[发明专利]一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置及方法

说明书

本发明公开了一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置及方法，它解决了现有技术中炮孔爆破噪声大、灰尘大、封堵爆破效果差、浪费水源的问题，具有操作简单、爆破安全性高且能量利用率高的优点，其方案如下：一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置，包括设于炮孔内的充水封药水囊以防止炮轰波沿炸药与孔壁间隙的大量消散，充水封药水囊内设置炸药及雷管，雷管引线一端部设于炮孔外，在炮孔内充水封药水囊的一侧设有至少一充水封堵水囊，以阻挡炮轰波传出炮孔。

技术领域

本发明涉及隧道工程，特别是涉及一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置及方法。

背景技术

TSP(Tunnel Seismic Prediction)法，又称隧道地震反射地质预报法，是反射地震波法的一种，以波的传播、反射原理为基础。地震波在指定的震源点，用少量炸药激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播，当遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面，例如断层、破碎带及岩性变化界面等)时，一部分地震信号被反射回来，一部分信号透射进入前方介质，反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。反射信号的传播时间与反射界面的距离成正比，故而能提供一种直接的测量，根据信号返回的时间和方向，通过专用软件处理，即可以得到岩性变化界面的基本位置。

对于TSP来讲，炮孔中放炮效果如何，直接决定到接收信号的频率高低、能量大小，影响最终实验效果，且爆破操作需要提高安全性，防止人员伤亡和财物损耗，为了实现爆破信号的产生和准确度，不允许方向控制，要求爆轰波为球面扩散；因此需要尽量降低炸药与炮孔接触孔隙。

然而在实际操作中，可通过水源来辅助爆破，但水源多数情况下是无法调用的，调用的话，施工工序较为复杂，调用成功后，有的在现场直接使用水管持续充水，造成水源浪费，且爆炸后易损伤水管，现场条件往往无法满足技术要求；有的单纯使用锚固剂封堵，使炸药与孔壁未完全接触造成爆破效果差，从而影响到信号返回的时间和方向，导致测量准确度降低。

因此，需要对炮孔填充堵塞装置及方法进行进一步地研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置，该装置通过充水封药水囊和充水封堵水囊的设置，利用水不可压缩性质完全密封炮孔，提高炮孔爆破效果和爆破安全性能，并降低成本提高可操作性。

一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置的具体方案如下：

一种隧道超前地质预报炮孔填充堵塞装置，包括：

设于炮孔内的充水封药水囊以防止爆轰波沿炸药与孔壁间隙的大量消散，充水封药水囊内设置炸药及雷管，雷管引线一端部设于炮孔外，在炮孔内充水封药水囊的一侧设有至少一充水封堵水囊，以阻挡爆轰波传出炮孔。

充水封药水囊与所述充水封堵水囊接触并紧贴设置，避免爆轰波通过间隙作用到孔壁进行消散。

为了实现超前地质预报钻孔爆破信号的产生，保证密封效果，炮孔内炸药爆炸之后，爆轰波首先作用于充水封药水囊，充水封药水囊在重力作用下与炮孔壁紧贴，爆轰波即由水囊直接传送波动至岩体，防止爆轰波沿炸药与孔壁间隙大量消散，有效提高炸药能量利用率，提高爆破效果；之后，爆轰波冲击充水封堵水囊。充水封堵水囊，在重力作用下填充炮孔壁，利用水的不可压缩性有效阻挡爆轰波传出。

所述充水封药水囊包括能够从外部向内部充水的水袋，水袋的材质为弹性材料，弹性材料可以是橡胶材料，水袋在充水后呈圆柱结构，以与炮孔形状配和，并与炮孔内壁进行有效地贴合。

所述充水封堵水囊包括能够从外部向内部充水的水袋，水袋的材质为弹性材料，该水袋与上述水袋的形状与材料一致，能够于炮孔内变形完全封堵炮孔，且弹性材料的厚度在0.01mm～0.1mm以内，以避免影响信号的传输。

所述充水封药水囊的水袋在充水后与炮孔岩壁接触设置，通过接触甚至是紧密贴合，有助于增强爆炸效果，避免爆轰波的过多消散。