[发明专利]一种隧道掘进爆破微差数据表示方法

说明书

本发明涉及地下工程施工技术领域，且公开了一种隧道掘进爆破微差数据表示方法，获取炮孔的分布、炮孔的数量和炮孔的爆破参数，将获取的第一炮孔和第二炮孔的位置和距离进行标记，将第二炮孔的位置按照延迟时间延迟后，依次得到多个延迟后的炮孔，并对多个延迟后的炮孔进行标记，将每个延迟后的炮孔和第一炮孔自坐标原点处依次叠加；计算出多个延迟后的炮孔位置，得到整体炮孔的数据，再对炮孔数据进行分析得到波形数据，再根据波形数据进行分析得到分析图，并将分析图变化为数字形式，使微差数据可以直观的表现出来，并对微差数据储存入数据库中，方便在以后的爆破中，可以直接抽取，进行利用，大大节约了掘进爆破的工作时间。

技术领域

本发明涉及地下工程施工技术领域，具体为一种隧道掘进爆破微差数据表示方法。

背景技术

隧道是公路、铁路等建设的重点和关键工程。随着铁路建设的发展和科技的进步，隧道开挖方法得到了迅猛发展。比较常用的开挖方法有钻爆法、盾构法和掘进机法。由于钻爆法对地质条件适应性强，开挖成本低，特别适用于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，因此钻爆法仍是当前国内外常用的隧道开挖方法。

目前，各类爆破工程中都大量的使用到微差爆破技术。微差爆破的主要原理是控制相邻炮孔按一定时间间隔先后起爆，使各炮孔产生的爆破地震波相互干涉，减弱介质质点的振速，提高爆破能量利用率。伴随着近些年来高精度雷管的研发使用，爆破炮孔间实际延期时间能够更精确贴近设计值，使得微差爆破技术能更有效、更精确的支持各项爆破工程达到预期的爆破效果。

相比于齐发爆破，微差爆破是将一次爆破的总药量分成多次爆破，这样做不仅能提高爆破效果，而且降低了爆破振动危害。微差爆破的机理和优点可以归纳为以下几个方面：

相邻应力波的有效叠加。齐发爆破时，由于应为波的叠加作用，在围岩的某些区域会形成应力的高度集中，而另一些区域则会形成应力减弱区甚至无应力区。从而容易产生洞渣及导致局部欠挖。微差爆破时，先起爆的炮孔在围岩内形成应力场后，在其产生的应力作用尚未完全消失之前，后起爆的炮孔立即起爆，起到了应力波叠加作用，同时又避免了无应力区的出现，有利于岩体的破碎。另一方面，微差爆破在时间上使炸药能量分散，引起的应力波存在一定的相位差，有效避免了峰值振动的叠加，从而有效的降低了爆破产生的振动。

爆破自由面的数量增加。在岩石爆破过程中自由面越多越大，则爆破效果越好、爆破振动效应越低。齐发爆破时，所有炮孔仅有一个自由面，因此岩体的破碎效果差，且爆破振动大。微差爆破时，先起爆的炮孔在围岩内形成了破碎区，为后起爆的炮孔增加了自由面，使爆破效果大幅改进。同时，爆破振动强度也随之减小。

微差爆破的效果与炮孔布置、围岩和地质条件等因素有关,而微差时间的选取更是微差爆破设计的核心所在。多年来,在隧道微差爆破设计中,合理延迟间隔的研究较少,微差时间的设计现状多是依靠工程经验选取,在隧道掘进工程中,往往会出现爆破效果不理想的情况。因此,如何考虑段间微差时间具有重要的意义。

从岩石爆破破碎的作用机理出发,根据爆破爆破漏斗的形成物理过程给出了掏槽眼与下一圈起爆眼间合理延迟间隔时间计算的数学模型。研究结果认为:隧道掘进岩体中炸药起爆后物理过程主要包括爆轰阶段、破碎阶段、抛掷阶段。其中爆轰时间决定于炸药的爆速及装药长度，破碎阶段所需时间决定于岩体中裂隙的发展过程，抛掷阶段所需时间决定于破碎岩石的抛掷速度大小,而抛掷能的大小是决定抛掷速度的关键。最后计算得到适合本文工程的掏槽眼与下一圈起爆眼间合理微差时间为39.2ms-164ms。

现有技术中，在进行爆破前，需要根据掌子面的情况进行钻孔，在钻孔前，需要分析各个数据，目前，微差数据不能得到直观的表现，导致爆破工作需要浪费大量时间。

发明内容

(一)解决的技术问题