一種非開挖施工中的地下巖石聚能裝藥爆破裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下巖石爆破技術(shù)及施工方法，尤其是能破碎地鐵盾構(gòu)過程中遇到的堅硬孤石及突出巖石，具體涉及一種非開挖施工中的地下巖石聚能裝藥爆破裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非開挖是指利用各種巖土鉆掘設(shè)備和技術(shù)手段，通過導(dǎo)向、定向鉆進等方式在地表極小部分開挖的情況下，敷設(shè)、更換和修復(fù)各種地下管線的施工新技術(shù)，不會阻礙交通，不會破壞綠地和植被，不會影響商店、醫(yī)院、學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對居民生活的干擾，對交通、環(huán)境和周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響，因此具有較高的社會經(jīng)濟效果。按施工技術(shù)可分為頂管法、微型隧道法、水平定向鉆進(如盾構(gòu)法)、夯管法和潛孔錘施工法等。
[0003]盾構(gòu)法施工屬于非開挖施工其中一種，該工藝具有施工速度快、安全性好和施工作業(yè)勞動強度低等特點，在我國目前的地鐵施工過程中已經(jīng)越來越多的被廣泛使用。廈門擬建多條地鐵線，經(jīng)勘探，廈門軌道交通部分線路位于軟弱地層(IV?V級巖土、淤泥、流沙帶等)中，這類線路將采用盾構(gòu)法施工。但是，廈門這類軟弱地層中往往存在大量的形狀各異、大小不一、強度不等的孤石和突出巖石，這些孤石和突出巖石將給盾構(gòu)施工造成極大的困擾。在這類地層中掘進效率低，刀盤刀具磨損嚴(yán)重，易產(chǎn)生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨等，還會造成隧道軸線偏離，從而不得不對設(shè)計做出變更，若土質(zhì)松軟，固定不住孤石，不能產(chǎn)生足夠的破碎反力，孤石就會隨著土體的破壞而移動或被刀具彈開，或者會在刀盤前面循環(huán)，增加對土體的擾動，造成地表沉降過大等安全隱患。
[0004]盾構(gòu)設(shè)備能自動處理塊石，但其最大尺寸一般不大于30cm;否則必須采用傳統(tǒng)的開艙或地面處理方法，但往往有較大的局限性。例如，采用傳統(tǒng)的地面開挖取石、沖擊錘破碎，不僅費用昂貴，而且時間很長，如開挖取石通常需要3?6個月，更何況地鐵一般在繁華都市中地下穿行，而地面建筑物密集、人員車輛穿流不斷，地下也有各種市政管線，根本就不允許大面積開挖或大面積占用施工場地，顯然這些方法不宜采用，因此在盾構(gòu)施工法的地鐵施工中，盾構(gòu)巖石的爆破預(yù)處理被普遍采納。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種非開挖施工中的地下巖石聚能裝藥爆破裝置和方法，它不僅能提前預(yù)處理地下巖石，使巖石塊度達到施工要求，而且能有效降低爆破振動和避免地面隆起，減小對地下及地面建(構(gòu))筑物的振動破壞效應(yīng)及對地面隆起的直接破壞。
[0006]為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種非開挖施工中的地下巖石聚能裝藥爆破裝置，包括彈架和聚能藥包，彈架為中空管，彈架上開設(shè)若干彈孔，彈孔中固定安裝聚能藥包，聚能藥包的前方發(fā)射端朝向彈架外，聚能藥包的后方引爆端連接導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索的引火端從彈架的上端引出。
[0007]所述彈架上的彈孔是徑向貫通于彈架。
[0008]所述彈孔的孔緣對應(yīng)聚能藥包的發(fā)射端形成卡片。
[0009]所述彈孔的孔緣對應(yīng)聚能藥包的發(fā)射端形成弧形孔。
[0010]所述彈孔對應(yīng)聚能藥包的引爆端呈橢圓形。
[0011]所述彈架上開設(shè)若干排彈孔，彈孔在軸向上排列相互交錯，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)相應(yīng)相位，彈孔在徑向上相互垂直。
[0012]—種非開挖施工中的地下巖石聚能裝藥爆破方法，在巖石上鉆孔，根據(jù)巖石的堅硬程度，巖石炮孔直徑取40?130mm，將上述聚能裝藥裝置置于炮孔中作業(yè)。
[0013]所述巖石炮孔的孔網(wǎng)參數(shù)即孔距和排距范圍取30?100cm，可根據(jù)需要作相關(guān)排列，如堅硬巖石孔距*排距取30*30cm或40*30cm等，軟弱巖石孔距*排距取100*100cm或100*80cm等，孔網(wǎng)參數(shù)可根據(jù)需要作相應(yīng)調(diào)整。
[0014]所述聚能裝藥裝置的聚能藥包單耗根據(jù)巖石的堅硬程度，取值范圍在0.5?
8.0Kg/m3之間。
[0015]所述炮孔布置方式:若單排，則為直線布孔;若多排，則為方形布孔、梅花形布孔或其它布孔方式。
[0016]所述聚能裝藥裝置的聚能藥包線裝藥密度，根據(jù)巖石的堅硬程度，取300g/m_1500g/m。
[0017]采用上述方案后，本發(fā)明可以在非開挖施工過程中遇到巖石時提前處理，或者軌道盾構(gòu)遇到刀盤前遺漏的巖石時破碎巖石，而不破壞盾構(gòu)設(shè)備及其它地下設(shè)施設(shè)備，簡單易行，安全快捷。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例一的組合剖視圖；
圖3是本發(fā)明實施例一的彈孔正視圖；
圖4是本發(fā)明實施例二的彈孔正視圖；
圖5是炮孔的布置圖一；
圖6是炮孔的布置圖二。
[0019]標(biāo)號說明
彈架10，彈孔11，弧形孔12，卡片13;
射孔彈20，發(fā)射端21，引爆端22;
導(dǎo)爆索30，引火端31。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明是利用聚能藥包的聚能效應(yīng)使得炸藥能量集中起來以提高炸藥對巖石的局部破壞，通過局部破壞巖石使裂隙相互貫通從而達到爆破范圍內(nèi)的巖石全部破碎。方法為通過在地表鉆探一定直徑的炮孔，以合理的布孔方式，適當(dāng)?shù)目拙W(wǎng)參數(shù)及線裝藥密度將聚能藥包置入炮孔爆破，使地下巖石破碎以達到要求。這里聚能藥包以射孔彈20為例做說明。
[0021]如圖1至圖4所示，本發(fā)明揭示的一種非開挖施工中的地下巖石聚能裝藥爆破技術(shù)，爆破參數(shù)包括炮孔直徑，孔網(wǎng)參數(shù)，布孔方式，聚能藥包裝配及分配方式、線裝藥密度等，聚能藥包這里以射孔彈20為例做說明，包括彈架10和射孔彈20。
[0022]彈架10為中空管，彈架10上開設(shè)若干彈孔11。圖中所示的較佳實施例，在彈架10上開設(shè)兩排彈孔11，每排彈孔11沿彈架10的軸向排列，兩排彈孔11在軸向相互交錯，兩排彈孔11在徑向相互垂直，可根據(jù)需要調(diào)整彈孔11的軸向個數(shù)和徑向個數(shù)，以及彈孔11在徑向和軸向的角度，使彈孔11呈現(xiàn)各種布置設(shè)計。
[0023]射孔彈20固定安裝在彈孔11中。射孔彈20的前方發(fā)射端21朝向彈架10外，射孔彈20的后方引爆端22連接導(dǎo)爆索30。為了方便射孔彈20的安裝固定，彈孔11以徑向貫通于彈架10;彈孔11的孔緣對應(yīng)射孔彈20的發(fā)射端21形成弧形孔12(實施例一)，通過按壓弧形孔12，可以使彈孔11的孔緣變形而固定住射孔彈20，