[發明專利]一種創造高密度深覆蓋下巖塞爆破自由面的爆破空腔方法

有效

• 申請號: 201910583844.6
• 申請日: 2019-06-30
• 公開（公告）號: CN110207554B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 蘇加林;高垠;徐巖
• 申請（專利權）人: 中水東北勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種創造高密度深覆蓋下巖塞爆破自由面的爆破空腔方法，屬于水利水電工程采用水下巖塞爆破修建取水口的技術領域。包括確定水深和淤積厚度有關指標，確定炸藥有關指標，確定爆破空腔范圍，爆破空腔形成，爆破空腔形體及體積，爆破空腔藥包A藥量確定。優點是：通過在淤積覆蓋層中爆破成腔，為巖塞爆破創造了人工自由面，巖塞爆破產生的爆炸應力波在空腔處得到有效反射，并為破碎巖石提供了移動或拋擲空間，本發明有效地解決了高密度厚淤積覆蓋下巖塞成功爆破問題，開拓了在復雜條件下巖塞爆破新技術，填補了本項技術領域的空白。

技術領域

本發明屬于引水工程、水利水電工程、排淤減淤工程、水生態環境工程等采用水下巖塞爆破修建取水口的技術領域，適用于取水口具有高密度厚淤積覆蓋的水下巖塞爆破工程。

背景技術

為減少工程投資和加快工程進度，以巖塞爆破方式替代圍堰修建水下取水口是當今較為理想、成熟的技術措施。

但在多泥沙的水環境下，有的取水口部位淤積很深，厚度多達幾十米，密度達到似板結狀。在此條件下進行水下巖塞爆破，具有相當大的技術難度和工程風險。目前，國內外還沒有成熟的理論和可靠的方法解決此類問題。

以往的水下巖塞爆破多是在無淤積覆蓋或淤積覆蓋很薄的條件下進行的，在考慮水深或薄覆蓋層對巖塞爆破影響時，一般將水深和覆蓋層折算成抵抗線，增加巖塞體爆破藥量來解決。但過多增加藥量會對圍巖產生不利影響。

處于深水、高密度、厚淤積覆蓋的水下巖塞爆破，由于淤積覆蓋的波阻抗(密度×波速)大，巖塞爆破時，爆破能量透射到淤積覆蓋介質中的占比也較大，用于破壞巖塞部位的巖石的能量相對減少，而水壓和厚淤積覆蓋又極大地限制了爆破的拋擲作用，甚至沒有拋擲。因此，采用增加藥量的方法是難以解決具有高密度厚淤積覆蓋的水下巖塞爆破問題。

發明內容

本發明提供一種創造高密度深覆蓋下巖塞爆破自由面的爆破空腔方法，以解決深水、高密度、厚淤積覆蓋對水下巖塞爆破產生影響的問題。

本發明采取的技術方案是，包括下列步驟：

(1)確定水深和淤積厚度有關指標：

通過勘測資料或現場測試，取得工程部位的水深H_水、淤積覆蓋層厚度H_w及淤積覆蓋層密度ρ_w；

(2)確定炸藥有關指標：

通過廠家或炸藥的性能試驗取得炸藥的爆熱Q_c和爆熱指數γ；

(3)確定爆破空腔范圍：

依據用于爆破形成巖塞上開口的巖塞藥包B的抵抗線W，來確定所需要的爆破成腔范圍，爆破所形成的、在巖塞坡面上空腔范圍應不小于標準拋擲爆破漏斗范圍，即爆破空腔在巖面上的最小范圍，不小于以巖塞軸線與巖面交點為中心，以r＝W為半徑的圓面積，r為爆破空腔的半徑，如圖1所示；

(4)爆破空腔可由布置在靠近巖石表面部位的淤積覆蓋層中的一個空腔藥包A或N個空腔藥包A形成；

(5)爆破空腔形體及體積：

由于巖石不可壓縮，爆破空腔主要在淤積覆蓋層中形成，單個空腔的形體可看作是半球體，其幾何形體體積為：

式中：R為半球體的空腔半徑，單位m，

(6)爆破空腔藥包A藥量：

1)處在淤積覆蓋中的藥包爆炸后，當爆破空腔內的壓力降至藥包處的靜水壓力時，單個空腔的體積為：