[发明专利]一种降低爆破根底的装置

说明书

本发明公开了一种降低爆破根底的装置，涉及工程爆破领域，包括：从上至下依次设置的承压座，钢钎，导向底座，以及填充于承压座、导向底座与钢钎之间的空隙的轻质隔层。本发明利用作用于承压座顶面的爆破荷载推动承压座与钢钎，钢钎经导向底座上的导向孔口作用于临近爆破孔底的侧壁上，从而实现钢钎在爆破孔底水平凿岩形成裂纹，以利于爆破荷载进一步破碎孔底岩体，防止产生爆破根底，提高开挖岩基面的平整度。本发明不仅能够解决传统岩基爆破开挖残留根底的问题，使开挖出的岩基面更加平整，减少甚至免去后期人工撬挖工作量，而且装置结构简单、便于操作、成本较低、施工效率高。本发明适用于水利水电工程中建基面、边坡马道保护层的爆破开挖。

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，特别涉及一种降低爆破根底的装置，适用于水利水电工程中建基面、边坡马道保护层的爆破开挖。

背景技术

水利水电工程中建基面、马道保护层爆破开挖的效果直接影响到水利水电工程的质量、进度和效益。水平建基面爆破开挖的质量要求较高，开挖允许超挖20cm、欠挖10cm，并且紧邻水平建基面爆破开挖应使水平建基面岩体不致产生大量爆破裂隙，以及不使节理裂隙面、层面等弱面明显恶化，并不损害岩体的完整性。

现有的建基面爆破开挖技术在一定程度上能够较好地满足开挖质量要求，但都或多或少存在一些难以解决的问题。传统的“层层剥皮”式的保护层开挖方法对预留保护层采用手风钻钻孔，浅孔爆破分层开挖，并留0.2m的岩体人工撬挖，这种方法重复工程量大、工期长、费用高，并且质量也不理想。水平预裂或水平光面爆破能够取得较好的开挖效果，但是由于水平孔钻孔效率很低，施工强度往往难以满足要求。近年来多采用的孔底设柔性垫层的小梯段孔间顺序起爆法，由于柔性垫层材料对爆破冲击波的缓冲作用有限，孔底损伤较大，开挖出的建基面起伏差较大，从而导致人工撬挖量较大。传统的带凹形空穴的孔底聚能爆破以及目前应用效果较好的孔底球形消能聚能钻爆方法虽然能够取得较好的开挖效果，且对孔底岩体损伤控制较好，但是在较完整的岩体中炮孔孔间依然残留有部分岩体，岩基不够平整。如何控制建基面、边坡马道保护层的开挖效果，使得爆破开挖岩基平整、起伏差小、根底少，提高爆破作业的效率仍是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对水利水电工程建基面和马道保护层爆破开挖技术中存在的不足，设计了一种降低爆破根底的装置，本装置工艺简单、制作成本低，可以比较完整地破碎炮孔孔间或炮孔与临空面间的岩体，达到保证建基面、马道保护层爆破开挖质量，使得爆破开挖岩基平整、起伏差小、根底少，提高爆破作业效率的目的。

本发明提供一种降低爆破根底的装置，包括从上至下依次设置的承压座，钢钎，导向底座，以及填充于承压座、导向底座与钢钎之间的空隙的轻质隔层；

承压座由上部的圆柱体和下部的圆台组成；承压座的圆柱体的直径d1为0.8～0.9倍的炮孔直径D，承压座的圆台侧壁上留有绕圆台中心轴均匀分布的偶数个凹槽，凹槽个数至少4个；

所述钢钎上端约束于承压座的圆台凹槽中，下端约束于导向底座上的导向孔口中；钢钎为扁平长方体钢钎，其下端为楔形，钢钎长度L＝1～1.5D，钢钎设置为对称的至少2对；

所述导向底座由上部的侧壁和下部的圆柱体底盘组成；导向底座的侧壁与圆柱体底盘结合处有与钢钎位置相应的导向孔口，导向孔口尺寸略大于钢钎的横断面尺寸；导向底座的侧壁形状为薄壁圆筒，外径与圆柱体底盘直径相同；导向底座的圆柱体底盘直径d2＝d1＝0.8～0.9D；

所述承压座、钢钎和导向底座采用硬质合金材料制备，所述轻质隔层采用轻质易压缩材料制备；

所述承压座的圆柱体和圆台一体成型；导向底座的侧壁和圆柱体底盘一体成型。

作为优选，所述承压座的圆柱体高度h1＝0.2～0.3d1；承压座的圆台侧壁上留有等间距的4～12个凹槽，凹槽位置距离圆台顶面小于0.2d1；凹槽尺寸略大于钢钎的断面尺寸；