一种用于隧道爆破的水封间隔装置及其使用方法

技术领域

本发明属于爆破技术领域，具体涉及一种用于隧道爆破的水封间隔装置及其使用方法。

背景技术

目前，山岭隧道施工大多采用钻爆法，由于围岩条件的复杂多变，同机械开挖方法相比，钻爆法施工地质适应能力强，施工成本低廉。隧道掘进爆破施工过程中，产生大量粉尘及有害气体，严重危害隧道施工人员的身心健康，同时对环境造成一定程度的不利影响。

众多隧道掘进爆破工程实践表明，炮孔内设置水封间隔段不仅能够提高炸药能量的利用率，减少爆破工程成本，提高经济效益，而且减少了炮烟与有害气体的产生量，降低了炮烟的危害效应，显著改善了爆破效果。

采用水封间隔装药爆破方法来控制爆破产生的炮烟与有害气体已成为隧道掘进爆破的首选方法，但目前水封间隔器大多采用水袋，在炮孔内安装时易发生变形，不利于快速安装，同时水封间隔器与炸药之间的距离也难以控制，由于水袋强度较小甚至可能在安装过程中发生破裂，使炮孔内炸药受潮，影响隧道掘进工期。因此需要发明一种精准便捷的水封间隔装置，以提高装药效率，减弱炮烟的危害效应，改善隧道掘进爆破效果。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于隧道爆破的水封间隔装置及其使用方法，该装置携带方便、操作简单，能够根据隧道掘进爆破施工现场所需实现定点水封间隔装药。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于隧道爆破的水封间隔装置，其改进之处在于，所述间隔装置包括：

顶杆，包括杆状物；在所述顶杆侧壁设置顶杆凹槽；

第一套筒，包括空心杆状物，所述顶杆直径与所述第一套筒内径对应，与所述第一套筒同轴设置，且能够在所述第一套筒内滑动，并伸出所述第一套筒的第一端；在所述第一套筒侧壁设置与所述顶杆凹槽对应的第一螺丝，用于固定所述顶杆在所述第一套筒内的相对移动；

水封间隔器，包括设置注水口的容纳腔；所述水封间隔器同轴设置在所述第一套筒的第二端，且与所述第一套筒卡接；

所述顶杆通过所述第一套筒将充入液体的所述水封间隔器推入炮孔处从而能够进行炮孔的水封操作。

优选的，所述顶杆凹槽包括：轴对称设置并延轴向均匀增设的顶杆盲孔。

优选的，所述第一套筒包括：在所述第一套筒的第二端内壁处轴对称设置的一对凸起；所述水封间隔器包括凸出部；所述凸出部包括与所述凸起相对应的外壁；所述水封间隔器通过所述凸出部能够与所述第一套筒卡接。

优选的，所述水封间隔器包括：注水口，包括设置在所述水封间隔器外壁上的通孔；孔塞，与所述注水口形状对应，能够封堵注水口。

优选的，所述水封间隔装置还包括第二套筒，所述第二套筒包括管状体，所述第二套筒的内径与所述顶杆的外径对应；所述第二套筒的外径与所述第一套筒的内径对应；所述第二套筒的两端分别与所述顶杆和所述第一套筒连接。

优选的，所述第二套筒包括：在所述第二套筒侧壁设置与所述顶杆凹槽对应的第二螺丝；在所述第二套筒的侧壁上轴对称设置的第二通孔；以及轴对称设置、并延轴向均匀增设的盲孔。

优选的，所述水封间装置还包括：在所述顶杆上设置的刻度线。

本申请还涉及一种用于上述水封间隔装置的使用方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：调整所述间隔装置的长度；

步骤S2：向所述水封间隔器注水，并将所述水封间隔器与所述第一套筒卡接；

步骤S3：推动顶杆，将所述水封间隔器放入炮孔内；旋转所述顶杆，将所述水封间隔器脱离所述第一套筒；

步骤S4：将所述水封间隔装置抽离炮孔；

步骤S5：重复以上步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4，直至全部炮孔水封完成有益效果：

(1)顶杆、上套筒与下套筒之间采用多节段组装，外壁均有刻度，可以根据实际需要调整顶杆、上套筒与下套筒组合结构的长度，以确定间隔器在炮孔内的位置。

(2)装置操作简单、携带方便，顶杆、上套筒、下套筒与间隔器可以分离，间隔器可先不注水空运至施工现场，在施工前合适时机再通过水孔进行注水，避免了水袋运输重量大的劣势，顶杆、上套筒与下套筒装置可以重复循环利用，节省了材料成本。

(3)间隔器采用PVC管，具有一定的强度与刚度，避免了当前水袋易变形甚至破裂的缺陷，间隔器在安装过程中基本不可能破裂或者堵塞炮孔，既保证了炮孔内已装填的炸药的性能，又利于炮孔内后续的装填与堵塞作业，提高了炮孔作业效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明涉及的水封间隔装置结构示意图；

图2为本发明涉及的顶杆结构示意图；

图3为本发明涉及的上套筒结构示意图；

图4为本发明涉及的下套筒结构示意图；

图5为本发明涉及的水封间隔器结构示意图；

图6为本发明涉及的水封间隔器俯视示意图；

其中，1顶杆、1-1顶杆顶面、1-2顶杆凹槽；2上套筒、2-1上套筒螺丝，2-2上套筒凹槽；3下套筒、3-1下套筒螺丝、3-2凸起；4水封间隔器、4-1凸出部、4-2圆柱体、4-3进水孔。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

目前，山岭隧道施工大多采用钻爆法，由于围岩条件的复杂多变，同机械开挖方法相比，钻爆法施工地质适应能力强，施工成本低廉。隧道掘进爆破施工过程中，产生大量粉尘及有害气体，严重危害隧道施工人员的身心健康，同时对环境造成一定程度的不利影响。

众多隧道掘进爆破工程实践表明，炮孔内设置水封间隔段不仅能够提高炸药能量的利用率，减少爆破工程成本，提高经济效益，而且减少了炮烟与有害气体的产生量，降低了炮烟的危害效应，显著改善了爆破效果。

采用水封间隔装药爆破方法来控制爆破产生的炮烟与有害气体已成为隧道掘进爆破的首选方法，但目前水封间隔器大多采用水袋，在炮孔内安装时易发生变形，不利于快速安装，同时水封间隔器与炸药之间的距离也难以控制，由于水袋强度较小甚至可能在安装过程中发生破裂，使炮孔内炸药受潮，影响隧道掘进工期。因此需要发明一种精准便捷的水封间隔装置，以提高装药效率，减弱炮烟的危害效应，改善隧道掘进爆破效果。

因此，本发明的目的在于提供一种用于隧道爆破的水封间隔装置及其使用方法，该装置携带方便、操作简单，能够根据隧道掘进爆破施工现场所需实现定点水封间隔装药。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于隧道爆破的水封间隔装置，其改进之处在于，所述间隔装置包括：

顶杆1，包括杆状物；在所述顶杆侧壁设置顶杆凹槽；优选的，所述顶杆凹槽包括：轴对称设置并延轴向均匀增设的顶杆盲孔。

第一套筒，包括空心杆状物，所述顶杆直径与所述第一套筒内径对应，与所述第一套筒同轴设置，且能够在所述第一套筒内滑动，并伸出所述第一套筒的第一端；在所述第一套筒侧壁设置与所述顶杆凹槽对应的第一螺丝，用于固定所述顶杆在所述第一套筒内的相对移动。

优选的，在顶杆的杆壁外设置的刻度线。

优选的，所述水封间隔装置还包括第二套筒，所述第二套筒包括管状体，所述第二套筒的内径与所述顶杆的外径对应；所述第二套筒的外径与所述第一套筒的内径对应；所述第二套筒的两端分别与所述顶杆和所述第一套筒连接。

所述第二套筒包括：在所述第二套筒侧壁设置与所述顶杆凹槽对应的第二螺丝；在所述第二套筒的侧壁上轴对称设置的第二通孔；以及轴对称设置、并延轴向均匀增设的盲孔。

具体的，如图1和图2所示，顶杆1，包括杆状物，在本申请实施例中采用的是铝合金实心杆状材料。顶杆1包括顶面1-1、底面1-2、侧壁1-3、外侧壁1-7延轴对称位置且延轴向均匀增设有7对顶杆凹槽，即凹槽1-4；同侧每两个凹槽之间距离为20cm。在顶杆1的杆壁外设置有刻度线，便于根据现场需要调整顶杆伸入套筒的长度。同时为了后续便于水封间隔装置的使用，还需保证顶面1-1平滑且边缘圆润。

第一套筒，即为本申请实施例中的下套筒3。本申请涉及的装置可依据施工需要设置多个套筒结构，并不限于两个套筒。只需保证多个套筒同轴设置，且内部的套筒能够在外部的套筒中滑动，形成可伸缩式的套筒结构即可。因此，在保证杆件内径以及套筒外径尺寸对应的情况下，可将本申请采用的顶杆1直接与下套筒3连接。具体为：下套筒3为铝合金空心筒状材料，包括在其管壁上设置的一对轴对称的通孔，用于放置下套筒螺丝3-1。在顶杆1的杆壁外设置有刻度线，根据实际需要选择适当的顶杆凹槽位置将下套筒螺丝3-1对准顶杆凹槽1-2，顺时针旋转螺丝3-1，使顶杆1与下套筒3固定；逆时针旋转螺丝3-1，使顶杆1与下套筒3分离。

优选的，在本申请的优选实施例中，还加入第二套筒，即上套筒2。具体的：所述上套筒2，为铝合金空心筒状或管状材料，在上套筒的管壁上设置一对轴对称的通孔，用于放置上套筒螺丝2-1、在上套筒的外壁延轴线对称位置5对上套筒凹槽2-2。根据实际需要选择适当的顶杆凹槽位置将螺丝2-1对准顶杆凹槽1-2，顺时针旋转螺丝2-1，使顶杆1与上套筒2固定；逆时针旋转螺丝2-1，使顶杆1与上套筒2分离；同侧每两个上套筒凹槽2-2之间距离为25cm。上套筒2管壁外设有刻度线，便于根据现场需要调整上套筒2伸入下套筒3的长度。根据实际需要选择适当的位置将下套筒螺丝3-1对准上套筒凹槽2-2，顺时针旋转下套筒螺丝3-1，使上套筒2与下套筒3固定，逆时针旋转下套筒螺丝3-1，使上套筒2与下套筒3分离。其中，本申请涉及的上套筒螺丝2-1和下套筒螺丝3-1采用人工或者其他工具转动即可。

优选的，所述第一套筒包括：在所述第一套筒的第二端内壁处轴对称设置一对凸起。具体的，在下套筒3底部末端的内壁上轴对称设置一对凸起3-2，其中，对凸起3-2的形状不另做限制，能够与水封间隔器4卡接连接即可。

本发明涉及的水封间隔装置还包括：水封间隔器4，包括设置注水口的容纳腔；所述水封间隔器同轴设置在所述第一套筒的第二端，且与所述第一套筒卡接。

优选的，所述水封间隔器包括凸出部；所述凸出部包括与所述凸起相对应的外壁；所述水封间隔器通过所述凸出部能够与所述第一套筒卡接。

优选的，所述水封间隔器包括：注水口，包括设置在所述水封间隔器外壁上的通孔；孔塞，与所述注水口形状对应，能够封堵注水口。

所述顶杆通过所述第一套筒将充入液体的所述水封间隔器推入炮孔处从而能够进行炮孔的水封操作。

具体为：水封间隔器4，为PVC空心管状材料，其顶部与底部均封闭。如图5和图6所示，水封间隔器4的上部分为一个两侧轴对称切割后形成的凸出部4-1，下部分为一个圆柱体4-2。其中切割部分的大小应与凸起3-2保持一致，以便在使用时能够将水封间隔器4放入至下套筒3底部，旋转水封间隔器4，能够将水封间隔器4卡接在下套筒3内。使用时，将凸出部4-1的上端需对准下套筒的凸起3-2，向下推动下套筒使凸出部4-1的下端，即凸出部4-1与圆柱体4-2的连接处与下套筒3底部相接触，保持水封间隔器位置不变，顺时针旋转下套筒90°，使下套筒3与水封间隔器4固定；逆时针旋转下套筒90°，能够使下套筒3与水封间隔器4分离。

同时，在水封间隔器4的管壁上还需设有一个进水孔4-3并配有孔塞，通过进水孔4-3注水并使用与其对应的孔塞进行封堵，保证水封间隔器4中的液体不能流出。

一种用于隧道爆破的水封间隔装置的使用方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤S1：调整所述间隔装置的长度。具体为：起爆弹和导爆管安装后，根据现场工况实际需要，调整顶杆、上套筒与下套筒所需长度，用螺丝固定顶杆、上套筒与下套筒。

步骤S2：向所述水封间隔器注水，并将所述水封间隔器与所述第一套筒卡接。具体为：通过进水孔向水封间隔器内注水，当所述水封间隔器注满水后，停止注水，使用水塞堵塞进水孔。将下套筒内壁的凸起对准水封间隔器的凸出部上端，向下推动下套筒使凸起底部与凸出部下端接触，保持水封间隔器位置不变，顺时针旋转下套筒90°，将水封间隔器装入下套筒底部，使下套筒与水封间隔器固定。

需要注意的是，在隧道掘进水封爆破现场施工时，水封间隔器是需要注满水的，否则水封间隔器内部就会贮存一部分空气，从而导致炮烟与有害气体的增加，削减了水封爆破的作用。

步骤S3：推动顶杆，将水封间隔器放入炮孔，间隔器到达合适位置处后，逆时针旋转顶杆90°，水封间隔器脱离下套筒，完成炮孔的水封。

步骤S4：将所述水封间隔装置抽离炮孔。具体为：将顶杆向炮孔外抽直至将顶杆、上套筒、下套筒从炮孔取出。根据现场实际需要，调整顶杆、上套筒与下套筒所需长度，用螺丝固定顶杆、上套筒与下套筒，换上新的已经注水完成的水封间隔器，顺时针旋转下套筒90°，将水封间隔器装入下套筒底部，使下套筒与水封间隔器固定，将水封间隔器放入炮孔，推动顶杆，间隔器到达合适位置处后，逆时针旋转顶杆90°，水封间隔器脱离下套筒，完成炮孔的水封。

步骤S5：重复以上步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S4，直至全部炮孔水封完成。

连接起爆网路，准备进行爆破。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。