[发明专利]单叶双曲面掏心扩孔岩塞爆破方法

说明书

本发明为一种旋转型单叶双曲面掏心扩孔岩塞爆破方法：其包含在水下或非水下岩塞上沿着至少1个与岩塞共轴的掏心双曲面和至少1个扩孔双曲面的左旋/右旋直线母线进行激光指向钻孔，获得高精度直线母线的双曲掏心孔与扩径孔，并于其内装药由内而外顺序爆破；由于掏心双曲腰部钻孔密集，爆破刹那为高温高压中心，爆破碎石向双曲两端抛掷，具双向掏心机制，且不耦合装药利于减小过粉碎和增大抛掷功的比例，对掏心体取得较好的抛掷爆破和轮廓爆破两方面成效，为后续爆破创造凌空条件；双曲扩孔则胜任岩塞掏心贯通后的腰部厚两端薄环形管状岩体的过渡衔接扩孔爆破。双曲孔亦可用于岩塞预裂或光面成型爆破。

技术领域

本发明涉及岩塞爆破，包括水资源优化配置调水取水工程、水力发电取水工程、以及抽水蓄能发电取水工程的取水口工程水下或非水下岩塞贯通扩孔与成型爆破，亦可应用于交通、铁路、矿山、国防等建设隧道井巷洞室开挖贯通扩孔成型爆破工程。

背景技术

岩塞爆破一般采用炸药室爆破技术，以及较为新型的纯排孔爆破技术。但前者为保证过流断面炸药室爆破往往超爆并总体超爆破达10％，局部则严重超爆破达20％；而后者则被大多专业人员认为对岩塞难以贯通。

掏心爆破是岩塞爆破与隧道钻爆施工的共性要求，以便为后续(雷)管段爆破创造临空(凌空)空间与凌空时间条件。现有的岩塞爆破初始雷管段掏心贯通爆破，通常可能采用的是楔形掏心的方式，但是楔形掏心如对称延伸(从岩塞内口或小口)往岩塞外口或大口，最大孔密度处要求12以至更多的孔竖向排列，孔密度相对双曲布置的大，有双向掏心的可能但不具贯通的机制，无法满足岩塞既掏心又贯通的需求。

发明内容

本发明所解决的技术问题即在提供一种利用旋转型单叶双曲面的直线母线钻孔进行掏心贯通继而扩孔的岩塞爆破方法。

本发明所采用的技术手段如下：

一种单叶双曲面掏心扩孔岩塞爆破方法，包含如下步骤：

(1)根据已知隧道钻爆施工参数确定用于岩塞爆破的单叶双曲面方程的参数，方程如式1

同时获得相应的左旋或右旋母线方程组及其参数，如式2的左旋母线参数方程组

或如式3的右旋母线参数方程组

其中，ɑ＝b且ɑ、c为正数；

所述单叶双曲面包含同轴的至少1个内部掏心单叶双曲面和至少1个外部扩孔单叶双曲面，掏心单叶双曲面公式内的ɑ_掏心小于扩孔单叶双曲面公式内的ɑ_扩孔，且ɑ_掏心/c_掏心>ɑ_扩孔/c_扩孔；

掏心单叶双曲面和扩孔单叶双曲面岩塞内口方向延长在隧道壁上相交，于该横截面获公共参照指示截圆，或分别与隧道相交，于相应横截面获各自专用参照指示截圆，所述截圆用于钻孔参照指向；

(2)根据双曲面方程和母线参数方程，确定母线与双曲岩塞内口掌子面开孔截圆的交点，即双曲掏心孔与扩孔双曲孔开孔点位，同时确定母线与公共参照指示截圆或专用参照指示截圆的交点，即钻孔指向参照点；

(3)重复(2)完成每个双曲面上的复数个双曲掏心孔、扩孔双曲孔开孔点位、及钻孔指向参照点；共直线母线的双曲掏心孔开孔点位与钻孔指向参照点，两点一线定位指向钻孔得到直线母线掏心孔；共直线母线的扩孔双曲孔开孔点位和钻孔指向参照点，两点一线定位指向钻孔得到直线母线扩径孔；

(4)向所述直线母线掏心孔内以及所述直线母线扩径孔内装药、封堵；

(5)由内部掏心单叶双曲面的直线母线掏心孔向外部直线母线扩径孔的顺序进行岩塞掏心与扩孔爆破。