CN113008091B - 一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，包括若干可拆卸连接的PVC外管和设置在PVC外管内的隔板，隔板用于对***时的能量进行阻能和导向，隔板将PVC外管内壁上沿周向方向间隔开形成吸能材料部和***部，吸能材料部对应的圆心角小于***部对应的圆心角，***部用于安装药卷，吸能材料部内安装有吸能泡沫，用于减小***时对开挖轮廓线外侧围岩的扰动和损伤，吸能泡沫外侧贴附有阻燃布。本发明通过隔板的设置能够将吸能材料部和***部的体积作适应性变化，以适配不同尺寸的药卷进行安装，以满足不同围岩质量的现场环境。本发明中吸能泡沫的设置能够对阻隔不了的***能量进行吸能，隔板能够反射***时的能量，有效将***时产生的能量进行导向。

Description

一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置及其方法

技术领域

本发明涉及***装置技术领域，尤其涉及一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置。

背景技术

光面***是隧道控制***的一种类型。在设计隧道断面内的岩体***崩落后才***周边眼，使***后的隧道断面轮廓整齐，最大限度减轻***对围岩的扰动和破坏。光面***要求***采用不耦合装药，即***直径小于炮孔直径，***与炮孔壁之间留有间隙。现有技术中，药柱与炮眼接触空隙上大下小，爆轰波在炮眼内传递不均匀，***指向性不强，未能从根本上减少对围岩扰动，开挖轮廓线难以做到不超不欠。

因此，如何提供一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置及方法，以提高隧道的稳定性。是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并结合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置及其方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置及方法，以提高隧道的稳定性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，包括若干可拆卸连接的PVC外管和设置在所述PVC外管内的隔板，所述隔板用于对***时的能量进行阻能和导向，所述隔板将所述PVC外管内壁上沿周向方向间隔开形成吸能材料部和***部，所述吸能材料部对应的圆心角小于所述***部对应的圆心角，所述***部用于安装药卷，所述吸能材料部内安装有吸能泡沫，用于减小***时对开挖轮廓线外侧围岩的扰动和损伤，所述吸能泡沫外侧贴附有阻燃布。

进一步地，所述PVC外管上沿周向间隔开设有至少三组预裂孔组，所述预裂孔组设置在所述***部外侧，用于减小******威力在所述***部外侧的损失。

进一步地，每组所述预裂孔组包括沿轴向设置的若干贯穿孔，所述贯穿孔与所述***部联通，所述贯穿孔的剖面设置为矩形。

进一步地，每组所述预裂孔组包括沿轴向设置的沟槽，所述沟槽沿径向的开设深度长度小于所述PVC外管的壁厚，所述沟槽从所述PVC外管的一端开口延伸至所述PVC外管的另一端开口。

进一步地，所述沟槽的剖面设置为以该沟槽的内侧面为侧边的梯形形状，所述梯形的两个侧边互相部平行，所述梯形的上底设置在靠近所述***部的一侧，所述梯形的下底设置在所述远离所述***部的一侧。

进一步地，所述吸能泡沫的圆心角处沿轴向开设有贯穿的预留槽，所述阻燃布与所述预留槽的内槽面紧密贴合，所述阻燃布与所述隔板围合形成沿所述PVC外管长度方向贯穿的预留孔，用于供导爆管穿过。

进一步地，所述PVC外管的一端设置有第一连接件，另一端设置有第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件卡接连接。

进一步地，所述第一连接件突出于所述PVC外管管壁周向设置的第一凸台，所述第一凸台上靠近所述PVC外管管口的一侧开设有插接槽，所述第一凸台上开设有连接槽，所述插接槽与所述PVC外管内部通过所述连接槽联通，所述第二连接件突出于所述PVC外管，所述第二连接件包括与所述插接槽对应设置的第二凸台，所述第二凸台朝向所述PVC外管轴线的方向上开设有卡接槽，所述卡接槽内弹性连接有卡接件，所述卡接件与所述连接槽对应设置。

进一步地，所述PVC外管壁上开设有贯穿的拆卸孔，所述拆卸孔与所述连接槽相对设置，所述拆卸孔的个数与所述连接槽的个数一致。

进一步地，一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置进行***的方法，包括以下步骤：

步骤一、沿隧道开挖轮廓线凿出炮眼，在施工现场对聚氨酯泡沫进行切割，并用玻璃纤维布包覆于聚氨酯泡沫之上，将与PVC外管对应尺寸的***药卷、聚氨酯泡沫安装在工厂预制组装后的PVC外管和隔板内，并与传爆***材连接。

步骤二、使用略小于等炮眼直径的PVC管试插检测炮眼是否塌孔、卡管或炮眼孔是否有杂物；若有，则对炮眼进行处理，若否，则进入步骤三。

步骤三、将单节PVC外管逐个塞入周边眼炮眼，然后连接若干PVC外管。

步骤四、将导爆管***所述预留孔中，若遇到炮眼塌孔时，使用平头螺丝刀穿过拆卸孔压出卡接件并逐个拆卸PVC外管进行清孔或重新钻孔；若无炮眼塌孔，则转入步骤五。

步骤五、使用专用炮泥封堵炮眼，进行***。

本发明的有益效果为：

本发明通过隔板的设置能够将吸能材料部和***部的体积作适应性变化，以适配不同尺寸的药卷进行安装，以满足不同围岩质量的现场环境。本发明通过管端的连接件设置，能够确保PVC管逐段接长并在炮孔内居中。本发明中吸能泡沫的设置能够对阻隔不了的***能量进行吸能，隔板能够反射***时的能量，有效将***时产生的能量进行导向，同时隔板将药卷和吸能泡沫分隔开，有效防止两者的混合，增加了本发明的稳定性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置的剖面图。

图2为本发明实施例中PVC外管的连接示意图。

图3为本发明实施例中PVC外管拆卸时示意图。

图4为本发明实施例中吸能泡沫与阻燃布的连接示意图。

图5为本发明实施例中PVC外管的连接剖面图。

图6为本发明实施例中沟槽的结构示意图。

图7为图2中A处第二连接件的放大图。

附图标记：1、PVC外管；2、隔板；3、吸能材料部；4、***部；5、药卷；6、吸能泡沫；7、阻燃布；11、贯穿孔；13、第一连接件；14、第二连接件；16、沟槽；131、第一凸台；132、插接槽；133、连接槽；141、第二凸台；142、卡接件；12、拆卸孔；15、预留孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如附图1-7所示的一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，包括若干可拆卸连接的PVC外管1和设置在PVC外管1内的隔板2，隔板2用于对***时的能量进行阻能和导向，隔板2将PVC外管1内壁上沿周向方向间隔开形成吸能材料部3和***部4，吸能材料部3对应的圆心角小于***部4对应的圆心角，***部4用于安装药卷5，吸能材料部3内安装有吸能泡沫6，用于减小***时对开挖轮廓线外侧围岩的扰动和损伤，吸能泡沫6外侧贴附有阻燃布7。

具体的，吸能泡沫6为聚氨酯泡沫，阻燃布7为玻璃纤维布，玻璃纤维布起阻燃作用，聚氨酯泡沫起吸能作用，玻璃纤维布通过胶水粘接在聚氨酯泡沫四周。本发明通过隔板2的设置能够将吸能材料部3和***部4的体积作适应性变化，以适配不同尺寸的药卷5进行安装，以满足不同围岩质量的现场环境。由于PVC外管1的的管体柔韧性较大，在安装对中过程中，旋转柔性较大的PVC外管1易发生整体扭曲，因此PVC外管1每段长度不超过2m。本发明中吸能泡沫6的设置能够对阻隔不了的***能量进行吸能，隔板2能够反射***时的能量，有效将***时产生的能量进行导向，同时隔板2将药卷5和吸能泡沫6分隔开，有效防止两者的混合，增加了本发明的稳定性和实用性。在本实施例中，吸能材料部3对应的圆心角不大于120度，***部4对应的圆心角不小于240度，本发明中吸能材料部3对应的圆心角和***部4对应的圆心角大小可根据现场***需要具体选择，通过工厂预制的形式，能减小现场安装时间，同时保证***威力的同时减小对围岩的扰动。

作为上述实施例的优选，PVC外管1上沿周向间隔开设有至少三组预裂孔组，预裂孔组设置在***部4外侧，用于减小******威力在***部4外侧的损失。

作为上述实施例的优选，每组预裂孔组包括沿轴向设置的若干贯穿孔11，贯穿孔11与***部4联通，贯穿孔11的剖面设置为矩形。在本实施例中，贯穿孔11的长度设置为5~8mm，宽度设置为1~2mm。通过贯穿孔11的设置能够减小******威力在***部4外的损失，同时贯穿孔11为***进行导向，贯穿孔11的设置还为间隔装药提供了观察孔。

作为上述实施例的优选，每组预裂孔组包括沿轴向设置的沟槽16，沟槽16沿径向的开设深度长度小于PVC外管1的壁厚，沟槽16从PVC外管1的一端开口延伸至PVC外管1的另一端开口。沟槽16的剖面设置为以该沟槽16的内侧面为侧边的梯形形状，梯形的两个侧边互相部平行，梯形的上底设置在靠近***部4的一侧，梯形的下底设置在远离***部4的一侧。沟槽16的剖面也可设置为矩形。本发明通过梯形沟槽16的设置能够快速将PVC外管1管壁拉裂，提高***效果。

为上述实施例的优选，吸能泡沫6的圆心角处沿轴向开设有贯穿的预留槽，阻燃布7与预留槽的内槽面紧密贴合，阻燃布7与隔板2围合形成沿PVC外管1长度方向贯穿的预留孔15，用于供导爆管穿过。预留孔15将导爆管从管口引至PVC外管1的管尾，再穿入下一节PVC外管1的预留孔15中。

作为上述实施例的优选，PVC外管1的一端设置有第一连接件13，另一端设置有第二连接件14，第一连接件13与第二连接件14卡接连接。PVC外管1的一端设置有第一连接件13，另一端设置有第二连接件14，第一连接件13与第二连接件14卡接连接。

作为上述实施例的优选，第一连接件13突出于PVC外管1管壁周向设置的第一凸台131，第一凸台131上靠近PVC外管1管口的一侧开设有插接槽132，第一凸台131上开设有连接槽133，插接槽132与PVC外管1内部通过连接槽133联通，第二连接件14突出于PVC外管1，第二连接件14包括与插接槽132对应设置的第二凸台141，第二凸台141朝向PVC外管1轴线的方向上开设有卡接槽，卡接槽内弹性连接有卡接件142，卡接件142与连接槽133对应设置，卡接件142朝向PVC外管1轴线的侧面为弧面，便于卡接件142***连接槽133内，提高了现场安装的便利性。

作为上述实施例的优选，PVC外管1壁上开设有贯穿的拆卸孔12，拆卸孔12与连接槽133相对设置，拆卸孔12的个数与连接槽133的个数一致。隔板2的延伸长度小于PVC外管1的长度，隔板2到PVC外管1的两端的距离大于拆卸孔12到PVC外管1的两端的距离。本发明通过拆卸孔12的设置便于将螺丝刀***拆卸孔12内，使第一连接件13和第二连接件14脱开，进行PVC外管1的拆卸。

作为上述实施例的优选，一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置进行***的方法，包括以下步骤：步骤一、沿隧道开挖轮廓线凿出炮眼，在施工现场对聚氨酯泡沫进行切割，并用玻璃纤维布包覆于聚氨酯泡沫之上，将与PVC外管1对应尺寸的***药卷5、聚氨酯泡沫安装在工厂预制组装后的PVC外管1和隔板2内，并与传爆***材连接。

步骤二、使用略小于炮眼直径的PVC外管1试插检测炮眼是否塌孔、卡管或炮眼孔是否有杂物；若有，则对炮眼进行处理，若否，则进入步骤三。

步骤三、将单节PVC外管1逐个塞入周边眼炮眼，然后连接若干PVC外管1。

步骤四、将导爆管***预留孔15中，若遇到炮眼塌孔时，使用平头螺丝刀穿过拆卸孔12压出卡接件142并逐个拆卸PVC外管1进行清孔或重新钻孔；若无炮眼塌孔，则转入步骤五。

步骤五、使用专用炮泥封堵炮眼，进行***。

在步骤三中，当PVC外管1向孔内塞入时，可能发生转动，需要确保吸能材料侧始终靠近开挖轮廓线，保证***能量的走向以确保***效果。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，其特征在于：包括若干可拆卸连接的PVC外管(1)和设置在所述PVC外管(1)内的隔板(2)，所述隔板(2)用于对***时的能量进行阻能和导向，所述隔板(2)将所述PVC外管(1)内壁上沿周向方向间隔开形成吸能材料部(3)和***部(4)，所述吸能材料部(3)对应的圆心角小于所述***部(4)对应的圆心角，所述***部(4)用于安装药卷(5)，所述吸能材料部(3)内安装有吸能泡沫(6)，用于减小***时对开挖轮廓线外侧围岩的扰动和损伤，所述吸能泡沫(6)外侧贴附有阻燃布(7)；

吸能泡沫（6）的设置能够对阻隔不了的***能量进行吸能，隔板（2）能够反射***时的能量，有效将***时产生的能量进行导向，同时隔板（2）将药卷（5）和吸能泡沫（6）分隔开，有效防止两者的混合；

所述PVC外管(1)上沿周向间隔开设有至少三组预裂孔组，所述预裂孔组设置在所述***部(4)外侧，用于减小******威力在所述***部(4)外侧的损失；

每组所述预裂孔组包括沿轴向设置的若干贯穿孔(11)，所述贯穿孔(11)与所述***部(4)联通，所述贯穿孔(11)的剖面设置为矩形；

每组所述预裂孔组包括沿轴向设置的沟槽(16)，所述沟槽(16)沿径向的开设深度小于所述PVC外管(1)的壁厚，所述沟槽(16)从所述PVC外管(1)的一端开口延伸至所述PVC外管(1)的另一端开口；

所述沟槽(16)的剖面设置为以该沟槽(16)的内侧面为侧边的梯形形状，所述梯形的两个侧边互相不平行，所述梯形的上底设置在靠近所述***部(4)的一侧，所述梯形的下底设置在远离所述***部(4)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，其特征在于：所述吸能泡沫(6)的圆心角处沿轴向开设有贯穿的预留槽，所述阻燃布(7)与所述预留槽的内槽面紧密贴合，所述阻燃布(7)与所述隔板(2)围合形成沿所述PVC外管(1)长度方向贯穿的预留孔(15)，用于供导爆管穿过。

3.根据权利要求2所述的一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，其特征在于：所述PVC外管(1)的一端设置有第一连接件(13)，另一端设置有第二连接件(14)，所述第一连接件(13)与所述第二连接件(14)卡接连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，其特征在于：所述第一连接件(13)突出于所述PVC外管(1)管壁周向设置第一凸台(131)，所述第一凸台(131)上靠近所述PVC外管(1)管口的一侧开设有插接槽(132)，所述第一凸台(131)上开设有连接槽(133)，所述插接槽(132)与所述PVC外管(1)内部通过所述连接槽(133)联通，所述第二连接件(14)突出于所述PVC外管(1)，所述第二连接件(14)包括与所述插接槽(132)对应设置的第二凸台(141)，所述第二凸台(141)朝向所述PVC外管(1)轴线的方向上开设有卡接槽，所述卡接槽内弹性连接有卡接件(142)，所述卡接件(142)与所述连接槽(133)对应设置。

5.根据权利要求4所述的一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置，其特征在于：所述PVC外管(1)壁上开设有贯穿的拆卸孔(12)，所述拆卸孔(12)与所述连接槽(133)相对设置，所述拆卸孔(12)的个数与所述连接槽(133)的个数一致。

6.一种利用根据权利要求5中所述的一种用于提高隧道光面***效果的聚能缓冲装置进行***的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、沿隧道开挖轮廓线凿出炮眼，在施工现场对聚氨酯泡沫进行切割，并用玻璃纤维布包覆于聚氨酯泡沫之上，将与PVC外管(1)对应尺寸的***药卷(5)、聚氨酯泡沫安装在工厂预制组装后的PVC外管(1)和隔板(2)内，并与传爆***材连接；

步骤二、使用略小于炮眼直径的PVC管试插检测炮眼是否塌孔、卡管或炮眼孔是否有杂物；若有，则对炮眼进行处理，若否，则进入步骤三；

步骤三、将单节PVC外管(1)逐个塞入周边眼炮眼，然后连接若干PVC外管(1)；

步骤四、将导爆管***所述预留孔(15)中，若遇到炮眼塌孔时，使用平头螺丝刀穿过拆卸孔(12)压出卡接件(142)并逐个拆卸PVC外管(1)进行清孔或重新钻孔；若无炮眼塌孔，则转入步骤五；

步骤五、使用专用炮泥封堵炮眼，进行***。

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