闕小生 靳如新 賈川

摘 要：介紹了二氧化碳co2氣體爆破技術(shù)在福建某500kV變電站場平開挖中的實踐應(yīng)用，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度看，面對工期緊、任務(wù)重的電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀，完全滿足場平開挖條件，從基建安全角度出發(fā)，由原來四級風(fēng)險作業(yè)的炸藥爆破降為三級以下風(fēng)險作業(yè)的氣體破巖，大大提高了現(xiàn)場作業(yè)的安全管控水平。

關(guān)鍵詞：氣體碳巖 實際應(yīng)用 500kV變電站

中圖分類號：X32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0035-02

福建某500kV變電站工程，處于沿海片巖集中區(qū)，站區(qū)所處位置片巖石基本上由中風(fēng)化花崗巖組成，開挖量達(dá)5萬方，施工難度極大。面對工期緊、任務(wù)重、安全壓力大、民用炸藥爆破前期手續(xù)辦理繁瑣等種種困難，特提出采用二氧化碳?xì)怏w（CO2）破巖方式對該變電站片巖石進(jìn)行破巖開挖。

1 二氧化碳?xì)怏w（CO2）破巖機(jī)理

二氧化碳?xì)怏w（CO2）破巖技術(shù)是一種理念先進(jìn)、方法安全、效果顯著的爆破技術(shù)，屬于物理爆破技術(shù)，具有爆破過程無火花外露、爆破威力大、無需驗炮、操作簡便、不屬于民爆產(chǎn)品，其運(yùn)輸、儲存和使用獲豁免審批等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各工程領(lǐng)域。因此，二氧化碳?xì)怏w（CO2）破巖技術(shù)有望取代炸藥預(yù)裂爆破、水力擴(kuò)孔、水力壓裂來強(qiáng)化提高煤層透氣性，快速消除突出危險性或沖擊地壓。

二氧化碳?xì)怏w（CO2）破巖屬于物理致裂過程，通過化學(xué)加熱液態(tài)二氧化碳，使其壓力劇增至20～60MPa，高壓液態(tài)二氧化碳沖破定壓剪切片迅速轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，體積膨脹600多倍，瞬間釋放的氣體膨脹能使鉆孔周邊煤體致裂；液態(tài)二氧化碳體積膨脹過程會吸收大量的熱量，能有效降低致裂范圍內(nèi)的煤體溫度，有利于抑制煤層自燃；液態(tài)二氧化碳?xì)怏w破巖采用低壓啟動（9V），比傳統(tǒng)爆破更安全，且不需要驗炮，爆破后即可進(jìn)人，實現(xiàn)連續(xù)工作，其工作示意圖如圖1所示。

2 工程實際應(yīng)用

2.1 應(yīng)用流程

二氧化碳（CO2）膨脹破巖施工總體上分為施工準(zhǔn)備、破巖施工、施工交驗3個階段，如圖1所示。

2.2 置管

置管作業(yè)即將灌注好的膨脹管按要求放置于鉆設(shè)的膨脹孔中。

（1）用專用歐姆表測量膨脹管兩端接線孔，導(dǎo)通為合格，測量接線孔和膨脹管壁，不導(dǎo)通為合格。

（2）將錐形底端旋裝在最底端膨脹管的噴射端上。

（3）用專用歐姆表測量接線孔與膨脹管壁，單根膨脹管電阻值約為2.0Ω，視為合格。

（4）將第二根膨脹管噴射端與第一根膨脹管灌注端旋裝連接，測量兩根膨脹管，電阻值疊加，視為合格。

（5）四人協(xié)同作業(yè)，用膨脹管卡具卡在第二根膨脹管噴射端出氣口，隨后沿著膨脹孔，置放入第一根膨脹管。

（6）四人協(xié)同作業(yè)，將第三根膨脹管噴射端與與第二根膨脹管灌注端旋裝連接，測量三根膨脹管，電阻值疊加，視為合格。

（7）隨后根據(jù)每個膨脹孔的需用，依次置放入第四、第五根膨脹管（每個膨脹孔通常置放5根膨脹管，一般不少于2根），每增加一根膨脹管需重新測量總電阻值，阻值疊加，視為合格。

（8）在最上端膨脹管的灌注端旋裝上連接管，隨后置放入全部膨脹管并使連接管中下部置放入膨脹孔中。

（9）按要求依次完成全部膨脹孔的置放作業(yè)。

2.3 填塞

利用顆粒狀沙土充填膨脹孔與膨脹管之間的間隙，充填過程中可使用輔助器材適當(dāng)旋裝連接管，以確保填塞嚴(yán)實。

2.4 聯(lián)網(wǎng)

利用專用導(dǎo)電線將全部連接管連接起來，形成串聯(lián)網(wǎng)路，敷設(shè)干線至激發(fā)點。

2.5 防護(hù)

為防止由于巖層特性改變造成個別膨脹管從膨脹孔向上飛竄的可能，用專用鋼絲繩索將全部連接桿串接起來，在線路端部用斜置管體錨固繩索并用沙袋壓置。

2.6 警戒

為確保安全，警戒人員清理作業(yè)面附近人員，發(fā)出準(zhǔn)備激發(fā)信號，向現(xiàn)場負(fù)責(zé)人報告。

2.7 激發(fā)

現(xiàn)場負(fù)責(zé)人擇機(jī)發(fā)出激發(fā)信號，指定激發(fā)人員連接干線，利用專用激發(fā)器激發(fā)，激發(fā)完畢迅速撤收。

2.8 檢驗

網(wǎng)路激發(fā)10～15min后，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人或指定1人至作業(yè)面檢查破巖效果，確認(rèn)全部膨脹孔都已激發(fā)，再組織機(jī)械、人員清理作業(yè)面。

3 結(jié)論

二氧化碳（CO2）氣體破巖利用的是物質(zhì)狀態(tài)改變，屬于純物理過程，其技術(shù)相比傳統(tǒng)爆破具有以下優(yōu)勢：（1）具有本質(zhì)的安全特性。從儲存、運(yùn)輸、攜帶、使用、回收等方面均十分安全。主機(jī)與爆破器材分離，從灌裝至爆破結(jié)束時間較短。液態(tài)二氧化碳灌注僅需1～3min，起爆至結(jié)束僅需4ms。實施過程無啞炮，無需驗炮，安全警戒距離短，無安全隱患，爆破筒回收方便，可連續(xù)使用。（2）既可定向爆破又可延時控制，特別是在特殊環(huán)境下，二氧化碳破巖的爆速大大低于炸藥雷管爆破，沖擊力一般600MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于炸藥爆破的1000～5000MPa。一般離開二氧化碳爆破點20～30m后，就基本沒有破壞作用了。（3）爆破孤石、片巖石，大塊率高，爆破效率高，且無化學(xué)危害，從而實現(xiàn)了環(huán)保、綠色、經(jīng)濟(jì)施工。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉征，李昆，費日東.二氧化碳炮爆破技術(shù)在山體石方開挖工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2017（5）：103.