[发明专利]适用于倾斜炮孔的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土爆破技术领域，具体的说是一种适用于倾斜炮孔的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置。

背景技术

在交通、矿山和水利水电工程、等大型土木工程的岩土爆破开挖过程中，采用爆破法开挖岩体时存在着快速施工与开挖成型、损伤精细控制的这一需要解决的问题。

露天爆破中通常有垂直孔和倾斜孔两种钻孔形式，虽然垂直孔的钻孔易于操作，但是爆后大块率较高，常常留有根底，爆堆后方稳定性差。而倾斜炮孔的抵抗线分布比较均匀，可以克服孔底岩石的夹制作用，爆后不易产生大块和残留根底，在孔口后方由爆破漏斗引起的超爆较小。所以目前在道路、边坡、坝基等基础开挖中，使用得最广泛的是倾斜炮孔。近年来多采用孔底设柔性垫层的小梯段的孔间顺序起爆法，由于柔性垫层材料对爆破冲击波的缓冲作用有限，孔底损伤依然较大，开挖出的建基面起伏差较大，从而导致人工撬挖量较大；传统的以提高开挖面平整度为目的带凹形空穴的孔底聚能炸药和消能座仅仅适用于垂直炮孔的情形，且放置困难，一旦孔底聚能炸药或消能座放置不水平，不仅会导致聚能效果差，甚至还会带来相反的效果。而且传统的带凹形空穴的孔底普通聚能爆破，虽然能增加水平方向的破碎效果，但是装置聚能效果有限，且对孔底的损伤依然很大。炮孔底部如果过度破碎，开挖出的建基面就会很不平整。如何控制建基面开挖质量、提高爆破作业的效率仍是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是设计一种适用于倾斜炮孔的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置，可以在聚能找平、减小根底的同时减小爆轰波对炮孔底部的破坏，从而提高保留岩体的平整度，达到控制建基面开挖质量，提高爆破作业效率的目的。

本发明适用于倾斜炮孔的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置，包括聚氯乙烯管1(简称PVC管)，所述聚氯乙烯管1内由下至上依次设置有砂石层7、聚能-消能座5、牛皮纸垫4、聚能炸药层2，所述聚氯乙烯管1的管壁上开设有聚能孔3，所述聚能炸药层2中心设置有柱形槽8。

所述聚氯乙烯管1的外径为厚度为δ_PVC＝2.0～4.0mm，内径为高度为所述聚氯乙烯管1外沿环向均匀分布有8个等大的圆形聚能孔3，聚能孔3的直径为式中为炮孔直径，β为炮孔倾角；聚氯乙烯管1上部留有部分超高20～30mm。

所述聚能炸药层2高度为式中为炮孔直径。

所述聚能-消能座5为高波阻抗混凝土制成的上部为圆台形、下部为斜圆柱形的多面体，聚能-消能座5上部圆台的侧面与水平面的夹角为β/2，聚能-消能座5的总高度为上部圆台的高度为下部斜圆柱的高度为式中β为炮孔倾角，为聚氯乙烯管内径。

所述牛皮纸垫4为椭圆形，内切于聚氯乙烯管的管壁；牛皮纸垫4上设有加劲肋11，用于依靠聚能-消能座上表面的支撑，托住聚能炸药层，防止炸药落下与聚能-消能座的上部圆台的侧面相接触。

当聚能-消能座5上部圆台的侧面与底面的夹角取π/4时，该孔底聚-消能装置可在垂直炮孔中使用。

所述高波阻抗混凝土通过在普通混凝土的配制过程中添加玻璃纤维或高波阻抗矿物掺和料或其它高波阻抗材料制备得到。

本发明的工作原理在于：通过特定型式的消能结构多次反射爆炸冲击波，诱导爆炸冲击波能量往水平方向聚集，实现相邻孔间岩体的充分破碎，减小对炮孔底部的破坏；同时聚能炸药通过聚氯乙烯管的聚能孔形成沿水平环向分布的点条状聚能气流，加强水平方向的破碎；此外，消能座的破碎和松砂的压实可以消耗爆炸能量从而减轻爆破对炮孔底部岩体的损伤。

本发明适用于倾斜炮孔的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置的优点是：

1、在倾斜炮孔中，依然操作快捷方便，并保证良好的爆破效果；

2、结合了聚能炸药和聚-消能座的优势，对孔底水平方向破碎效果更好，对孔底垂直方向的损伤更小，开挖出的建基面更加平整；

3、各个结构通过带聚能孔的聚氯乙烯管组装成一个整体，便于运输、施工放置和批量生产，提高爆破作业的效率；

4、开挖出的建基面起伏小，减少甚至免去了后期人工撬挖工作量。

虽然本发明是针对倾斜炮孔提出的，但是，当聚-消能座的上部圆台的侧面与底面的设计夹角取π/4时，仍然可在垂直炮孔中使用，因此该发明同时适用于垂直孔和倾斜孔，是一种通用型的提高建基面爆破开挖平整度的孔底聚-消能装置。

附图说明

图1为本发明在倾斜炮孔中的爆破装配结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明的原理图。