔设置在所述中心空孔的正下方，各个所述掏槽孔到所述中心空孔的距离自上至下逐渐变大，各个所述掏槽孔自上至下依次起爆，各个所述掏槽孔中装药量自上至下依次减少。

Description

一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造

技术领域

本实用新型属于隧道工程爆破技术领域，尤其涉及一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造。

背景技术

近年来，随着快速发展和工程建设的大力推进，交通流量急剧增加，交通拥堵和城市环境恶化已成为各大城市普遍存在且亟待解决的重要问题。在应对这些挑战中，隧道爆破技术成为不可或缺的施工方法，用于解决交通和地下管道等问题。

目前，传统的钻爆法施工相对简单，一般包括钻孔、爆破和排岩等工序，但容易受到地质条件、设备性能和作业人员技能等因素的影响，导致单次进尺距离较短、施工速度较慢的问题。为了解决这个问题，隧道长进尺爆破施工技术应运而生，为获取良好的掏槽爆破效果，减弱岩石夹制作用，通常在掏槽区域的中心会施作一个空孔来增加爆破自由面，掏槽孔则均匀布置在空孔的四周，起爆时各个掏槽孔同时起爆，这样的一种掏槽孔与空孔布置形式，炸药装药总量大，爆破经济性不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，旨在有效降低掏槽爆破装药量，提高掏槽爆破效果。

为此，本实用新型提供的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，包括中心空孔、掏槽孔和周边孔，所述掏槽孔布置在所述中心空孔的四周，所述掏槽孔分为首爆掏槽孔、后爆掏槽孔和末爆掏槽孔，所述后爆掏槽孔数量为多个，且对称布置在所述中心空孔的两侧，所述首爆掏槽孔设置在所述中心空孔的正上方，所述末爆掏槽孔设置在所述中心空孔的正下方，各个所述掏槽孔到所述中心空孔的距离自上至下逐渐变大，各个所述掏槽孔自上至下依次起爆，各个所述掏槽孔中装药量自上至下依次减少。

具体的，所述掏槽孔和周边孔均采用炸药与水袋间隔装药。

具体的，同一所述掏槽孔或周边孔从孔口向孔底分断起爆。

具体的，所述掏槽孔和所述周边孔采用孔间微差间隔起爆。

具体的，所述中心空孔的深度大于所述掏槽孔的深度，所述掏槽孔的深度大所述周边孔的深度，所述周边孔的深度大于单次循环进尺深度。

具体的，所述中心空孔布置于掌子面中心位置，所述周边孔沿着开挖轮廓线均匀布置。

具体的，首爆掏槽孔到中心空孔的距离为50mm，末爆掏槽孔到中心空孔的距离为200mm，后爆掏槽孔的数量为四个，位于所述中心空孔的水平轴上方的两个后爆掏槽孔到中心空孔的距离为100mm，位于所述中心空孔的水平轴下方的两个后爆掏槽孔到中心空孔的距离为150mm。

具体的，各个所述后爆掏槽孔与所述中心空孔的连线与所述中心空孔的水平轴的夹角为30°。

与现有技术相比，本实用新型至少一个实施例具有如下有益效果：掏槽部分爆破是整个隧道爆破的关键，因为掏槽部分受到夹制作用最大，并且炮孔越深受到的夹制作用越大，因此人为增加减弱夹制作用的空孔来增加爆破自由面，掏槽孔特殊的布置形式及自上而下的起爆次序，可以实现低药量安全、高效和经济的爆破作业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中隧道掌子面布孔图；

图2是本实用新型实施例中炮孔内装药结构布置图；

其中：1、中心空孔；2、周边孔；3、首爆掏槽孔；4、后爆掏槽孔；5、末爆掏槽孔；6、炸药；7、水袋；8、导爆索；9、雷管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1和图2，一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，包括中心空孔1、掏槽孔和周边孔2，中心空孔1布置于掌子面中心位置，掏槽孔布置在中心空孔1的四周，周边孔2沿着开挖轮廓线均匀布置，掏槽孔分为首爆掏槽孔3、后爆掏槽孔4和末爆掏槽孔5，后爆掏槽孔4数量为多个，且对称布置在中心空孔1的两侧，首爆掏槽孔3设置在中心空孔1的正上方，末爆掏槽孔5设置在中心空孔1的正下方，也即首爆掏槽孔3和末爆掏槽孔5布置在中心空孔1的竖直轴上，各个掏槽孔到中心空孔1的距离自上至下逐渐变大，各个掏槽孔自上至下依次起爆，各个掏槽孔中装药量自上至下依次减少。

本实施例中，通过对掏槽孔的布置形式作调整，将首爆掏槽孔3设置在中心空孔1的正上方，末爆掏槽孔5设置在中心空孔1的正下方，后爆掏槽孔4对称布置在中心空孔1的两侧，并将各个掏槽孔到中心空孔1的距离设计成自上至下逐渐变大，随着先爆掏槽孔逐渐为后爆孔提供了有利爆破空间条件，掏槽孔逐渐远离中心空孔1，形成锥形布孔形式，这样的设计可以减少后爆孔内装药量，实现了低药量安全、高效和经济的爆破作业。

可以理解的是，在实际工程中，中心空孔1的深度大于掏槽孔的深度，而掏槽孔的深度大于周边孔2的深度，这是因为掏槽孔所受夹制作用大于周边孔2，因此掏槽孔超深大于周边孔2，而中心空孔1为了给掏槽孔爆破提供充足的自由面，因此其超深大于掏槽孔超深。

参见图2，在一些实施例中，掏槽孔和周边孔2均采用间隔装药。炸药6和水袋7采用间隔布置，尾部通过水袋7堵塞，分别安装三段炸药6以及水袋7，采用炸药6和水袋7间隔布置属于轴向不耦合装药技术，可以更好地控制爆炸产生的能量，减少超欠挖情况的发生，同时可以实现降尘。

以下以实际工程中某隧道为例，对上述隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造的具体施工过程作详细说明：

步骤A：根据预先设计，采用直径为120mm的潜孔钻在掏槽区域的中心钻出一个中心空孔1。随后，采用凿岩台车按照设计在中心空孔1周围依次开凿首爆掏槽孔3、后爆掏槽孔4和末爆掏槽孔5，总计6个掏槽孔。首爆掏槽孔3要为后爆孔创造最有利的空间和时间上的爆破条件，首爆掏槽孔3爆破后，可以给后续掏槽孔的爆破的提供自由面，首爆掏槽孔3的爆破后又可以给后爆掏槽孔4的爆破提供自由面，以此类推，采用自上而下以此起爆的方式，以达到更好的爆破的效果。

其中，首爆掏槽孔3位于中心空孔1的正上方，与中心孔孔的距离为50mm；其中两个后爆掏槽孔4位于中心空孔1水平轴夹角30°上方(也即后爆掏槽孔4与中心空孔1的连线与中心空孔1的水平轴的夹角为30°)，左右两侧对称分布，与中心孔孔的距离为100mm；另外两个后爆掏槽孔4位于中心空孔1水平轴夹角30°下方，左右两侧对称分布，与中心孔孔的距离为150mm；末爆掏槽孔5位于中心空孔1的正下方，与中心孔孔的距离为200mm，周边孔2布置在开挖轮廓线上，每隔30°均匀布置，隧道掏槽区域的开挖直径为2.0m。

掏槽孔的孔径均为60mm，呈锥形布置，首爆掏槽孔3靠近中心空孔1，末爆掏槽孔5远离中心空孔1，首爆掏槽孔3所受的夹制作用最大，因此需要最靠近中心空孔1，而随着前面掏槽孔的爆破为后续爆破孔提供了一定的自由面，因此其布置上逐渐远离中心空孔1。在掏槽孔的外围开凿周边孔2，孔径为50mm，数量为掏槽孔的2倍，即12个。

步骤B：在每个炮孔内穿插导爆索8，导爆索8的长度大于炮孔的深度，并将多余部分留在孔外。根据预先设计的编号，将雷管9装入相应的炮孔，雷管9安放在炸药6顶部，并固定在导爆索8的导爆端。按照预设的装药量，将炸药6装入掏槽孔和周边孔2，采用间隔装药结构。其中，

掏槽孔装药采用高密度、高爆速的炸药6，密度范围为1.25～1.40g/cm3，爆速为4500～5000m/s；周边孔2装药采用低密度、低爆速的炸药6，密度范围为0.45～0.7g/cm3，爆速为2000～2600m/s。

步骤C：将炮孔外多余的导爆索8连接在一起，并在安全距离之外连接起爆器。

步骤D：构建起爆网络，按照先起爆掏槽孔，后起爆周边孔2的顺序逐一进行起爆。掏槽孔和周边孔2采用孔间微差间隔起爆，同一掏槽孔或周边孔2采用间隔装药，并进行孔内分断起爆，采用孔内分断起爆的原因是考虑到需要实现长进尺爆破，孔深较大，为防止孔内炸药6一次同时起爆无法达到预定爆破效果，因此采用孔内分段起爆，前段炸药的起爆为后段炸药的起爆提供更有利的爆破条件；其中，

掏槽孔内孔口炸药段先于孔中炸药段15ms起爆，孔中炸药段先于孔底炸药段15ms起爆；掏槽孔区域内，按照掏槽孔的顺序采用150ms的炸药6起爆间隔时间进行孔间微差起爆，掏槽孔区域与周边孔2区域的间隔时间为400ms。周边孔2按照5ms的起爆时间间隔进行孔内分段炸药的起爆，并采用20ms的炸药6起爆间隔时间进行孔间微差起爆。

具体的，当单次循环进尺深度为5.5-6.0m时，根据现场实施例，掏槽孔的最优超深分别为200mm和300mm，获得的炮孔利用率极值分别为95％和97％，较超深长度为100mm时分别提高了5.4％和10％。周边孔2超深为设计开挖深度的约100mm，掏槽孔超深为300mm，中心空孔1超深为400mm。

本实施例中，特殊结构的掏槽孔布置方式及起爆方法，配合孔间微差间隔起爆技术和孔内炸药分段起爆技术，能够实现隧道单次循环进尺达到5m以上，减少整体爆破施工次数，节省每个循环中间环节，从而实现安全、经济、高效的爆破效果。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，包括中心空孔(1)、掏槽孔和周边孔(2)，所述掏槽孔布置在所述中心空孔(1)的四周，其特征在于:所述掏槽孔分为首爆掏槽孔(3)、后爆掏槽孔(4)和末爆掏槽孔(5)，所述后爆掏槽孔(4)数量为多个，且对称布置在所述中心空孔(1)的两侧，所述首爆掏槽孔(3)设置在所述中心空孔(1)的正上方，所述末爆掏槽孔(5)设置在所述中心空孔(1)的正下方，各个所述掏槽孔到所述中心空孔(1)的距离自上至下逐渐变大，各个所述掏槽孔自上至下依次起爆，且装药量自上至下依次减少。

2.根据权利要求1所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:所述掏槽孔和周边孔(2)均采用炸药(6)与水袋(7)间隔装药。

3.根据权利要求2所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:同一所述掏槽孔或周边孔(2)从孔口向孔底分断起爆。

4.根据权利要求3所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:所述掏槽孔和所述周边孔(2)采用孔间微差间隔起爆。

5.根据权利要求1-4任一项所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:所述中心空孔(1)的深度大于所述掏槽孔的深度，所述掏槽孔的深度大所述周边孔(2)的深度，所述周边孔(2)的深度大于单次循环进尺深度。

6.根据权利要求5所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:所述中心空孔(1)布置于掌子面中心位置，所述周边孔(2)沿着开挖轮廓线均匀布置。

7.根据权利要求1-4任一项所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:首爆掏槽孔(3)到中心空孔(1)的距离为50mm，末爆掏槽孔(5)到中心空孔(1)的距离为200mm，后爆掏槽孔(4)的数量为四个，位于所述中心空孔(1)的水平轴上方的两个后爆掏槽孔(4)到中心空孔(1)的距离为100mm，位于所述中心空孔(1)的水平轴下方的两个后爆掏槽孔(4)到中心空孔(1)的距离为150mm。

8.根据权利要求7所述的隧道长进尺直眼掏槽微差爆破构造，其特征在于:各个所述后爆掏槽孔(4)与所述中心空孔(1)的连线与所述中心空孔(1)的水平轴的夹角为30°。