[发明专利]一种在应力波叠加区域加强液化爆破挤淤处理的方法

说明书

技术领域：

本发明属于爆破领域，尤其是涉及淤泥处理困难和地质环境复杂的深水爆破挤淤工程施工。本发明意在对现有微差爆破挤淤技术进行改进，在减少地震波的同时，通过控制应力波的叠加作用来提高爆破挤淤的效果。

 

背景技术

毫秒延时爆破中，由于相邻炮孔（或两排炮孔、两组炮孔）之间有一个短的时间间隔，使得药包爆破时在淤泥中的一定区域产生的地震波相互叠加。同时在地震波传播的较远区域减弱爆破地震效应，减小爆破次生危害。

毫秒延时爆破是利用毫秒延时雷管，在孔间使各个药包以毫秒级的不同时间顺序起爆的爆破技术，工程爆破中，常通过采用多孔（或药室）、分段延期爆破技术来提高爆炸能量利用率、改善爆破质量，降低地震效应、减小对边坡和附近建筑物的破坏。关于毫秒延时爆破能降低爆破振动效应和改善爆破破碎效果的作用原理，大致可归纳为以下两种观点：

(1) 应力波叠加作用

在微差起爆中,后起爆药包较先起爆药包延迟十至数十毫秒起爆，这样后起爆药包是在相邻先起爆药包的应力、震动作用下处于预应力的状态中（即应力波尚未消失）起爆的，两组深孔爆破产生的应力波相互叠加，有利于冲击能量利用残余应力,强化对淤泥的液化,可以加强爆破作用效果。

(2) 地震波的干扰作用

地震波是一种具有冲击压剪作用的应力波，传播遇到介质性质突变界面时将发生反射、折射和透射现象，在裂纹尖端处还将出现衍射现象，振幅发生明显改变。由于微差爆破显著的减少了单响的药量，即将原来同时齐爆药量在时间上得以分散，因此，爆破地震能量也在时间上和空间上加以分散，使地震强度大大降低；毫秒延时爆破中，如果微差时间选择适当，由于相邻炮孔(或两排炮孔、两组炮孔)之间有一个短的时间间隔，使得药包爆破时产生的地震波相互干扰，从而减弱爆破地震效应，一般可降低地震强度三分之一至三分之二。

在实际爆破中，以上作用原理是同时起作用的，与瞬发爆破相比，微差爆破可以看做是弧面波，瞬发爆破则是平面波，微差爆破地震能量也在时间上和空间上得以分散同时应力波相叠加。当然它的前提是合理的毫秒延时间隔时间，如图1所示。

由于微差爆破相邻段别的爆破地震波的干扰很复杂，所以，如果微差时间太短，相邻段别的爆破地震波在时间轴上将产生叠加，由于波形叠加的相位关系具有随机性，既可能产生反向叠加，也可能产生同相叠加，既可能削弱地震效应，也可能使地震效应加强。所以单纯的分段接力爆破，对于爆破挤淤的作用效果是存在缺陷的，仅能保证单响药量的降低，对于爆破震动和冲击波做功的实际情况无法控制。由此可见，合理的微差时间应能使地震波的能量在时间和空间上恰好相互错开，从而降低爆破地震强度，就可以获得较明显的降震效果。但要同时保证爆破质量的提高则要通过对药包微差时间的精确控制，使爆破应力波的主震相叠加，从而使减少药量和分段次爆破的情况下爆破效果不受影响。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种新的改进的爆破挤淤处理软基方法，采用爆破应力波干扰技术，即在微差爆破的基础上，使相邻药包爆炸后产生的应力波的间隔相差一个周期，从而使后一个药包产生的应力波的波峰和波谷与前一个药包产生的应力波的波峰与波谷相叠加，增强应力波对淤泥的作用效果，同时使爆炸应力波分时到达设计需要保护的预定区域，减少地震波破坏。此方法有利于中远区有被保护建构筑物的环境经行爆破挤淤施工时，在保护建构筑物的同时，不影响爆破挤淤的效果，保证堤坝的施工质量。

本发明的有益效果是：在相邻药包间实现后一个炸药包爆炸产生的波紧后于前一炸药包产生的波，使应力波持续传播，在炸药能量作用区域内，增加了炸药能量的作用时间，使设计区域内的淤泥得到充分液化，抛石体向该区域定向滑移充分，置换准确。本法可减少炸药使用量，节能减排，减小环境污染与危害,同时提高爆破的作用效果，保证施工质量。

不同距离上相邻段别的地震波的叠加情况不同：在爆破近区，由于各类波的重叠，各段别的地震波持续时间较短，叠加的可能性较小；随着距离的增加，各种爆破地震波初至时刻逐渐分离，地震波在时间轴上扩展，相邻段别的地震波的波头和波尾将产生叠加，甚至主震相叠加。所以，确定微差爆破合理间隔时间应考虑距离因素：当被保护物位于爆破近区时，可采用短微差爆破；中区时，微差时间宜适当延长；远区的地震波叠加严重，但是衰减也严重。

 

附图说明：

图1为瞬发爆破与微差爆破的区别示意图；

图2为本发明中布药及微差网路示意图；

图3为叠加效应产生示意图；