基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法

技术领域

本发明涉及隧道爆破技术领域，尤其涉及一种基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法。

背景技术

目前，光面爆破周边眼较为成功的理论为不耦合装药理论，包括径向间隙不耦合装药和轴向长度不耦合装药。但在特殊施工情况下，受到施工属地缺乏对应小直径规格炸药的限制，不能实施小直径(连续装药)形成径向间隙不耦合装药，而采用普通直径规格连续装药难以成功达到预想的爆破效果，爆后周边容易出现超挖、爆坑或欠挖、错台等现象，围岩扰动大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法，旨在解决现有技术的光面爆破效果不理想的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法，所述方法包括：

对待爆破隧道进行钻孔，形成多个待装药炮眼；所述待装药炮眼包括待连续装药炮眼及待装药周边眼；

对各待连续装药炮眼进行连续装药，并对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成装药炮眼；

按照预设连接规则对各装药炮眼进行连接，形成起爆网络；

根据预设起爆顺序引爆所述起爆网络，以对所述待爆破隧道进行光面爆破。

可选地，所述对待爆破隧道进行钻孔，形成多个待装药炮眼的步骤具体包括：

通过第一预设直径钻头对所述待爆破隧道进行钻孔，形成待连续装药炮眼；

通过第二预设直径钻头对所述待爆破隧道进行钻孔，形成待装药周边眼。

可选地，所述对各待连续装药炮眼进行连续装药，并对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成装药炮眼的步骤，具体包括：

对各待连续装药炮眼进行连续装药，形成连续装药炮眼；

根据第一预设间隔对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成周边眼；

将所述连续装药炮眼与所述周边眼作为装药炮眼。

可选地，所述根据第一预设间隔对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成周边眼的步骤，具体包括：

根据预设药量设置爆破物，将所述爆破物根据第一预设间隔固定在支撑杆上；

将所述支撑杆与所述爆破物一同送入待装药周边眼，并用炮泥堵塞所述待装药周边眼孔口，形成周边眼轴向长度不耦合间隔装药结构。

可选地，所述根据预设药量设置爆破物，将所述爆破物根据第一预设间隔固定在支撑杆上的步骤，具体包括：

根据预设药量设置第一预设爆破物及多个第二预设爆破物；

对所述第一预设爆炸物设置引爆物，并将所述引爆物与导爆索的一端连接；

基于所述导爆索根据第一预设间隔连接各爆破物，并将所述爆破物固定在支撑杆上。

可选地，所述根据第一预设间隔对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成周边眼的步骤之前，还包括：

获取所述待装药周边眼的参数信息，根据所述参数信息确定预设药量。

可选地，所述导爆索的另一端设置在所述装药炮眼外；

所述按照预设连接规则对各装药炮眼进行连接，形成起爆网络的步骤，具体包括：

将多个周边眼对应的导爆索，采用一把抓形式连接至同一毫秒导爆管雷管，形成周边眼线路；

将连续装药炮眼对应的导爆索连接至对应的毫秒导爆管雷管，形成连续装药炮眼线路；

将各线路对应的导爆索与瞬发电雷管连接，将所述瞬发电雷管与起爆器连接，形成起爆网络。

可选地，所述装药炮眼包括掏槽眼、辅助眼、底板眼、内圈眼及周边眼。

可选地，所述预设起爆顺序为依次引爆所述掏槽眼、所述辅助眼、所述底板眼、所述内圈眼及所述周边眼。

可选地，所述瞬发电雷管被绝缘胶布包扎，并设置在导爆索自由端的第一预设长度处。

本发明通过对待爆破隧道进行钻孔，形成多个待装药炮眼；所述待装药炮眼包括待连续装药炮眼及待装药周边眼；对各待连续装药炮眼进行连续装药，并对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成装药炮眼；按照预设连接规则对各装药炮眼进行连接，形成起爆网络；根据预设起爆顺序引爆所述起爆网络，以对所述待爆破隧道进行光面爆破。通过设置轴向长度不耦合间隔装药，以空气作为装药结构中的软垫层介质，爆炸冲击波在软垫层中得到了缓冲，软垫层还延长了爆生气体在炮孔中的膨胀时间，增强了对装药孔周边岩石的破坏效果，提升了爆破效率。

附图说明

图1为本发明基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明轴向长度不耦合间隔装药的结构示意图；

图3为本发明基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明实施例提供了一种基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法，参照图1，图1为本发明一种基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法第一实施例的流程示意图。图2为本发明轴向长度不耦合间隔装药的结构示意图。

本实施例中，所述基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法包括以下步骤：

步骤S10：对待爆破隧道进行钻孔，形成多个待装药炮眼；所述待装药炮眼包括待连续装药炮眼及待装药周边眼。

需要说明的是，对所述待爆破隧道进行钻孔前，预先对所述待爆破隧道进行参数测量，根据测量结果计算各待装药炮眼的位置。在对所述待爆破隧道进行钻孔时，可以采用隧道全断面或台阶法进行施工，在隧道全断面或台阶上进行钻眼作业，以获得多个待装药炮眼。

易于理解的是，待连续装药炮眼为采用连续装药方式进行装药的待装药炮眼，连续装药的炮眼内部不设置轴向长度不耦合介质，所述待连续装药炮眼为根据装药方式进行命名的炮眼，所述炮眼可以为掏槽眼、辅助眼、底板眼、内圈眼等。周边眼是布置于井巷四周靠近岩壁的炮眼，其作用是形成井巷周边设计断面形状。

步骤S20：对各待连续装药炮眼进行连续装药，并对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成装药炮眼。

应当理解的是，周边眼光面爆破轴向长度不耦合装药，通常又称为软垫层装药结构，不耦合介质多为空气或水等。炮孔装药爆轰后，高温高压的爆生气体迅速膨胀，首先压缩软垫层，在软垫层中激起冲击波并沿炮孔轴向传播；软垫层轴向压缩的同时必将产生侧向扩张，对孔壁产生径向扩张压力；由于软垫层介质的波阻抗值比岩石要小，爆炸冲击波在软垫层中得到了缓冲，压力降低，从而消除或减少了孔壁岩石的压缩性破碎；软垫层的存在延长了爆生气体在炮孔中的膨胀时间，即延长了爆生气体准静压力的作用时间，为炮孔间贯通裂缝的充分形成创造了有利条件；而对于下部软垫层装药结构而言，轴向冲击波在孔底岩石界面的反射和透射又增大了孔底压力，从而增强了孔底岩石的破坏，提高了爆破效率。

进一步地，为了得到理想的光面爆破效果，步骤S20具体包括：对各待连续装药炮眼进行连续装药，形成连续装药炮眼；根据第一预设间隔对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成周边眼；将所述连续装药炮眼与所述周边眼作为装药炮眼。

本实施例中，以不耦合介质为空气进行说明。所述第一预设间隔根据待爆破隧道的实际爆破需求进行设置，本实施例中所述第一预设间隔以60cm为例进行说明。即，进行装药时，待装药周边眼中，每个爆破物(所述爆破物为炸药)之间相互间隔为60cm。

进一步地，为了提升爆破效果，所述根据第一预设间隔对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成周边眼的步骤，具体包括：根据预设药量设置爆破物，将所述爆破物根据第一预设间隔固定在支撑杆上；将所述支撑杆与所述爆破物一同送入待装药周边眼，并用炮泥堵塞所述待装药周边眼孔口，形成周边眼轴向长度不耦合间隔装药结构。

易于理解的是，所述爆破物为炸药，所述爆破物可以使用捆绑的方式设置在所述支撑杆上。参考图2，图2中6为支撑杆，所述支撑杆可以为PVC管或者薄竹片，所述爆破物被捆绑在所述支撑杆上，各爆破物之间相互间隔第一预设间隔，60cm。4为炮泥，所述炮泥用于堵塞所述待装药周边眼。所述支撑杆的长度略长于所述待装药周边眼的轴向长度，以便于所述支撑杆将所述爆炸物送入所述待装药周边眼时，能够将爆炸物直接填入待装药周边眼的底壁。2为爆破物，1为待爆破空腔，即，整个待爆破周边眼的岩壁部分。

进一步地，为了提升爆破效率，所述根据预设药量设置爆破物，将所述爆破物根据第一预设间隔固定在支撑杆上的步骤，具体包括：根据预设药量设置第一预设爆破物及多个第二预设爆破物；对所述第一预设爆炸物设置引爆物，并将所述引爆物与导爆索的一端连接；基于所述导爆索根据第一预设间隔连接各爆破物，并将所述爆破物固定在支撑杆上。

需要说明的是，所述第一预设爆炸物和所述第二预设爆炸物为同规格、不同药量的炸药，所述第一预设爆炸物对应的药量大于第二预设爆炸物对应的药量。

应当理解的是，参考图2，图中3为引爆物，所述引爆物可以为雷管，图中5为导爆索，所述导爆索将各爆破物连接起来，同时所述导爆索也捆绑在所述支撑杆上。

具体实施中，所述第一预设爆炸物可以为一节Ф32mm规格炸药，所述第二预设爆炸物的数量可以为4，所述第二预设爆炸物为半节Ф32mm规格炸药，第一预设爆炸物放置雷管并穿导爆索，被固定在支撑杆的一端，然后每间隔60cm用导爆索依次连接第二预设爆炸物，并固定第二预设爆炸物在所述支撑杆上。完成固定工作后，将所述支撑杆放入所述周边眼中，直至探入所述周边眼的底壁，确保第一预设爆炸物贴近所述底壁设置，所述引爆物贴近在所述第一预设爆炸物。形成轴向长度不耦合间隔装药结构，待装药炮眼的孔口用长25cm炮泥堵塞。

具体实施中，爆破物规格、第二预设爆炸物的数量、炸药的用量、炮泥长度等根据实际爆破需求进行设置，本实施例仅做解释说明，并不限制具体数量。

进一步地，为了进行轴向长度不耦合间隔装药，所述根据第一预设间隔对各待装药周边眼进行轴向长度不耦合间隔装药，形成周边眼的步骤之前，还包括：获取所述待装药周边眼的参数信息，根据所述参数信息确定预设药量。

易于理解的是，在进行装药前，需要进行前期准备工作，对待装药周边眼进行测量，获取参数信息，根据所述参数信息确定第一预设爆炸物、第二预设爆炸物的药量。

步骤S30：按照预设连接规则对各装药炮眼进行连接，形成起爆网络。

应当理解的是，所述预设连接规则根据待爆破隧道的爆破需求进行设置，具体实施中可以适当调整。

步骤S40：根据预设起爆顺序引爆所述起爆网络，以对所述待爆破隧道进行光面爆破。

需要说明的是，在起爆所述起爆网络前，需要对所述起爆网络进行安全检查，以防止起爆失败或起爆事故。在起爆过程中，同一种类的装药炮眼同批起爆，所述预设起爆顺序为先引爆连续装药炮眼后引爆周边眼。

本发明实施例是在属地无法设置小直径炸药的前提条件下，通过采用常规直径炸药进行轴向长度不耦合间隔装药，减少了对隧道周边孔壁岩石的压缩性破碎：隧道常规钻爆法施工周边眼连续装药结构，无法形成光面爆破效果，装药量增加出现“爆坑”，减少装药又形成明显“欠挖、错台”等问题。本发明实例大幅提升周边眼光面爆破残眼率；减少了隧道超挖所造成的超喷混凝土；或者是欠挖补炮时间延误，提高了工效；为后续架立钢拱架提供了圆顺的基面；为控制喷混凝土超耗，提升经济效益奠定了较为坚实的技术基础。在隧道施工无小药卷炸药的不利条件下，仍然能够提供一种使用较大药卷炸药的周边眼轴向长度不耦合间隔装药的施工方法。

参考图3，图3为本发明一种基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法第二实施例的流程示意图。基于上述第一实施例，本实施例基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法在步骤S10具体包括：

步骤S101：通过第一预设直径钻头对所述待爆破隧道进行钻孔，形成待连续装药炮眼。

需要说明的是，待连续装药炮眼可以为同一直径，具体实施中，也可以根据不同的需求，根据待连续装药炮眼的具体类别，调整直径。所述第一预设直径钻头的直径可以为Ф42mm，成孔直径约为48mm～50mm。

步骤S102：通过第二预设直径钻头对所述待爆破隧道进行钻孔，形成待装药周边眼。

需要说明的是，所有待装药周边眼的直径相同，所述第二预设直径钻头的直径可以为Ф50mm，成孔直径55mm～58mm。

进一步地，为了保证布置好的起爆网络中的各装药炮眼能够同时起爆，所述步骤S30，具体包括：

步骤S301：将多个周边眼对应的导爆索，采用一把抓形式连接至同一毫秒导爆管雷管，形成周边眼线路。

需要说明的是，所述导爆索的另一端设置在所述装药炮眼外。周边眼的导爆索采用一把抓形式共用同一段位的毫秒导爆管雷管。

步骤S302：将连续装药炮眼对应的导爆索连接至对应的毫秒导爆管雷管，形成连续装药炮眼线路。

易于理解的是，连续装药炮眼的导爆索之间也有对应的毫秒导爆管雷管，连接后可以构建连续装药炮眼线路，将所有线路相连接，可以形成起爆网络。

步骤S303：将各线路对应的导爆索与瞬发电雷管连接，将所述瞬发电雷管与起爆器连接，形成起爆网络。

需要说明的是，采用孔内微差爆破，电雷管、非电毫秒导爆管雷管和导爆索起爆网络，并采用分段并联法进行起爆网络连接，微差时间用非电毫秒雷管控制。

需要说明的是，所述瞬发电雷管被绝缘胶布包扎，并设置在导爆索自由端的第一预设长度处。所述第一预设长度可以为15cm。

需要说明的是，所述装药炮眼包括掏槽眼、辅助眼、底板眼、内圈眼及周边眼。所述预设起爆顺序为依次引爆所述掏槽眼、所述辅助眼、所述底板眼、所述内圈眼及所述周边眼。

应当理解的是，为保证采用不耦合间隔装药的周边眼同时准爆，对周边眼光面爆破孔采用高段延时雷管与导爆索双重起爆法。炸药装填严格按安全规程操作，起爆网络按设计进行连接。连接过程中，导爆索不能打结和拉伸，各类炮眼雷管连接段数相同。引爆雷管用绝缘胶布包扎在离一根导爆管自由端15cm处，网络连好经专人检查后再起爆。

本发明实施例通过设置上述起爆网络，使得网络中的周边眼能够同时起爆，提升了爆破效率，能够获得较为理想的爆破效果。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的基于轴向长度不耦合间隔装药的隧道光面爆破方法，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。