[发明专利]一种用于地铁盾构孤石和突出岩石爆破的爆破系统

说明书

本发明公开了工程爆破领域的一种用于地铁盾构孤石和突出岩石爆破的爆破系统，这种系统包括孤石检测单元，装载于盾构机刀盘以测量盾构机构掘进的参数变化；位置预估单元，根据盾构机载行的距离，结合盾构机构掘进的参数变化，对孤石的位置和大小进行预估；图像采集单元；图层建模单元；设计单元，根据模型进行工序设计，判断直接爆破施工或进行洞内预加固；连锁控制单元；起爆器单元，根据连锁控制单元中的信号控制起爆。本技术方案可以通过盾构机刀盘运行时的线性图像预估突出岩的大小和突出岩的表面积，避免了二次测绘，同时信息处理单元属于中间传递站，将爆破网图、批注和实施动态进行多项传递，避免产生信息误差，提高施工准确性。

技术领域

本发明属于工程爆破领域，具体是一种用于地铁盾构孤石和突出岩石爆破的爆破系统。

背景技术

隧道掘进断面内含有两种或以上岩土特征和工程地质特征差异很大的不均匀地层,被称为复合地层。复合地层的不均匀性和盾构设备的局限性,使得人们必须在盾构施工中考虑施工辅助方法与盾构机相适应。地下孤石群(球状风化岩)是典型的复合地层之一。

在盾构法隧道施工过程中，会遇见大小各异的孤石，这些孤石强度不一使隧道内岩土层软硬不均。在这类地层中掘进效率低，刀盘刀具磨损严重，易产生卡刀、斜刀、掉刀和线路偏移等。此时处理过程速度很慢影响施工进度，有的甚至阻碍施工进展，花费成本较高，经济效益差。

在掘进中遇见孤石和突出岩的情况时，现有技术通常使用爆破、盾构机破除或人工的方式排除阻碍。其中孤石较小的情况通常使用人工进行清除，当遭遇大型孤石时通常利用注浆改变土壤硬度随后选择爆破或盾构机破除，在选用盾构机破除时由于刀具的限制通常用于RQD值小于25％的孤岩，当RQD值大于25％时一般采用爆破的方式。

但是现有技术爆破时，由于爆炸网络铺设的不合理性，偶尔会造成隧道塌方或隧道断裂，影响施工进度，于是利用爆破系统设置合理的爆炸网络是当代岩土工程的一大研究方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种爆炸系统进行孤石范围的实时图像采集，便于爆炸网络的设计。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于地铁盾构孤石和突出岩石爆破的爆破系统包括；

孤石检测单元，装载于盾构机刀盘以测量盾构机掘进的参数变化；

位置预估单元，根据盾构机载行的距离，结合盾构机掘进的参数变化，对孤石的位置和大小进行预估；

图像采集单元，于分析的孤石区域采集实时图像；

图层建模单元，采集后的参数利用GeoStudio软件建模；

设计单元，根据模型进行工序设计，判断直接爆破施工或进行洞内预加固；

连锁控制单元，接受多项控制信号；

起爆器单元，根据连锁控制单元中的信号控制起爆。

进一步，还包括信息处理反馈单元，所述信息处理反馈单元分别连接设计单元、图像采集单元和图层建模单元。

进一步，所述图层建模单元，将建模后的图像矢量化，随后技术人员在矢量化的图形掌子面设计爆破网图，所述爆破网图通过信息处理反馈单元传递至设计单元。

进一步，所述设计单元将爆破网图利用图像采集单元进行实时分析，预估方案是否符合施工要求。

进一步，设计单元预估后，将符合监督方要求的爆破网图传送至图像采集单元的显示屏，将不符合监督方要求的爆破网图回传图层建模单元。

进一步，所述图像采集单元包括至少一个采集分站，任意采集分站包括土壤检测单元、孤石RQD检测单元和地下水检测单元。