[发明专利]隧道光面爆破装药装置及其方法

说明书

本发明所述隧道光面爆破装药装置及其方法，基于光面爆破周边孔不耦合装药方式，采取一种一次性使用的卡扣支撑装置，以对称地固定、支撑小直径药卷而实现将其装填于爆破炮眼的轴向中心线上，通过准确地中心支撑药卷而最大限度地提高光面爆破效果。隧道光面爆破装药装置包括设置在药卷轴向两端的一组卡扣弹性支撑件。卡扣弹性支撑件具有一卡带，在卡带上排列有数个固定卡齿，在卡带两端连接有固定卡扣和活动卡扣；所述的固定卡扣、活动卡扣，均设置有供卡带贯穿的内部腔体；在固定卡扣和活动卡扣的外部，分别固定连接一弹簧。

技术领域

本发明涉及一种针对隧道光面爆破周边孔小直径药卷不耦合装药的装置及其方法，属于土木工程及机械设计领域。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。在隧道施工过程中采取爆破方式是为了减少对围岩的扰动和控制超前挖量，通常较常见地采用光面爆破技术。

为减弱周边眼爆破对围岩的扰动，周边眼多采用空气间隔装药、小直径不耦合装药、空气柱状装药等方式，用以控制周边眼的线装药量。其中，空气间隔装药与空气柱状装药对间隔距离要求较高，同时工艺相对地繁琐，因此隧道爆破中多采用小直径不耦合装药方式。

但是，在实际施工过程中，为追求施工进度，一般钻眼直径均采用相同的钻杆，因此造成钻孔直径与药卷直径存在一定差异，这是不耦合装药的关键。同时，造成药卷沉于孔底，不利于爆破产生气体应力的均匀传播；且在爆破过程中容易产生浮动、跳动，也不利于爆破施工、影响爆破效果。现在还有一种固定小药卷的方式，即在现场施工采用填充岩粉、粉土或者黏土来填充炮眼以相应地填充夹住药卷。虽能起到一定的效果，但却阻塞了爆破产生气体能量的有效传播，增加了传播介质而不利于爆破能量地充分利用，爆破效果仍不好。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述隧道光面爆破装药装置及其方法，其设计目的在于解决上述现有技术存在的问题而基于光面爆破周边孔不耦合装药方式，采取一种一次性使用的卡扣支撑装置，以对称地固定、支撑小直径药卷而实现将其装填于爆破炮眼的轴向中心线上，通过准确地中心支撑药卷而最大限度地提高光面爆破效果。

为实现上述发明目的，所述的隧道光面爆破装药装置，包括设置在药卷轴向两端的一组卡扣弹性支撑件。其中，

卡扣弹性支撑件具有一卡带，在卡带上排列有数个固定卡齿，在卡带两端连接有固定卡扣和活动卡扣；

所述的固定卡扣、活动卡扣，均设置有供卡带贯穿的内部腔体；

在固定卡扣和活动卡扣的外部，分别固定连接一弹簧。

如上述基本设计构思，本申请设计了一种可变径、固定、弹性支撑药卷于爆破炮眼内腔的卡扣弹性支撑装置，通过带有卡齿的卡带贯穿固定卡扣、活动卡扣而捆扎并固定药卷的轴向两端，最终通过弹簧实现弹性支撑。

由于实现了将药卷固定于爆破炮眼的轴向中心，因此能够保证爆破时爆生气体对钻孔壁的均匀传力，从而达到最优的光面爆破效果。

为进一步地提高弹性支撑的均匀度和两端卡扣对于药卷固定的对称性，可采取的改进与优化方案是，可在弹簧上固定连接一顶撑，顶撑的外端面具有与爆破炮眼内壁相同的曲率。顶撑的外端面完全地贴合于爆破炮眼的内壁上，能够辅助弹簧提供对于药卷更加良好的弹性支撑。

为能提高弹性支撑的稳定性，可在固定卡扣和活动卡扣上，分别设置有数个用于限位弹簧的挡片。

为防止发生卡带松脱现象而导致药卷固定的失效，可在所述固定卡扣和/或活动卡扣的内部腔体中，设置有逆向卡齿。

基于应用上述卡扣弹性支撑装置，本申请同时提出一种隧道光面爆破装药方法，即在药卷的轴向两端，对称地安装一对卡扣弹性支撑件；