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1、10申请公布号CN104315934A43申请公布日20150128CN104315934A21申请号201410513884022申请日20140930F42D5/04520060171申请人西南交通大学地址611756四川省成都市高新区西部园区西南交通大学72发明人方勇范建国曾昌杨志浩54发明名称一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置及预防方法57摘要本发明公开了一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置及预防方法，所述装置包括若干安装在隧道侧墙的挡板单元，挡板单元在隧道侧墙上左右对称安装，挡板单元包括抗冲击耐高温的挡板，该挡板通过开关合页固定在隧道侧壁上，挡板可绕开关合页的转轴转。
2、动，转轴上设置有阻尼器为挡板的旋转提供阻尼；挡板单元可以在开关合页作用下打开或者关闭，即在掌子面进行爆破时，处于关闭状态，用来阻挡冲击波；当掌子面爆破结束之后，将其处于打开状态，不影响内部通车等其他施工。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页10申请公布号CN104315934ACN104315934A1/1页21一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置，其特征在于，包括若干安装在隧道侧墙的挡板单元，挡板单元在隧道侧墙上左右对称安装，挡板单元包括抗冲击耐高温的挡板，该挡板通过开关合页固定在隧道侧壁上，挡。
3、板可绕开关合页的转轴转动，转轴上设置有阻尼器为挡板的旋转提供阻尼；挡板单元可以在开关合页作用下打开或者关闭，即在掌子面进行爆破时，处于关闭状态，用来阻挡冲击波；当掌子面爆破结束之后，将其处于打开状态，不影响其他施工。2根据权利要求1所述的预防装置，其特征在于，所述挡板厚10CM，长300CM，宽为200CM。3根据权利要求1所述的预防装置，其特征在于，同侧两挡板单元之间间隙为10M。4一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防方法，其特征在于，在隧道侧墙安装若干挡板单元，挡板单元在隧道侧墙上左右对称安装，挡板单元包括抗冲击耐高温的挡板，该挡板通过开关合页固定在隧道侧壁上，挡板可绕开关合页的转轴转。
4、动，转轴上设置有阻尼器为挡板的旋转提供阻尼；挡板单元可以在开关合页作用下打开或者关闭，即在掌子面进行爆破时，处于关闭状态，用来阻挡冲击波；当掌子面爆破结束之后，将其处于打开状态，不影响内部通车等其他施工。5根据权利要求4所述的预防方法，其特征在于，首先，在掌子面爆破之前，保证所有挡板单元处于关闭状态，当掌子面发生爆炸时，在掌子面前方迅速产生高温、高压以及可以高速传播的冲击波，在冲击波传播过程中，由于挡板单元的阻挡，挡板单元会由于冲击波的冲击而发生一定角度的转动，此时，冲击波的一部分能量即阻尼器消耗；随后，在隧道爆破冲击波传播过去之后，在阻尼器的作用之下，挡板单元绕转轴发生阻尼转动，直至把冲击波。
5、传递到阻尼器上的能量消耗完毕，挡板单元又会处于静止且关闭的状态；在冲击波传递过程中，隧道两侧的所有挡板单元会发生一次阻尼转动，达到消耗冲击波的目的；最后，当一次爆破作业结束之后，使挡板单元处于打开状态，给其他内部作业提供足够的空间。权利要求书CN104315934A1/4页3一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置及预防方法技术领域0001本发明涉及一种隧道洞内的隧道爆破冲击波预防措施，尤其涉及一种用于解决隧道洞内对施工爆破冲击波的预防装置及预防方法。背景技术0002近年来，我国国民经济快速发展，日益膨胀的客运和货运对对我国的交通运输业提出了挑战，同时这也是交通运输业面临的一个巨大的机遇。。
6、考虑到经济，技术以及环境等因素，桥梁隧道的建设越来越多的出现在线路之中。在运输路线经过的山区，由于受到地形地质等恶劣条件的限制，隧道的建设往往会成为路线甚至地下空间利用的关键因素。而在众多的铁路、公路隧道的设计施工过程中，钻爆发相对于其它施工方法具有适应性强。施工速度快以及低成本等优点而被广泛的应用。钻爆法施工中要用大量的炸药去炸开掌子面，以进行开挖，但炸药会在爆炸的瞬间从内部爆发出来巨大的能量，会对周围岩体以及周边建筑物产生破坏，同时，由于隧道内空间狭小，炸药瞬间爆生出来的能量会使周围空气的密度、温度以及压力急剧上升，随着隧道方向传播出去生成冲击波，冲击波在隧道以及开挖的方向以很高的速度、温。
7、度以及压力向空口方向传播出去。0003在宏观上，冲击波表现为一个的曲面，它会在传播过程中，使经过之处的空气压力、密度以及温度急剧上升。在微观上，冲击波是内部分子之间的相互作用发生了变化，这些变化包括分子之间粘性的变化以及热传导性的变化，而当这些变化发生的太快的时候，这些内部的能量来不及传递到比较远的距离，就会使得局部发生剧烈变化，导致局部能量过高。而这些高能量分子在传播的过程中，会遇到各种阻力，包括隧道内壁摩擦力以及空气阻力等，导致冲击波的能量减小，同时内部分子的相互作用力降低，导致内部压力减小，传播速度也在逐渐减慢，最后能量冲击波衰减到声波，消散出去。0004在城市、城市周边或有人居住的山区。
8、修建隧道时，在选定钻爆法施工开挖时，必然会考虑到钻爆产生的地震动以及冲击波对周围建筑物以及居民的影响，而现在的设计施工，或者是没有考虑到钻爆对周围人居以及自然环境的影响，或者是只考虑地震动对周围的影响，都忽略了钻爆产生的冲击波对周围的人居以及自然环境的影响，而冲击波对周围环境也会产生很大的影响，甚至不低于地震动对周围环境的影响。0005无论是钻爆生成的冲击波还是冲击波衰减之后形成的声波，都会对周围的人居以及自然环境产生不良影响。首先，钻爆产生的冲击波具有很高的能量、速度、压力以及温度，冲击波在传播的过程中携带沿途的碎石以及尘土，会在衰减到声波之前破坏隧道内壁是设施以及洞口直对的环境以及建筑，对。
9、环境以及建筑物造成严重的伤害。其次，假设冲击波在传播过程中没有携带碎石等杂物而直接传播到人居居住地，高速以及高能量的冲击波必然会对阻挡在冲击波传播路径的建筑形成冲击，小则震动，大则开裂甚至倒塌。再次，假如冲击波进入自然坏境，高压、高速、高温以及高能量的冲击波必然会对植被以及树木等造成一定的伤害，造成自然环境的破坏。最后，爆破时以及冲击波最后衰减产生的声波，其相应的说明书CN104315934A2/4页4噪音也会对人居坏境造成极大的干扰。0006故对钻爆施工产生冲击波的预防尤为重要，而现在隧道的设计以及施工没有考虑到冲击波的危害。发明内容0007本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于钻。
10、爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置及预防方法。0008为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案0009一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置，包括若干安装在隧道侧墙的挡板单元，挡板单元在隧道侧墙上左右对称安装，挡板单元包括抗冲击耐高温的挡板，该挡板通过开关合页固定在隧道侧壁上，挡板可绕开关合页的转轴转动，转轴上设置有阻尼器为挡板的旋转提供阻尼；挡板单元可以在开关合页作用下打开或者关闭，即在掌子面进行爆破时，处于关闭状态，用来阻挡冲击波；当掌子面爆破结束之后，将其处于打开状态，不影响内部通车等其他施工。0010所述的预防装置，所述挡板厚10CM，长300CM，宽为200CM。0011所述。
11、的预防装置，同侧两装置之间间隙为10M。0012一种用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防方法，在隧道侧墙安装若干挡板单元，挡板单元在隧道侧墙上左右对称安装，挡板单元包括抗冲击耐高温的挡板，该挡板通过开关合页固定在隧道侧壁上，挡板可绕开关合页的转轴转动，转轴上设置有阻尼器为挡板的旋转提供阻尼；挡板单元可以在开关合页作用下打开或者关闭，即在掌子面进行爆破时，处于关闭状态，用来阻挡冲击波；当掌子面爆破结束之后，将其处于打开状态，不影响内部通车等其他施工。0013所述的预防方法，首先，在掌子面爆破之前，保证所有挡板单元处于关闭状态，当掌子面发生爆炸时，在掌子面前方迅速产生高温、高压以及可以高速传播的冲。
12、击波，在冲击波传播过程中，由于挡板单元的阻挡，挡板单元会由于冲击波的冲击而发生一定角度的转动，此时，冲击波的一部分能量即阻尼器消耗；随后，在隧道爆破冲击波传播过去之后，在阻尼器的作用之下，挡板单元绕转轴发生阻尼转动，直至把冲击波传递到阻尼器上的能量消耗完毕，挡板单元又会处于静止且关闭的状态；在冲击波传递过程中，隧道两侧的所有挡板单元会发生一次阻尼转动，达到消耗冲击波的目的；最后，当一次爆破作业结束之后，使挡板单元处于打开状态，给其他内部作业提供足够的空间。0014本发明所述是用于解决隧道施工爆破冲击波危害的一种方法，隧道施工爆破所产生的冲击波，在一个只有一面自由，其它各面都封闭的空间，在自由面。
13、空气压强相对爆炸处很低，冲击波必然会沿着隧道向洞口外传播，无论是初支还是二衬，隧道内壁相对光滑，对爆破所产生的冲击波削弱极小，而对于长或者特长隧道，充分利用隧道长度，增大隧道侧墙的阻力，使得爆破冲击波在隧道内部传播的过程中，受到侧墙内壁的阻力而削弱，达到对施工爆破冲击波的防护。0015本发明的目的在于削弱隧道爆破冲击波对洞外环境的影响，而不是一定要完全的消除，本发明单个装置对冲击波的削弱有限，故需要安置多个装置，才可以达到有效削弱甚至消除冲击波的目的，隧道越长，可以安置的装置越多，故该装置特别适应于长大隧道。隧说明书CN104315934A3/4页5道爆破产生的冲击波具有高压强、高密度和高温度。
14、的特性，在产生到传播出去的过程中，在隧道侧墙安装本发明能够极好的削弱冲击波。为了节约成本，达到重复利用的目的，避免高速高能量的冲击波在传播过程中对本发明造成破坏，本发明具有很高的强度；同时，本发明挡板通过对冲击波的拦截，将能量传递给本发明装置，并最终通过阻尼器将该部分能量消耗，达到对爆破冲击波的削弱作用；爆破冲击波具有很高的温度、压力以及速度，故本发明具有很高的强度的同时在高温高压的条件下也不失去功能，能有很好的利用阻尼器的特性消耗冲击波传递的能量，最终达到削弱冲击波的作用。0016本发明主要针对长隧道，在已经开挖并支护的洞内安装本发明，本发明按照一定的间隔在侧壁安装，采取对称安装，如同在隧道。
15、横截面安装了一扇门，阻挡了冲击波的传播，达到了削弱冲击波的目的；在爆破结束之后，本发明可以拆卸用以其他隧道爆破冲击波的削弱，故又达到循环经济的目的；距离掌子面越近，冲击波压强越大，温度也越高，故在距离掌子面近的侧墙安装本发明的数量按照设计距离，在距离稍微远一点的位置，若冲击波已经降低到安全程度以下，可以不再安装本发明，以节约成本；本发明在隧道爆破施工的时候是启用的，当不在爆破而进行其他作业的时候，可以将其关闭，以节约隧道内部的空间。附图说明0017图1是本发明所述缓冲系统关闭状态下的俯视结构示意图；0018图2是本发明所述缓冲系统受到冲击波作用状态下的俯视结构示意图；0019图3是本发明所述缓。
16、冲系统打开状态下的俯视结构示意图；0020图4是本发明所述缓冲系统关闭状态下的隧道横截面结构示意图；0021图5是本发明所述缓冲系统正视结构示意图；00221挡板，2开关合页，3阻尼器；具体实施方式0023以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。0024参考图1至图5，本发明的用于钻爆隧道洞内爆破空气冲击波的预防装置，包括若干安装在隧道侧墙的挡板单元，挡板单元在隧道侧墙上左右对称安装，挡板单元包括抗冲击耐高温的挡板，该挡板通过开关合页固定在隧道侧壁上，挡板可绕开关合页的转轴转动，转轴上设置3个阻尼器为挡板的旋转提供阻尼，开关合页采用标准合页，焊接在本发明挡板上，阻尼器的安装根据阻尼器的类型具。
17、体确定，挡板厚10CM，长300CM，宽为200CM。隧道内部空间有限，所以本发明的挡板单元可以在开关合页作用下打开或者关闭，即在掌子面进行爆破时，本发明处于关闭状态即类似左右两扇门关闭，用来阻挡冲击波；当掌子面爆破结束之后，为方便隧道内部其他施工操作，可使将本发明处于打开状态即类似左右两扇门打开，不影响内部通车等其他施工。本发明在隧道两侧墙对称安置，同侧两装置之间间隙为10M如图3所示，布设个数随具体情况而定，具体实施方法如下0025首先，在掌子面爆破之前，保证所有本发明处于关闭状态如图1所示，当掌子面发生爆炸时，在掌子面前方迅速产生高温、高压以及可以高速传播的冲击波，在冲击波传播过程中如图。
18、2所示，由于本发明挡板单元的阻挡，挡板单元会由于冲击波的冲击而发生一定角度的转动如图2中BB截面处挡板所示，此时，冲击波的一部分能量即被本发明说明书CN104315934A4/4页6挡板所吸收，准确而言，是被安装在本发明的阻尼器消耗。0026随后，在隧道爆破冲击波传播过去之后，本发明会在阻尼器的作用之下绕转轴发生阻尼转动如图2中AA截面所示，直至把从冲击波传递到阻尼器上的能量消耗完毕，本发明又会处于静止旦关闭的状态如图2中CC截面所示。在冲击波传递过程中，隧道两侧的所有本发明会发生一次阻尼转动，达到消耗冲击波的目的。0027最后，当一次爆破作业结束之后，会进行运送土石以及初支等作业，此时隧道内部空间需求量较大，就需要使本发明处于打开状态如图3所示，给其他内部作业提供足够的空间。0028应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。说明书CN104315934A1/3页7图1图2图3说明书附图CN104315934A2/3页8图4说明书附图CN104315934A3/3页9图5说明书附图CN104315934A。