[发明专利]地下固壁水库爆炸成形方法

摘要

本发明涉及水利工程地下结构物的成形方法。成形过程为：1.爆炸成形初始空腔，球形空腔由集中装药方式爆炸形成，柱形空腔由柱形装药方式爆炸形成；2.固化边壁，将炸药和水泥砂浆放入空腔内，起爆炸药使水泥砂浆喷射到空腔边壁上。相互沟通的地下空腔群构成地下水库，它有不破坏地表地形地貌、布局灵活，建造成本低、水损耗小等优点，适合在干旱区建造地下水库，以存储雨水和积雪融化水等。也适合沿海岛屿淡水缺乏地区建造地下水池，存储雨水或运去的淡水。

主权项

1.一种地下固壁水库爆炸成形方法，包括在土岩介质层钻孔、装炸药，其特征在于，整个成形过程分为两个步骤：(一)爆炸成形初始空腔所述爆炸成形初始空腔，分为球形空腔和柱形空腔两种情况，其中球形空腔由集中装药方式爆炸形成，其炸药的装药量及装药深度分别由下式确定：(1)球形空腔半径与装药量R=kQ3Q=(RK)3式中R——球形空腔半径，单位m；k——系数，单位m/kg1/3，其取值范围0.1～0.9；Q——装药量，单位kg；(2)装药深度W≥Qq13式中W——装药中心到地表的最小距离，单位m；q1——系数，单位kg/m3，其取值范围0.01～0.3；Q——装药量，单位kg；其中柱形空腔由柱形装药方式爆炸形成，其炸药装药量及装药深度分别由下式确定：(3)圆柱空腔半径R＝kr式中R——圆柱空腔半径，单位m；k——系数，其取值范围1.2～40；r——装药半径，单位m；(4)装药深度h＝q2H式中h——装药深度，单位m；q2——系数，其取值范围0.5～0.9；H——钻孔深度，单位m；(5)装药量Q＝πr2hρ式中Q——装药量，单位kgr——装药半径，单位mh——装药深度，单位mρ——装药密度kg/m3；(二)固化边壁所述固化边壁是在初始空腔形成后，将炸药和水泥砂浆放入空腔内，然后再起爆炸药，炸药爆炸产生冲击波，将水泥砂浆喷射到空腔的边壁上，使边壁固化，其中炸药及水泥砂浆的配比及用量分别由以下公式计算得到：(6)用炸药量Q1＝k1Q式中Q1——用炸药量，单位kg；Q——形成初始空腔用总炸药量，单位kg；k1——系数，其取值范围0.05～0.3(7)水泥砂浆配比参数及用量水泥砂浆中各组分的重量配比为：水泥∶砂∶粒径小于20mm的石子＝0.5～2∶1～3∶0～5，球形空腔水泥砂浆用量V＝4πR2δ式中V——水泥砂浆体积，单位m3R——球形空腔半径，单位m；δ——水泥砂浆层厚度，单位m；柱形空腔水泥砂浆用量V＝2πRhδ式中V——水泥砂浆体积，单位m3R——圆柱空腔半径，单位m；δ——水泥砂浆层厚度，单位m；h——柱形空腔高度，单位m；(8)炸药与水泥砂浆的放置方式对于球形空腔：炸药置于腔底中部，水泥砂浆覆盖在炸药上面，雷管的引爆线穿过水泥砂浆层引出，通向起爆点；对于圆柱形空腔：将与钻孔深度相同的一根或多根标准导爆索放入相应长度的包装袋里，然后置于孔中，从包装袋口部向下倒水泥砂浆并使导爆索在孔的中心位置。