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廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司

芻議公路隧道水壓爆破技術(shù)在光面爆破中的應(yīng)用

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本文主要通過(guò)實(shí)際工程案例對(duì)公路隧道掘進(jìn)施工中采用水壓光面爆破施工技術(shù)進(jìn)行分析，以供相關(guān)施工人員參考。

公路隧道；水壓光面爆破；應(yīng)用

前言

隨著公路交通隧道的工程規(guī)模越來(lái)越大，為加快工程建設(shè)，提高施工效率，必須迅速提高隧道爆破開(kāi)挖施工技術(shù)水平，推進(jìn)公路隧道施工技術(shù)的進(jìn)步。

1　工程概況

青山隧道位于廣東省韶關(guān)市仁化縣，進(jìn)口位于黃坑鎮(zhèn)火星村，出口位于周田鎮(zhèn)臺(tái)灘村委會(huì)八更生村，隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)為小凈距式、洞身為分離式雙向六車(chē)道隧道，建筑限界14.75*5.0m。隧道左線(xiàn)起訖樁號(hào)ZK243+357～ZK246+000，長(zhǎng)2643m；右線(xiàn)起訖樁號(hào)YK243+352～YK245+987，長(zhǎng)2635m，屬于長(zhǎng)隧道。施工過(guò)程采用光電照明，射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)。為降低爆破過(guò)程中對(duì)圍巖擾動(dòng)，降低由爆破揚(yáng)起的粉塵對(duì)人體傷害，該隧道施工中采用了水壓光面爆破技術(shù)。

2　水壓爆破施工原理

炸藥在爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波，在水中的衰減速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在空氣中衰減的速度，極大的減少了炸藥能量的消耗，提高了炮眼利用率。炮眼中的水袋在爆炸的作用下，會(huì)產(chǎn)生“水楔”效應(yīng)，有利于圍巖的進(jìn)一步破碎，減少爆破產(chǎn)生的大塊率。水袋在爆炸的作用下會(huì)產(chǎn)生霧化作用，可以吸收粉塵，降低爆破后的粉塵濃度，減少了爆后對(duì)環(huán)境的污染。由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分利用在爆破巖石上，使得爆破效率提高，減少了炸藥的消耗，提高了隧道開(kāi)挖的經(jīng)濟(jì)效益。

3　水壓光面爆破技術(shù)的具體施工

3.1鉆爆設(shè)計(jì)

水壓爆破炮眼的布置形式、炮眼數(shù)量、深度、起爆順序、時(shí)間間隔等爆破設(shè)計(jì)與常規(guī)爆破設(shè)計(jì)基本相同，不同的是在每個(gè)炮眼中增加了水袋和炮泥，裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)有所不同。

3.2主要設(shè)備

同常規(guī)爆破相比，水壓包爆破主要增加水袋，炮泥制作設(shè)備主要包括1臺(tái)KPS-60水帶機(jī)和一臺(tái)PNJ-A炮泥機(jī)。

3.3施工工藝流程

3.3.1炮泥制作

炮泥采用PNJ-A 型炮泥機(jī)制作而成，機(jī)器外形尺寸150×45 ×53（cm），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，2人每小時(shí)可制作炮泥400～500個(gè)。炮泥制作就地取材，成本低廉，通過(guò)調(diào)整配合比，保證炮泥有一定的強(qiáng)度，同時(shí)方便炮泥填塞過(guò)程中易于搗碎，便于孔口封堵密實(shí)。

經(jīng)多次試驗(yàn)，炮泥以黏土為主，配合比為黏土∶細(xì)砂∶水= 100∶ 6∶ 15。

配料采用磅秤稱(chēng)重，混合料按照配合比人工拌勻，軟化1～2h后，裝入炮泥機(jī)的進(jìn)料倉(cāng)，開(kāi)動(dòng)電鈕開(kāi)始生產(chǎn)，將其制作成直徑32mm，長(zhǎng)20～30cm的炮泥節(jié)裝箱。制作好的炮泥放置時(shí)間不要太長(zhǎng)，最好在使用前1～2h制作好，若放置時(shí)間較長(zhǎng)采用塑料模覆蓋。

3.3.2水袋制作

水袋是由KPS-60 型水袋自動(dòng)封裝機(jī)生產(chǎn)而成，其工作原理：采用高壓泵灌裝，自動(dòng)熱合封口。水袋機(jī)的外形尺寸97cm× 36cm×100cm，整機(jī)功率0.68kW，電源為220V，1h可以生產(chǎn)500～600個(gè)水袋。具體操作： 接頭電源啟動(dòng)機(jī)器、預(yù)熱封口機(jī)待溫度上升后試封2～3 次，達(dá)到密封效果后進(jìn)行正常生產(chǎn)。該封裝機(jī)每次制作水袋3 個(gè)直徑32 mm，長(zhǎng)200 mm 的水袋，充滿(mǎn)后自動(dòng)封口，而后將成品水袋裝箱。

3.3.3臺(tái)車(chē)就位

上循環(huán)施工完成后，首先將開(kāi)挖臺(tái)車(chē)就位，而后人工清理松動(dòng)危石，保證施工過(guò)程安全。

3.3.4測(cè)量布眼及鉆孔

用全站儀在掌子面上準(zhǔn)確定出開(kāi)挖輪廓線(xiàn)，周邊眼及掏槽眼位置，利用輪廓線(xiàn)確定輔助眼位置，炮眼布置見(jiàn)圖1。鉆孔分區(qū)定崗，嚴(yán)格按孔位進(jìn)行施鉆。

圖1　炮眼布置

3.3.5安裝炸藥、水袋和炮泥

本工程中炸藥單耗0.62kg/m3；循環(huán)進(jìn)尺3.7m；開(kāi)挖斷面面積130m2。藥卷直徑32mm，炮眼孔徑40mm。裝藥量可按下面公式計(jì)算：

Q=KSL=0.62kg/m3×130m2×3.7m=298.22kg

式中Q——1次爆破的炸藥用量，kg；

K——單位耗藥量，kg/m3；

S——開(kāi)挖斷面面積，m2；

L——循環(huán)進(jìn)尺，m；

裝藥前采用PVC 管通孔，確認(rèn)孔深滿(mǎn)足要求。而后采用木桿按水壓爆破裝藥結(jié)構(gòu)裝藥。周邊眼采用導(dǎo)爆索連接，間隔裝藥； 輔助眼采用連續(xù)裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)采用反向起爆結(jié)構(gòu)。裝藥自上而下，按設(shè)計(jì)裝藥量裝入，雷管“對(duì)號(hào)入座”，裝藥后炮孔用炮泥堵塞緊密。

3.3.6起爆網(wǎng)絡(luò)

起爆網(wǎng)絡(luò)采用簇連法，每個(gè)炮孔內(nèi)裝1 發(fā)延期毫秒雷管，然后將毫秒管連成一把，用起爆器起爆。連接好網(wǎng)絡(luò)后，安全員將施工人員撤離到警戒線(xiàn)以，爆破員用起爆器在安全避炮點(diǎn)起爆。

3.3.7開(kāi)挖質(zhì)量檢查，優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)

炮響后，及時(shí)通風(fēng)，安全員進(jìn)入爆區(qū)檢查是否安全，技術(shù)員對(duì)爆破超欠挖、爆堆現(xiàn)狀的大小、炮孔痕跡保存率、飛石最大距離、實(shí)際進(jìn)尺等情況進(jìn)行記錄，并對(duì)爆破效果進(jìn)行分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整爆破參數(shù)，不斷優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)。

4　安全措施

水壓爆破除執(zhí)行常規(guī)爆破安全措施以外，針對(duì)水壓爆破特點(diǎn)，為確保安全，需增加如下安全措施：（1）防止設(shè)備漏電；（2）正確操作炮泥機(jī)；（3）嚴(yán)格控制炮泥回填堵塞長(zhǎng)度；（4）裝填到炮眼中的水袋不能滲水或漏水。

5　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，公路隧道光面爆破采用水壓爆破技術(shù)，大幅度的提高了爆破能量的利用率，降低了炸藥用量，提高了單個(gè)循環(huán)進(jìn)尺，加快了工程進(jìn)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］吳宜翔.水壓光面爆破技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用［J］. 科技傳播，2011，22：127-128.

［2］李拉普.水壓光面爆破在隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用［J］. 鐵道建筑技術(shù)，2009，05：67-71.