一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒及使用方法与流程

本发明涉及隧道钻爆法开挖的，尤其是一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒及使用方法。

背景技术：

1、爆破技术是利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。由于爆破技术可以节省大量的人力、物力，目前在隧道开掘中已经得到广泛采用。但存在以下问题：(1)传统爆破对围岩破坏的不规则性，经常造成隧道开掘过程的超挖、欠挖，甚至塌方等事故，隧道超挖问题严重，通常达到30cm以上，后期支护困难，还需要增加二次衬砌厚度，增加施工工期、材料成本；(2)钻爆法开挖隧道炸药量、钻爆设计参数不合理，达不到光面爆破效果；(3)开掘隧道时需要保持围岩的良好稳定性，而传统的爆破技术难以控制爆破强度，对岩体破坏扰动程度大，不利于隧道之后的稳固支护；(4)隧道超欠挖与掌子面周边孔布置和爆炸波传播有关，传统的药卷放置方法无法实现掌子面岩体的定向爆破，也会导致隧道的超挖，以及达不到光面爆破效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒及使用方法，其使用方法是在隧道标准轮廓线或周边炮孔轮廓线上间隔布设装有药卷的可伸缩定向隔离缓冲炮筒，并在辅助炮孔轮廓线和掏槽炮孔轮廓线上间隔布设药卷，起爆药卷。可伸缩定向隔离缓冲炮筒的半圆柱缓冲结构朝向隧道标准轮廓线或周边炮孔轮廓线外，且半圆柱缓冲结构的直径与隧道标准轮廓线或周边炮孔轮廓线的轮廓点切线平行，实现定向隔离和不隔离的组合爆破。其中，该可伸缩定向隔离缓冲炮筒可沿其轴向进行伸缩运动，该可伸缩定向隔离缓冲炮筒一侧为空心半圆柱，采用消能材料填充，其另一侧为前后相对设置的环箍，用于箍定药卷；将装有药卷的可伸缩定向隔离缓冲炮筒放入掌子面岩体的周边炮孔内，并采用封堵材料封堵，起爆药卷，爆炸波环向传播，消能材料吸收爆炸波阻止向岩体内传播，另一侧爆炸波直接传播进入岩体内，导致岩体破裂，实现爆炸波定向传播和定向隔离，使需要爆破的岩体破碎，不需要爆破的岩体保持完整；既能解决隧道超欠挖问题，还能减少对围岩的扰动，又能保证隧道轮廓完整规则，实现光面爆破效果，还保证了爆破开挖和岩体破碎质量。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒，所述可伸缩定向隔离缓冲炮筒包括外筒伸缩节和内筒伸缩节，所述外筒伸缩节和所述内筒伸缩节为同轴设置，所述外筒伸缩节和所述内筒伸缩节分别沿其轴向进行伸缩运动，所述外筒伸缩节和所述内筒伸缩节之间填充有消能材料，所述内筒伸缩节用于安装药卷。

4、所述内筒伸缩节包括半圆内筒和环箍，所述半圆内筒的内侧用于放置所述药卷，所述环箍设于所述半圆内筒的两端并用于固定所述药卷；所述半圆内筒由两相对设置的内筒伸缩头组成，两所述内筒伸缩头沿所述半圆内筒轴向作相对或相背运动，以实现所述半圆内筒收缩或伸长。

5、所述外筒伸缩节包括侧板、轴向端板和径向端板，所述侧板与所述半圆内筒的轴向侧之间通过所述轴向端板连接，所述侧板与所述半圆内筒的径向侧之间通过所述径向端板连接；所述侧板由两相对设置的侧板伸缩头组成，两所述侧板伸缩头沿所述侧板轴向作相对或相背运动，以实现所述侧板收缩或伸长；所述轴向端板由两相对设置的轴向端板伸缩头组成，两所述轴向端板伸缩头沿所述轴向端板长度方向作相对或相背运动，以实现所述轴向端板收缩或伸长。

6、所述半圆内筒的一所述内筒伸缩头、所述侧板的一所述侧板伸缩头和所述轴向端板的一所述轴向端板伸缩头上均开设有埋入式定位螺孔，通过在所述埋入式定位螺孔安装埋入式定位螺栓，对所述半圆内筒、所述侧板和所述轴向端板进行长度固定。

7、所述半圆内筒和所述环箍之间形成药卷放置筒，所述药卷放置筒的药卷放置孔的大小、形状均分别同所述药卷的大小、形状相对应。

8、一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

9、在隧道标准轮廓线或周边炮孔轮廓线上间隔布设装有药卷的可伸缩定向隔离缓冲炮筒，并在辅助炮孔轮廓线和掏槽炮孔轮廓线上间隔布设所述药卷，起爆所述药卷；

10、其中，装有所述药卷的所述可伸缩定向隔离缓冲炮筒放置在掌子面岩体的周边炮孔内，并采用封堵材料对所述周边炮孔进行封堵；所述可伸缩定向隔离缓冲炮筒的半圆柱缓冲结构朝向所述隧道标准轮廓线或所述周边炮孔轮廓线外，且所述半圆柱缓冲结构的直径与所述隧道标准轮廓线或所述周边炮孔轮廓线的轮廓点切线平行，此处的所述半圆柱缓冲结构是指所述可伸缩定向隔离缓冲炮筒除环箍外的结构。

11、本发明的优点是：

12、(1)消能材料吸收爆炸波阻止向岩体内传播，另一侧爆炸波直接传播进入岩体内，导致岩体破裂，可实现爆炸波定向传播和定向隔离，使需要爆破的岩体破碎，不需要爆破的岩体保持完整，减少对围岩的扰动；

13、(2)在隧道标准轮廓线或周边炮孔轮廓线上布设可伸缩定向隔离缓冲炮，保护隧道标准轮廓线以外围岩的完整与稳定，实现控制隧道超欠挖问题，达到节省工期和成本目的；

14、(3)隧道标准轮廓线或周边炮孔轮廓线上布设可伸缩定向隔离缓冲炮和掌子面其他部位布设传统药卷，采用定向隔离和不隔离的组合爆破方法，既能保证隧道轮廓完整规则，实现光面爆破效果，又能保证爆破开挖和岩体破碎质量；

15、(4)可伸缩定向隔离缓冲炮筒可重复使用，节省成本；

16、(5)环箍可固定药卷，且安装药卷便捷；

17、(6)可伸缩定向隔离缓冲炮筒可定制化生产，且能根据实际需要自由伸缩可伸缩定向隔离缓冲炮筒，固定可伸缩定向隔离缓冲炮的长度。

1.一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒，其特征在于：所述可伸缩定向隔离缓冲炮筒包括外筒伸缩节和内筒伸缩节，所述外筒伸缩节和所述内筒伸缩节为同轴设置，所述外筒伸缩节和所述内筒伸缩节分别沿其轴向进行伸缩运动，所述外筒伸缩节和所述内筒伸缩节之间填充有消能材料，所述内筒伸缩节用于安装药卷。

2.如权利要求1所述的一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒，其特征在于：所述内筒伸缩节包括半圆内筒和环箍，所述半圆内筒的内侧用于放置所述药卷，所述环箍设于所述半圆内筒的两端并用于固定所述药卷；所述半圆内筒由两相对设置的内筒伸缩头组成，两所述内筒伸缩头沿所述半圆内筒轴向作相对或相背运动，以实现所述半圆内筒收缩或伸长。

3.如权利要求2所述的一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒，其特征在于：所述外筒伸缩节包括侧板、轴向端板和径向端板，所述侧板与所述半圆内筒的轴向侧之间通过所述轴向端板连接，所述侧板与所述半圆内筒的径向侧之间通过所述径向端板连接；所述侧板由两相对设置的侧板伸缩头组成，两所述侧板伸缩头沿所述侧板轴向作相对或相背运动，以实现所述侧板收缩或伸长；所述轴向端板由两相对设置的轴向端板伸缩头组成，两所述轴向端板伸缩头沿所述轴向端板长度方向作相对或相背运动，以实现所述轴向端板收缩或伸长。

4.如权利要求3所述的一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒，其特征在于：所述半圆内筒的一所述内筒伸缩头、所述侧板的一所述侧板伸缩头和所述轴向端板的一所述轴向端板伸缩头上均开设有埋入式定位螺孔，通过在所述埋入式定位螺孔安装埋入式定位螺栓，对所述半圆内筒、所述侧板和所述轴向端板进行长度固定。

5.如权利要求2所述的一种可伸缩定向隔离缓冲炮筒，其特征在于：所述半圆内筒和所述环箍之间形成药卷放置筒，所述药卷放置筒的药卷放置孔的大小、形状均分别同所述药卷的大小、形状相对应。

6.一种采用任一权利要求1至5所述的可伸缩定向隔离缓冲炮筒的使用方法，其特征在于所述使用方法包括以下步骤：