高 帥

（中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110136）

0 引言

聚能水壓爆破技術(shù)是目前具有良好發(fā)展前景的技術(shù)項(xiàng)目，是在結(jié)合已有隧道內(nèi)爆破施工技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)作的新型爆破技術(shù)。施工過(guò)程中可以在不破壞原來(lái)周邊結(jié)構(gòu)和環(huán)境的前提下，加快工程進(jìn)度，降低施工對(duì)地質(zhì)的損害，更加高效地處理隧道施工中的問(wèn)題，對(duì)隧道施工工程的整體技術(shù)的推進(jìn)起到重要作用。對(duì)提高隧道工程效益及成本控制都具有重要意義。

1 工程概況

石門(mén)口隧道位于甘肅省平?jīng)鲋撂焖稰T06 標(biāo)段，全長(zhǎng)357.2 m。兩邊是巖石山地侵蝕、黃土殘塬侵蝕，主要干線(xiàn)區(qū)域內(nèi)，河流沖刷主要在中間干線(xiàn)邊緣。根據(jù)情況選擇隧道鉆爆的施工技術(shù)，一個(gè)方向打通，實(shí)地考察隧道周?chē)牡孛箔h(huán)境決定使用中隔壁（CD）法、本臺(tái)階預(yù)留核心土法和上下臺(tái)階法。

2 聚能水壓爆破

節(jié)能環(huán)保水壓爆破經(jīng)過(guò)精細(xì)化創(chuàng)新產(chǎn)生聚能爆破利用水，可以結(jié)合水壓爆破和聚能爆破特點(diǎn)的創(chuàng)新技術(shù)。打好的炮眼中使用聚能管替換傳統(tǒng)的雷管炸藥引線(xiàn)，聚能管上下布置水帶插入炮眼，用炮泥封堵。以往的爆破利用爆炸產(chǎn)生的力在徑向和切向傳遞，周?chē)目张谘奂觿煞N力的效果，使巖石不能承受硬力產(chǎn)生裂縫，為第1 階段，第2 階段爆炸產(chǎn)生的氣體在裂縫中沖擊擴(kuò)散增加裂縫效果。而聚能管是在爆炸過(guò)程中加熱水和空氣形成氣刃，氣刃、水帶形成水集水楔、爆炸產(chǎn)生硬力作用，相互借力加劇巖石的碎裂程度，降低不必要的破壞，還有助于清理爆破廢石?？諝庵械膸諝鈺?huì)與爆炸產(chǎn)生的氣體、粉塵和有毒化合物混合，提高施工地點(diǎn)的空氣質(zhì)量，從而提高安全保障。

3 施工工藝

聚能水壓爆破施工工藝流程見(jiàn)圖1。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）爆破設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的鉆孔爆使用垂直類(lèi)似楔子形狀的槽，通常傳統(tǒng)的爆破需要打138 個(gè)炮眼，覆蓋的區(qū)域需要周邊眼45個(gè)、掏槽眼（輔助掏槽）46 個(gè)，輔助眼29 個(gè)，抬眼6 個(gè)，底板眼10個(gè)，按規(guī)定輔助眼需要4 m，槽眼需要5 m。使用新型爆破，周?chē)鷧^(qū)域減少面積，輔助炮眼也相應(yīng)減少將近1/2。

圖1 聚能水壓爆破工藝流程

（2）周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)。周?chē)o助眼的填裝方法不同于其他炮眼，根據(jù)炮眼長(zhǎng)度60%～80%聚能管，聚能管要與炮眼相匹配不能產(chǎn)生空隙，在聚能管底部與頂部放置節(jié)水袋，兩者緊密包裹聚能槽，要根據(jù)輪廓設(shè)計(jì)要求裝備，順序和范圍不能亂。最后使用炮泥封好剩余的炮眼，圖2 為炮眼裝藥結(jié)構(gòu)。

圖2 炮眼裝藥結(jié)構(gòu)

（3）炮泥制作。黏土、砂和水是炮泥的主要成分，要求使用過(guò)篩后處理過(guò)的黏土，含水量＜8%。砂最好用無(wú)雜質(zhì)的細(xì)河沙，大小以不卡炮泥機(jī)葉片為準(zhǔn)。炮泥使用PNJ-A1 炮泥機(jī)。炮泥需要提前制作，黏土、砂和水按0.78：0.11：0.16 的配比攪拌，隔絕空氣燜的目的是為增加其柔韌度。使用時(shí)，選取合適的炮泥料放入炮泥機(jī)，在液壓的推送下形成緊密的棒狀泥料，按照使用需求從出口進(jìn)行隔斷。炮泥的保存應(yīng)用塑料進(jìn)行包裹放在陰涼潮濕的地方，最好在使用前1～2 h 制作備用。

（4）水袋制作。水袋內(nèi)的水選用無(wú)明顯雜質(zhì)的普通水，塑料袋長(zhǎng)21 mm，寬36 mm，厚度0.9 mm。裝入適量的水后用KPS-601 封口機(jī)封口。封口機(jī)使用前進(jìn)行調(diào)整確保灌入所需要的水量，調(diào)節(jié)閥是蝶形螺母，開(kāi)機(jī)前進(jìn)行定量調(diào)節(jié)，跟據(jù)情況調(diào)節(jié)容量，使用泵連桿上的螺母調(diào)節(jié)裝水量，順增逆減，調(diào)整后卡死。裝水前試機(jī)，提前預(yù)熱機(jī)器達(dá)到封口溫度，試用2次，將機(jī)器內(nèi)的空氣排出，用手固定塑料袋到出水口啟動(dòng)機(jī)器，完成后封口。

（5）聚能管組裝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要使用2.46 m，使用2 個(gè)半壁管（PVC 管，壁厚2 mm），管壁上的凹槽就是起聚能作用的槽，乳化炸藥作為常規(guī)炸藥被經(jīng)常使用，起爆器是最常用的非電毫秒雷管起爆器。半壁管注藥是聚能管裝置組裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。裝炸藥桶、空壓機(jī)、澆注藥槍。裝炸藥桶高52 cm，直徑24 cm，不銹鋼材料制作；空壓機(jī)用不銹鋼材料，功率810 W，重24 kg；澆注藥槍長(zhǎng)48 cm，質(zhì)量0.9 kg。需要將乳化炸藥放入裝藥桶，用空氣壓縮機(jī)導(dǎo)入澆注藥槍里，排出空氣用壓縮機(jī)加壓，在保證安全的前提下注入半壁管內(nèi)，然后將2 個(gè)半壁管組裝完成包裹起爆雷管，最后使用工具卡住。

3.2 鉆孔及清孔

先定水平、斷面中線(xiàn)，規(guī)劃好輪廓線(xiàn)和炮眼的地點(diǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)，使用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔機(jī)配套設(shè)備包括風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等，設(shè)備按要求安裝，保證鉆孔內(nèi)清潔無(wú)雜物。

3.3 裝藥及爆破

（1）裝藥。聚能水壓爆破炮眼和輔助眼的填藥存在差別，結(jié)合實(shí)際情況可以將炮眼分為輔助眼、周邊眼、掏槽眼3 種。輔助眼先把水袋放在炮眼的底部，并且與接觸面緊密結(jié)合不能有空隙，然后在水袋上面接上藥卷，要讓藥卷與水袋緊密結(jié)合，炮眼的深度設(shè)計(jì)為50%藥卷50%水袋，以減少藥卷。掏槽眼的裝藥步驟與輔助眼相同，但藥卷用量是常規(guī)藥卷的一倍多。周邊眼底部放置水袋然后放入聚能管使其方向與輪廓線(xiàn)方向一致，使用炮泥將炮眼密封。

（2）爆破。由內(nèi)向外逐一擴(kuò)散的引爆方式，掏槽眼、輔助眼、周邊眼、底板眼依次傳遞。爆破采用并聯(lián)的方法以提高穩(wěn)定性和確定性，爆破網(wǎng)絡(luò)采取孔輕微延時(shí)、孔外簇聯(lián)起爆。應(yīng)該有安全員負(fù)責(zé)檢查爆破線(xiàn)連接方向和接點(diǎn)的可靠性，引爆雷管用黑膠布緊緊包扎在離一簇導(dǎo)爆管自由端10 cm 以上處。

3.4 出碴及初期支護(hù)

爆破后立即通風(fēng)進(jìn)行排煙降塵，聚能水壓爆破減少了粉塵量，縮短了通風(fēng)時(shí)間。確認(rèn)無(wú)粉塵后進(jìn)行危險(xiǎn)點(diǎn)排除，如危石、啞炮等危險(xiǎn)點(diǎn)。確認(rèn)安全后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清理施工，最后對(duì)施工點(diǎn)進(jìn)行支撐和混凝土澆筑等工程。

注意事項(xiàng)：①掏槽眼的角度：為確保爆破效果與爆破程度，必須使掏槽眼與撐子面存在一定的角度；②聚能管的安裝：聚能凹槽應(yīng)緊貼隧道管面，凹槽與該炮眼在垂直點(diǎn)相接觸，使聚能管產(chǎn)生最好效果；③選擇熟練操作人員進(jìn)行操作，操作地點(diǎn)最好選擇荒涼的地方并由一個(gè)人操作，選擇合適的防靜電辦法，包裝和裝藥的卷續(xù)集中整理回收；④聚能管與爆破雷管不能同時(shí)在一起存放，必須在爆破地點(diǎn)進(jìn)行組裝。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合實(shí)際案例得出聚能水壓爆破在隧道工程的良好效果，在實(shí)際工程中有很廣闊的發(fā)展空間，聚能水壓爆破是傳統(tǒng)爆破技術(shù)的升級(jí)與創(chuàng)新，還有很多環(huán)節(jié)需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐檢驗(yàn)，需要進(jìn)一步完善這項(xiàng)新技術(shù)，使其應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域，發(fā)揮更大的作用。