一种聚消耦合爆破定向破岩模型及施工工艺

本发明涉及破岩模型，具体为一种聚消耦合爆破定向破岩模型及施工工艺。

背景技术：

1、在隧道光面爆破及定向破岩工程中，爆破能量的定向控制与围岩保护是一对核心矛盾。传统光面爆破通过周边眼密集布孔实现轮廓控制，但爆破能量向各方向均匀扩散，护壁侧围岩仍遭受较大的冲击波损伤，超欠挖现象普遍，合格断面率通常仅约70%。聚能爆破技术通过聚能罩将爆炸能量聚焦为定向射流，可显著提升破岩效率和方向可控性，然而其非聚能方向仍存在较强的冲击波和爆生气体冲击，对护壁侧围岩造成二次损伤，且聚能罩结构固定，无法适应不同围护角度的工程需求。现有技术中，消能材料多采用水耦合或孔壁填充方式，虽然在一定程度上降低了围岩损伤，但存在安装复杂、适应性差、拆装不便等问题，难以在现场根据不同爆破工况灵活调整消能防护范围。

2、因此，亟需一种既能实现爆破能量定向聚焦、又能根据围护需求灵活扩展消能防护范围、且拆装便捷的聚消耦合爆破定向破岩装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚消耦合爆破定向破岩模型及施工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚消耦合爆破定向破岩模型，包括pvc消能围板，所述pvc消能围板的底部一体成型有底板，pvc消能围板的内部插接有装药筒，装药筒的内部装有炸药，pvc消能围板呈圆弧形板，pvc消能围板的两端均设有pvc延伸板，pvc延伸板支护在装药筒的一侧，pvc消能围板的顶部插接有盖板，盖板的侧壁套设固定有牵引板，牵引板的底面固定有箍环，箍环插接在pvc消能围板和pvc延伸板的顶部。

3、优选的，所述底板呈圆板，底板的顶面固定有导轨板，导轨板呈圆弧形板状结构，pvc延伸板的底面开设有扣槽，扣槽套设在导轨板的顶部，pvc延伸板设有多个，多个pvc延伸板沿着导轨板排布。

4、优选的，所述pvc延伸板的底端固定有连接片，连接片呈“l”形板状结构，连接片的表面固定有橡胶垫，橡胶垫夹持在连接片和底板之间发生弹性形变，连接片的表面螺接有手拧螺杆一，手拧螺杆一贯穿连接片和橡胶垫后插入底板侧壁开设的定位槽中，定位槽设有多个，多个定位槽沿着pvc消能围板的侧壁等距离等大小排列分布。

5、优选的，所述pvc消能围板的顶面开设有插槽一，插槽一的内部固定有橡胶套一，橡胶套一呈端面为“u”字形的圆弧条，箍环插接在插槽一中挤压橡胶套一发生形变。

6、优选的，所述pvc延伸板的顶面开设有插槽二，插槽二的内部固定有橡胶套二，橡胶套二呈端面为“u”字形的圆弧条，橡胶套二和插槽二的底面均开设有插槽三，箍环的底面固定有多个插杆，插杆插接在插槽三中。

7、优选的，所述装药筒呈圆筒结构，装药筒的侧板一体成型有“v”字形板一，箍环上一体成型有“v”字形板二，盖板的表面开设有“v”字形缺槽，牵引板呈圆弧形板状结构。

8、优选的，所述牵引板的外环面固定有连接板，连接板呈“l”形圆弧板，连接板的底部套设在pvc消能围板的外侧，且连接板的两端均螺接有手拧螺杆二，手拧螺杆二贯穿连接板后螺接在pvc消能围板的外壁。

9、一种聚消耦合爆破定向破岩模型的施工工艺，包括以下步骤：

10、将炸药装入装药筒中，并将装药筒投放在底板上，根据定向爆破所要围护的区域选择安装对应数量的pvc延伸板，pvc延伸板的底部通过扣槽扣设在导轨板后，采用手拧螺杆一将橡胶垫固定在底板上，当pvc延伸板安装后，将盖板盖在装药筒上，此时箍环插入插槽一和插槽二，并且插杆插入插槽三，实现对pvc延伸板限位，并采用手拧螺杆二将连接板固定在pvc消能围板上，pvc消能围板、pvc延伸板共同对无需爆破的岩体进行消能防护。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本发明提出的聚消耦合爆破定向破岩模型及施工工艺，通过pvc消能围板与可拆卸pvc延伸板的组合结构，实现了消能防护范围的灵活扩展与精确控制，解决了传统聚能爆破护壁侧围岩损伤大、固定式消能结构适应性差的问题。具体而言，pvc消能围板呈圆弧形板状结构，其圆弧面在爆破时将非聚能方向的冲击波反射和吸收，形成弧形消能屏障，将爆炸能量约束在开口方向实现定向破岩；pvc延伸板通过底部扣槽沿导轨板滑动并由手拧螺杆一锁定在底板定位槽中，可根据实际围护区域范围选择安装数量和角度，既扩大了消能防护覆盖范围，又避免了材料浪费。装药筒通过"v"字形板一、盖板上"v"字形缺槽与箍环上"v"字形板二形成三重定位结构，确保爆破过程中装药筒与盖板相对位置不变，保证了聚能方向的一致性和稳定性。盖板合盖时，箍环同时插入消能围板和延伸板顶部的插槽，挤压橡胶套一和橡胶套二发生弹性形变形成过盈密封，防止爆生气体从顶部泄漏，同时插杆插入插槽三实现对延伸板顶部的限位，使延伸板在顶部和底部同时被固定，形成完整的围护闭合结构，有效防止爆破冲击导致延伸板倾倒。橡胶垫、橡胶套一、橡胶套二在爆破过程中持续发生弹性形变，吸收振动能量，进一步衰减冲击波对围岩的损伤。整个装置通过手拧螺杆实现快速拆装，无需专用工具，便于现场根据不同爆破需求灵活调整围护范围和角度，兼具定向破岩精度高和围岩保护效果好的双重优势，现场合格断面率可达约90%，显著优于传统光面爆破。

1.一种聚消耦合爆破定向破岩模型，包括pvc消能围板（1），其特征在于：所述pvc消能围板（1）的底部一体成型有底板（101），pvc消能围板（1）的内部插接有装药筒（3），装药筒（3）的内部装有炸药，pvc消能围板（1）呈圆弧形板，pvc消能围板（1）的两端均设有pvc延伸板（2），pvc延伸板（2）支护在装药筒（3）的一侧，pvc消能围板（1）的顶部插接有盖板（4），盖板（4）的侧壁套设固定有牵引板（401），牵引板（401）的底面固定有箍环（402），箍环（402）插接在pvc消能围板（1）和pvc延伸板（2）的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：所述底板（101）呈圆板，底板（101）的顶面固定有导轨板（102），导轨板（102）呈圆弧形板状结构，pvc延伸板（2）的底面开设有扣槽（201），扣槽（201）套设在导轨板（102）的顶部，pvc延伸板（2）设有多个，多个pvc延伸板（2）沿着导轨板（102）排布。

3.根据权利要求2所述的一种聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：所述pvc延伸板（2）的底端固定有连接片（202），连接片（202）呈“l”形板状结构，连接片（202）的表面固定有橡胶垫（203），橡胶垫（203）夹持在连接片（202）和底板（101）之间发生弹性形变，连接片（202）的表面螺接有手拧螺杆一（204），手拧螺杆一（204）贯穿连接片（202）和橡胶垫（203）后插入底板（101）侧壁开设的定位槽（103）中，定位槽（103）设有多个，多个定位槽（103）沿着pvc消能围板（1）的侧壁等距离等大小排列分布。

4.根据权利要求1所述的一种聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：所述pvc消能围板（1）的顶面开设有插槽一（104），插槽一（104）的内部固定有橡胶套一（105），橡胶套一（105）呈端面为“u”字形的圆弧条，箍环（402）插接在插槽一（104）中挤压橡胶套一（105）发生形变。

5.根据权利要求1所述的一种聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：所述pvc延伸板（2）的顶面开设有插槽二（205），插槽二（205）的内部固定有橡胶套二（206），橡胶套二（206）呈端面为“u”字形的圆弧条，橡胶套二（206）和插槽二（205）的底面均开设有插槽三（207），箍环（402）的底面固定有多个插杆（405），插杆（405）插接在插槽三（207）中。

6.根据权利要求1所述的一种聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：所述装药筒（3）呈圆筒结构，装药筒（3）的侧板一体成型有“v”字形板一，箍环（402）上一体成型有“v”字形板二，盖板（4）的表面开设有“v”字形缺槽，牵引板（401）呈圆弧形板状结构。

7.根据权利要求6所述的一种聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：所述牵引板（401）的外环面固定有连接板（403），连接板（403）呈“l”形圆弧板，连接板（403）的底部套设在pvc消能围板（1）的外侧，且连接板（403）的两端均螺接有手拧螺杆二（404），手拧螺杆二（404）贯穿连接板（403）后螺接在pvc消能围板（1）的外壁。

8.一种聚消耦合爆破定向破岩模型的施工工艺，采用权利要求1-7任意一项所述的聚消耦合爆破定向破岩模型，其特征在于：包括以下步骤：