一种水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置的制作方法

本技术涉及爆破装置，尤其涉及一种水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置。

背景技术：

1、随着工农业生产和生活的发展，常常需要将富水区的水引调到缺水区，以实现资源调配和地区间水量平衡，促进社会的经济发展。当供水区的水库水位较高，而受水区的水位较低时，可以通过修建引水隧道、渠道等将水库的水通过自流的方式引调到受水区，无需使用水泵，从而节约营运费用。在该取水方式中，当引水隧道的取水口底坎高程较低，且水库为新建水库时，库区内水位较低，取水口暴露在水面以上，可以在干地进行施工，取水口的库洞贯通容易实现。然而，在许多情况下，水库已经蓄水运行，而新建引水隧洞取水口底坎常常位于水库死水位附近，低于水库水面以下几十米，甚至上百米。这时要实现库洞的贯通，常规方法有以下两种：

2、1)降低水库水位至隧洞取水口底坎高程以下，为取水口创造干地施工条件。这种方法稳定可靠，但需要将水库水位降低到引水隧洞取水口底坎高程以下，这将影响水库的运行效益，代价过大，甚至可能不被允许。

3、2)在引水隧洞取水口附近的库区修建深水围堰，将取水口围蔽起来，然后排干围堰内的水，为取水口施工创造干地施工条件。工程完工后再拆除围堰，实现库洞的贯通。这种方法将带来巨大的工程投资和漫长的工期，非常不经济。

4、在不降低水库水位、不影响水库运行的情况下，如何高效、经济地实现库洞的贯通是亟需解决的难题。在国内外有专家提出采用水下岩塞爆破的方法来实现已建水库与新建隧洞的贯通。水下岩塞爆破是一种在已建成的水库或湖泊上修建隧洞进水口的有效、便捷、经济的施工方法。其施工工艺特点是将隧洞开挖至库底，临近预留一定厚度的岩体(即岩塞)。待隧洞建完后，使用爆破的方法一次性爆除预留的岩体，使隧洞与水库贯通。这样，爆破成形的进水口便具有预期的形状，并且满足水力学上对进水口的要求。同时，需要确保爆破对周围岩体及附近建筑物的影响减少到可以接受的程度。

5、岩塞爆破具有造价低、施工速度快、施工期不受季节影响等特点，因此在修建水下进水口工程中得到了越来越多的应用。然而，水下岩塞爆破通常紧靠各种水工建筑物、山坡，有些甚至靠近拦河大坝，而且是在深水压力下施工作业，因此安全问题十分突出，必须保证爆破的绝对安全。同时，岩塞只能一次爆通成形，要求进水口有良好的成型和围岩稳定，因此爆破必须精心设计、精心施工。

6、然而，由于岩塞爆破方法涉及的影响因素较多，技术复杂，相关理论分析和计算研究极少，因此该方法几乎仍停留在经验判断的水平。

7、目前岩石爆破的主要过程是：

8、1)完成闸门井施工，且隧洞施工到岩塞下游处；

9、2)在闸门井下游的隧洞采用混凝土堵头进行封堵；

10、3)在岩塞装药联网；

11、4)通过闸门井向隧洞内充水；

12、5)实施岩塞爆破，实现水库与隧洞的贯通；

13、6)爆破后，进行水下检查；

14、7)检查合格后，在闸门井下闸事故闸门；

15、8)通过水泵排水等方法将事故闸门与隧洞堵头之间的水排出；

16、9)人工将闸门井下游隧洞的混凝土堵头拆除，通过闸门井出渣，并清理干净；

17、10)在闸门井下闸工作闸门

18、11)在闸门井提升事故闸门后，可用工作闸门控制水库向隧洞输水，实现引调水。

19、爆破时，通常向隧洞内注水预压(水位低于水库水位)，一方面注入隧洞的水可对爆破的岩渣起到消能作用，防止岩渣飞落至隧洞导致堵塞；另一方面洞内注水以基本平衡于爆通后水库的水压，有效避免水库水流爆通后大量、快速涌入隧洞，携带岩渣至隧洞造成堵塞或淤积。为了维持隧洞内一定水压，可在闸门井下闸工作闸门挡水，或在闸门井下游的隧洞采用堵头挡水。然而，岩塞爆破时，隧洞水流可将爆破冲击波传导到闸门井内，产生较大的冲击力，危害闸门的安全。为了防止爆破冲击波对闸门的破坏，目前不采用闸门直接挡水，而是在闸门井下游隧洞内采用混凝土堵头进行临时封堵。这种方法可以保证闸门的安全，但也存在以下问题：爆破前需要在深井隧道内浇筑钢筋混凝土临时堵头，爆破后需要先将深井内的水排出，然后再将深井隧道内的堵头拆除。但是由于深井内空间狭小，堵头的浇筑和拆除工程量大，且坚硬的堵头需要人工拆除，拆除效率低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：

2、本技术实施例提供了一种水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置，包括：

3、隧洞，隧洞的入水口设置有岩塞；

4、集渣坑，集渣坑位于隧洞的入水口处，集渣坑内设有水垫，集渣坑具有集渣坑入口及集渣坑出口，集渣坑入口位于岩塞的一侧，集渣坑出口与隧洞的出水口连通；

5、第一反冲弧，第一反冲弧位于集渣坑内；

6、第一导流板，第一导流板位于第一反冲弧内，第一导流板的远离第一反冲弧的一侧形成第一引流区，第一导流板的靠近第一反冲弧的一侧形成第一导流区，第一引流区与第一导流区在靠近集渣坑出口处形成第一对冲区。

7、在一种实施方式中，水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置还包括：

8、第一限速坑，第一限速坑位于隧洞内，第一限速坑位于集渣坑的下游，第一限速坑具有第一限速入口及第一限速出口，第一限速入口与集渣坑出口连通，第一限速出口与隧洞的出水口连通。

9、在一种实施方式中，第一限速坑包括第二反冲弧及第二导流板，第二导流板位于第二反冲弧内，第二导流板的远离第二反冲弧的一侧形成第二引流区，第二导流板的靠近第二反冲弧的一侧形成第二导流区，第二引流区与第二导流区在靠近第二限速出口处形成第二对冲区。

10、在一种实施方式中，水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置还包括：

11、第二限速坑，第二限速坑位于隧洞内，第二限速坑位于第一限速坑的下游，第二限速坑具有第二限速入口及第二限速出口，第二限速入口与第一限速出口连通，第二限速出口与隧洞的出水口连通。

12、在一种实施方式中，第二限速坑包括第三反冲弧及第三导流板，第三导流板位于第三反冲弧内，第三导流板的远离第三反冲弧的一侧形成第三引流区，第三导流板的靠近第三反冲弧的一侧形成第三导流区，第三引流区与第三导流区在靠近第二限速出口处形成第三对冲区。

13、在一种实施方式中，隧洞内具有第一斜坡段，第一斜坡段的一端与集渣坑出口相连，第一斜坡段的另一端与第一限速入口相连，第一斜坡段的一端相对另一端向斜上方倾斜。

14、在一种实施方式中，隧洞内具有第二斜坡段，第二斜坡段的一端与第一限速出口相连，第二斜坡段的另一端与第二限速入口相连，第二斜坡段的一端相对另一端向斜上方倾斜。

15、在一种实施方式中，流经第一引流区的流体与流经第一导流区的流体，在第一对冲区的对冲角度为α，对冲角度α的范围为：0°≤α≤90°。

16、在一种实施方式中，第一反冲弧的一端与集渣坑的底部相连，第一反冲弧的另一端位于第一反冲弧的一端上方，第一反冲弧向集渣坑的外部凸出。

17、在一种实施方式中，第一导流板位于水垫的上方。

18、上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：

19、本技术实施例的水下岩塞爆破的爆破冲击波阻隔装置包括隧洞、集渣坑、第一反冲弧及第二反冲弧，隧洞的入水口处设置有岩塞，集渣坑内设有水垫，且第一反冲弧位于集渣坑内部，第一导流板位于第一反冲弧内部。第一导流板的远离第一反冲弧的一侧形成第一引流区，第一导流板的靠近第一反冲弧的一侧形成第一导流区，第一引流区与第一导流区在靠近集渣坑出口处形成第一对冲区。本技术实施例的爆破冲击波阻隔装置可与现有的爆破装置上的事故闸门及工作闸门组合使用，爆破时使用事故闸门进行挡水，爆破后使用工作闸门控制隧洞内的水流。在岩塞爆破时，水垫对飞入水垫的岩渣提供了强大的阻力，消散和吸收了岩渣的动能，减少岩渣飞出集渣坑，避免飞出的岩渣对隧洞造成堵塞，以及对工作闸门造成伤害。由于设置有第一反冲弧及第一导流板，通过集渣坑入口进入的爆破冲击波可在集渣坑内进行多次反射，以衰减其强度，阻隔冲击波进入隧洞，避免工作闸门因受冲击而受损。通过集渣坑入口进入的水、气等混合流体在遇到第一导流板后被导流，一部分流体进入第一引流区，一部分流体进入第一导流区，进入第一引流区的流体与进入第一导流区的流体在第一对冲区对冲，产生阻塞效应，大幅降低流体的速度，避免流体将岩渣带入隧洞内造成淤积和堵塞。本技术实施例由于设置有集渣坑、第一反冲弧及第一导流板，在不设置堵头封堵的情况下，避免了爆破冲击波对工作闸门的破坏，避免了传统堵头的浇筑、拆除和闸门井的排水，提高了施工效率，降低了工程造价。

20、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。