控界切割器及用于核电基坑聚能切割的爆破装置和方法
技术领域
本发明涉及控界切割器及用于核电基坑聚能切割的爆破装置和方法，属于爆破领域。
背景技术
核电厂负挖基坑开挖多采用爆破法施工，爆破技术在建基面开挖质量控制的应用越来越受到重视。国家核电建设现使用的技术标准，开挖形成的建基面要求质量高。开挖至邻近底板时保留一定基岩厚度，进行分层爆破。该方法成本较高，工程质量也难以达到技术标准要求，且针对爆破产生的过度超挖部分，则需采用混凝土置换，造成大量的经济损失。
基坑负挖控界形成已成为核电施工工艺的重点控制项之一，核电设施对安全、质量严苛要求对爆破技术实施提出了挑战。台阶底部岩石主要依靠爆生气体膨胀产生的剪切作用克服底盘抵抗线，底部岩石的夹制作用强，当爆炸能量不足时易产生根底。采用超深钻孔办法降低柱状装药的中心位置而消除根底，容易造成底板超挖。核设施基坑爆破通常采用的不耦合圆柱形装药结构，其爆生产物、爆炸应力波沿四周孔壁及孔底基岩均产生拉伸破坏，不可避免地在岩石壁面上产生了随机的径向及环向裂纹，导致建基面损伤甚至破坏。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种控界切割器及用于核电基坑聚能切割的爆破装置和方法，该控界切割器，兼顾了杆式射流和聚能射流的特点，充分利用杆式射流的岩石中的劈裂作用，又兼顾了线性聚能射流对断裂应力波的增强作用。兼顾杆式射流作用的大炸高需求以及线性聚能射流的小炸高。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种控界切割器，包含线切割本体及位于线切割本体两侧的圆柱装药体，所述线切割本体包含外壳，外壳的两端设有圆柱形壳体，在圆柱形壳体内设有锥形药型罩，锥形药型罩下方设有柱形装药，在外壳内设有条形装药，条形装药上方设有楔形药型罩。
作为优选，所述外壳上安装有炸高片。
作为优选，所述控界切割器整体3D打印制作。
作为优选，所述圆柱形壳体焊接在外壳上，楔形药型罩焊接在外壳上，锥形药型罩焊接在圆柱形壳体上。
一种用于核电基坑聚能切割的爆破装置，包括若干个环形分布的主装药装置以及位于两个主装药之间设置的如权利要求1所述的控界切割器，在待爆破区域设置有环形的爆破孔，主装药装置位于炮孔内，控界切割器位于建基面水平孔内，建基面水平孔位于两个炮孔之间。
作为优选，所述主装药装置包含炸药、PVC管和环形切割器，所述PVC内依次装入有环形切割器、第一炮泥、炸药和第二炮泥，环形切割器工作结束后引燃炸药。
使用上述的用于核电基坑聚能切割的爆破装置的爆破方法，包括以下步骤：
(1)将核岛待爆破区域周围爆至标高，为核岛爆破开辟临空面；
(2)将核岛预留岩层从外围至中心分区域进行切割爆破，每次爆破抵抗线为2m；
(3)沿着抵抗线为2m线间隔2.0m至3m进行主炮孔布孔和穿孔，穿孔深度和核岛预留岩层一致；
(4)沿核岛建基面由外侧向内侧水平穿孔，布孔位置为两主炮孔的中心位置；
(5)主炮孔中最下端为环形切割器，上部为主装药；
(6)在建基面水平孔设置控界切割器；
(7)爆破时控界切割器先行起爆，而后为环形切割器最后为主装药；
(8)重复步骤(2)-(7)，直至爆破结束。
在本发明中，该控界切割器将聚能射流和杆式射流两种结构融合，吸收了杆式射流具有再岩石中穿孔深，将几个杆式射流在同一平面组合后有利于裂纹的扩展起裂先导作用，线性聚能射流起到了裂纹扩展的辅助作用，发挥这两种射流作用这两种结构炸高不同。本发明通过两者的壳体和药型罩焊接，在保证了杆式射流的效能发挥前提下，利用装药的殉爆原理兼顾了线性装药的可靠起爆和切割效果。
有益效果：本发明的控界切割器，兼顾了杆式射流和聚能射流的特点，充分利用杆式射流的岩石中的劈裂作用，又兼顾了线性聚能射流对断裂应力波的增强作用。兼顾杆式射流作用的大炸高需求以及线性聚能射流的小炸高；本发明的用于核电基坑聚能切割的爆破装置，通过将控界切割器设置在建基面水平位置，位于两个炮孔之间，控界切割器对待爆破领域进行水平切割，切割的深度为20cm以内，环形切割器进一步对待爆破领域进行切割，最后主装药起爆，通过主装药的爆炸推力将待爆破区域切断移开，完成区域爆破，爆破后建基面平整度高，满足核电基坑要求。
附图说明
图1为本发明切割器的结构示意图；
图2为横截面的剖视图。
图3为本发明的俯视爆破示意图。
图4为本发明的主视爆破示意图。
图5为本发明中控界切割器示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明的控界切割器包含外壳1，外壳1的两端设有圆柱形壳体，在圆柱形壳体内设有锥形药型罩4，锥形药型罩4下方设有柱形装药2，柱形装药2下方设有雷管插入处7，在外壳1内设有条形装药3，条形装药3上方设有楔形药型罩5，所述外壳1上安装有炸高片6。本发明的控界切割器，兼顾了杆式射流和聚能射流的特点，充分利用杆式射流的岩石中的劈裂作用，又兼顾了线性聚能射流对断裂应力波的增强作用。兼顾杆式射流作用的大炸高需求以及线性聚能射流的小炸高。
该控界切割器将聚能射流和杆式射流两种结构融合，吸收了杆式射流具有再岩石中穿孔深，将几个杆式射流在同一平面组合后有利于裂纹的扩展起裂先导作用，线性聚能射流起到了裂纹扩展的辅助作用，发挥这两种射流作用这两种结构炸高不同。本发明通过两者的壳体和药型罩焊接，在保证了杆式射流的效能发挥前提下，利用装药的殉爆原理兼顾了线性装药的可靠起爆和切割效果。
如图3至图5所示，本发明的用于核电基坑聚能切割的爆破装置，包括若干个环形分布的主装药装置以及位于两个主装药之间设置的控界切割器，在待爆破区域设置有环形的爆破孔，主装药装置位于炮孔8内，控界切割器位于建基面水平孔9内，建基面水平孔9位于两个炮孔8之间。
在本发明中，所述主装药装置包含炸药12、PVC管和环形切割器11，所述PVC内依次装入有环形切割器11、第一炮泥13、炸药12和第二炮泥14，环形切割器11工作结束后引燃炸药12。
一种上述的用于核电基坑聚能切割的爆破装置的爆破方法，包括以下步骤：
(1)将核岛待爆破区域周围爆至标高，为核岛爆破开辟临空面；
(2)将核岛预留岩层从外围至中心分区域进行切割爆破，每次爆破抵抗线为2m；
(3)沿着抵抗线为2m线间隔2.0m至3m进行主炮孔8布孔和穿孔，穿孔深度和核岛预留岩层一致；
(4)沿核岛建基面由外侧向内侧水平穿孔，布孔位置为两主炮孔8的中心位置；
(5)主炮孔8中最下端为环形切割器11，上部为主装药；
(6)在建基面水平孔9设置控界切割器；
(7)爆破时控界切割器先行起爆，而后为环形切割器11最后为主装药；
(8)重复步骤(2)-(7)，直至爆破结束。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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