[發(fā)明專(zhuān)利]隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置及操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810352461.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108444353A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)永紅;蔣常龍;陳海圣;葉玲玲;成水武;伊芳英;黎文武;謝育軍;張磊;陳元科;周一勤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F42D5/045
• 分類(lèi)號(hào): F42D5/045;E21D9/00
• 代理公司: 寧波天一專(zhuān)利代理有限公司 33207
• 代理人: 張晨

1.一種隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置，包括隧道洞口的拱圈（2），其特征在于所述的拱圈（2）拱頂與地面（1）之間設(shè)有多條垂掛安裝的橡膠板（5），每條橡膠板上部均與拱圈（2）進(jìn)行固定，每條橡膠板下部均由沙袋（8）壓住，相鄰橡膠板（5）相互之間均部分重疊，并形成完全遮蓋隧道開(kāi)挖斷面的彈性防護(hù)結(jié)構(gòu)，該彈性防護(hù)結(jié)構(gòu)全斷面屏蔽隧道內(nèi)開(kāi)挖爆破產(chǎn)生的沖擊波和飛石。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置，其特征在于所述的每條橡膠板（5）均為柔性材料板，僅受拉力而不承受力矩，每條橡膠板（5）的寬度均為，設(shè)置在拱圈（2）的拱頂中心處為最長(zhǎng)橡膠板，其遮蓋拱圈（2）頂部下緣與地面（1）之間的計(jì)算長(zhǎng)度為，其余橡膠板（5）以最長(zhǎng)橡膠板為中心，并沿拱圈（2）兩側(cè)依次對(duì)稱(chēng)設(shè)置，長(zhǎng)度為拱圈（2）頂部下緣與地面（1）之間的高度，多條橡膠板（5）受到爆破沖擊波的壓強(qiáng)為；所述的每條橡膠板（5）上部均與拱圈（2）上緣連接，每條橡膠板（5）下部均與地面（1）的沙袋（8）底連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置，其特征在于所述的每條橡膠板（5）均受到爆破沖擊波的作用，爆破沖擊波的壓強(qiáng)和拱圈的拱頂中心處最長(zhǎng)橡膠板（5）計(jì)算長(zhǎng)度為、寬度為的最長(zhǎng)橡膠板（5）受爆破沖擊波作用下的撓曲線(xiàn)方程、拉力由如下公式計(jì)算：

公式一、

公式二、

則有

即

公式三、

撓曲線(xiàn)的長(zhǎng)度為

橡膠板（5）受拉力時(shí)，伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度為

由于撓曲線(xiàn)的長(zhǎng)度等于橡膠板（5）受爆破沖擊波伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度即，得

將公式三中的與公式二中的聯(lián)立可求出、；

在公式一、公式二、公式三中

——爆破沖擊波壓強(qiáng)峰值，通過(guò)試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)可由公式一經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，；

——炸藥當(dāng)量，；

——爆破面（11）至橡膠板（5）的距離，；

——隧道橫斷面面積，；

——爆高，，為裝藥中心至結(jié)構(gòu)表面的距離，為裝藥等效半徑，；

——裝藥的密度，；

——每條橡膠板（5）的寬度，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)至任一點(diǎn)的橫坐標(biāo)，，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)至任一點(diǎn)的縱坐標(biāo)，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后曲線(xiàn)至任一點(diǎn)范圍內(nèi)的橫坐標(biāo)，，；

——最長(zhǎng)橡膠板（5）的計(jì)算長(zhǎng)度，即弦長(zhǎng)的長(zhǎng)度，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)的長(zhǎng)度,；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用下受拉力后伸長(zhǎng)量,；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)橫坐標(biāo)為處軸與垂直面之間的夾角，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)或處軸與垂直面之間的夾角，；

——橡膠板（5）的拉伸彈性模量，；

——每條橡膠板（5）的截面積，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)橫坐標(biāo)為處的拉力，；

——橡膠板（5）受爆破沖擊波作用后撓曲線(xiàn)或處的拉力，。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置，其特征在于所述的每條橡膠板（5）上部均與拱圈（2）上緣頂面以鋼板（6）壓住，再用螺栓（7）連接固定，每條橡膠板（5）下部均設(shè)有粘結(jié)固定的捆綁帶（52）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置，其特征在于所述的拱圈（2）為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在拱圈（2）的拱頂與拱頂坡（3）之間安裝欄桿（4），該欄桿與拱頂坡（3）之間形成了供所述橡膠板（5）爆破完成后向上收攏存放的空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置，其特征在于所述的沙袋（8）為袋裝砂石，該沙袋上設(shè)有吊鉤（81）；所述的最長(zhǎng)橡膠板下部的沙袋壓重量為，其中安全系數(shù)，其余橡膠板下部的壓重量根據(jù)各自的長(zhǎng)度由公式一～公式三計(jì)算，再乘以安全系數(shù)。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的隧道開(kāi)挖爆破沖擊波防護(hù)裝置的操作方法，其特征在于該操作方法包括如下步驟：

步驟一、采購(gòu)制作橡膠板、欄桿、沙袋

①根據(jù)隧道開(kāi)挖圍巖類(lèi)型、每次炸藥使用量、爆破面與爆破沖擊波防護(hù)裝置的距離，由公式一、公式二、公式三計(jì)算或由試驗(yàn)確定爆破沖擊波壓強(qiáng)的強(qiáng)度；

②由公式二、公式三計(jì)算和角，購(gòu)置合適的橡膠板（5）、沙袋（8）；

將每條橡膠板（5）下部均粘結(jié)捆綁帶（52）；

沙袋（8）裝填砂石并設(shè)置吊鉤（81）后放置堆場(chǎng)備用；

步驟二、制作安裝欄桿

①根據(jù)拱圈（2）拱頂?shù)膶?shí)際情況，制作欄桿部件；

②在拱頂安裝欄桿（4）；

步驟三、安裝橡膠板

①測(cè)量定位每條橡膠板（5）的安裝位置并鉆螺栓孔；

②使用鋼板（6）、螺栓（7）將橡膠板（5）上部逐條安裝在拱頂，相鄰橡膠板（5）的重疊部（51）為5～10cm寬；

③將每條橡膠板（5）從拱頂坡（3）與欄桿（4）之間的存放處取出，其下部均放置在清理干凈的地面（1）上；

隧道內(nèi)布設(shè)炸藥和爆破人員撤離出隧道，爆破啟動(dòng)裝置放置在爆破安全距離外；

用鏟車(chē)將沙袋（8）壓住橡膠板（5）下部，并用捆綁帶（52）與沙袋（8）上的吊鉤（81）捆綁牢固；

步驟四、爆破后清除沙袋和收攏橡膠板

①在隧道開(kāi)挖爆破成功規(guī)定時(shí)間后，解開(kāi)捆綁帶（52），用鏟車(chē)清除沙袋（8）并放置堆場(chǎng)，以待下次爆破防護(hù)備用；

②使用鏟車(chē)和人工配合向上收攏橡膠板（5），并存放在拱頂坡（3）與欄桿（4）之間；

下次爆破防護(hù)只需按照步驟三中③～步驟四循環(huán)操作，起到每次爆破的安全和噪聲防護(hù)的作用。