淺析水壓光面爆破技術(shù)在公路隧道開挖中的應(yīng)用

陳太成

（甘肅長(zhǎng)達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

淺析水壓光面爆破技術(shù)在公路隧道開挖中的應(yīng)用

陳太成

（甘肅長(zhǎng)達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

以高樓山特長(zhǎng)隧道工程為實(shí)例，介紹了一種公路隧道節(jié)能環(huán)保爆破技術(shù)——水壓光面爆破技術(shù)。從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等方面分析了該爆破技術(shù)的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

隧道施工；水壓光面爆破；節(jié)能環(huán)保

0 引言

目前我國隧道鉆爆法施工的現(xiàn)狀是，炮眼采取無回填堵塞，或僅用炸藥箱紙殼卷成卷塞入光爆眼口，使孔口方向的沖擊波過強(qiáng)，能量部分溢散，削弱對(duì)炮眼圍巖的破碎作用，造成炸藥用量大、對(duì)圍巖擾動(dòng)大、超挖嚴(yán)重、爆炸時(shí)產(chǎn)生的有害氣體污染環(huán)境，影響施工人員身體健康等問題。通過試驗(yàn)總結(jié)，采用“隧道節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破施工技術(shù)”是解決傳統(tǒng)爆破存在的問題的最好方法。

1 工程概況

武九項(xiàng)目地質(zhì)地形十分復(fù)雜，實(shí)施難度大，為及時(shí)研究總結(jié)隴南山區(qū)復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的高速公路特長(zhǎng)隧道施工質(zhì)量安全控制經(jīng)驗(yàn)，將高樓山特長(zhǎng)隧道作為控制性工程試驗(yàn)段先行實(shí)施。高樓山隧道為山嶺區(qū)雙洞單向交通分離式隧道，屬特長(zhǎng)公路隧道,是目前國內(nèi)埋深最大的公路隧道。高樓山隧道試驗(yàn)段隧道長(zhǎng)24 496 m（按雙洞計(jì)），斜井兩座，其中1號(hào)斜井1 910 m，2號(hào)斜井2 408 m。武九項(xiàng)目試驗(yàn)段高樓山特長(zhǎng)隧道施工中采用“公路隧道節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破施工技術(shù)”，有效地解決了鉆爆法施工所造成的問題，減小了對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保證了施工質(zhì)量和安全，且縮短了施工工期，降低了工程成本，保護(hù)了施工人員的身體健康。這種新型的施工工法可以有效提高炸藥能量利用率，提高炮眼利用率，提高掘進(jìn)速度，節(jié)省炸藥，提高經(jīng)濟(jì)效益，減輕空氣沖擊波和振動(dòng)強(qiáng)度，控制隧道超欠挖，降低爆破粉塵，改善施工環(huán)境，保護(hù)施工人員的身體健康。

2 水壓光面爆破技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高樓山隧道自推行公路隧道節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破施工技術(shù)以來，通過不斷地優(yōu)化和改進(jìn)鉆爆設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)技術(shù)，不僅取得了良好的節(jié)能環(huán)保效果，而且在控制隧道超欠挖方面也有了明顯的提高，噴射混凝土超量得到了有效控制，施工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效果顯著。

2.1 經(jīng)濟(jì)效益

高樓山隧道圍巖級(jí)別分為Ⅲ、IV、V三級(jí)，其中V級(jí)圍巖占隧道總長(zhǎng)度的17%左右，IV級(jí)圍巖占隧道總長(zhǎng)度的75%左右，Ⅲ級(jí)圍巖占隧道總長(zhǎng)度的8%左右。洞身穿越地層主要以板巖、灰?guī)r、片巖為主，巖性較堅(jiān)硬，但層厚變化大，巖層軟硬不均，褶皺發(fā)育，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石整體較破碎，因此建議推行公路隧道節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破技術(shù)。自推行該技術(shù)以來，通過不斷地優(yōu)化和改進(jìn)鉆爆設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)技術(shù)，不僅取得了良好的節(jié)能環(huán)保效果，而且在控制隧道超欠挖方面也有了明顯的提高，噴射混凝土超量得到了有效控制，施工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效果顯著。

（1）水壓光面爆破技術(shù)炮眼采用炮泥加水袋堵塞，避免了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分作用在爆破巖石上，使得爆破效率提高，減少了炸藥的消耗。

（2）爆破過程中在炮眼中裝入一定比例的水袋替代一部分炸藥，由于炮眼中有水，在水中傳播的沖擊波對(duì)水不可壓縮，爆炸能量經(jīng)過水傳遞到炮眼圍巖中幾乎無損失，十分有利于巖石破碎。炸藥爆炸后產(chǎn)生的高壓氣團(tuán)形成的水楔要比氣楔作用要大得多，有利于巖體的進(jìn)一步破碎，也有利于提高炸藥的能量利用率及隧道掘進(jìn)速度。

（3）與常規(guī)爆破對(duì)比分析：V級(jí)圍巖段節(jié)約炸藥16.4%，炮眼利用率提高8%，通風(fēng)時(shí)間每循環(huán)節(jié)約15 min，平均每延米節(jié)約成本66.12元；IV圍巖段節(jié)約炸藥17.4%，炮眼利用率提高7%，通風(fēng)時(shí)間每循環(huán)節(jié)約15 min，平均每延米節(jié)約成本99.124元。

2.2 社會(huì)效益

水壓爆破技術(shù)首先在打好的炮眼中填裝1節(jié)水袋，使炸藥設(shè)計(jì)數(shù)量要比常規(guī)爆破減少1～2節(jié)，再次填裝一定數(shù)量的水袋，最后將剩余炮孔用炮泥回填塞滿。炮眼中的水代替了空氣作為傳爆介質(zhì)，其裝藥結(jié)構(gòu)發(fā)生了相應(yīng)的變化，堵塞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，減少了爆后的通風(fēng)降塵時(shí)間，有利于加快施工進(jìn)度，有效改善了隧道洞內(nèi)的施工環(huán)境，有利于保護(hù)作業(yè)工人的職業(yè)健康。與常規(guī)爆破相比，隧道水壓爆破技術(shù)能節(jié)約炸藥15%以上，炮眼利用率提高10%左右，爆破后的通風(fēng)時(shí)間能縮短15～20 min，有效節(jié)約了施工成本，并加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了工期。

2.3 爆破效果評(píng)價(jià)

采用水壓爆破的方法明顯改善了爆破后的工作環(huán)境，降低了爆破粉塵的產(chǎn)生，減小了噪聲，降低了對(duì)周邊居民的影響，保護(hù)了隧道施工環(huán)境及作業(yè)人員的身體健康，具有顯著的節(jié)能環(huán)保效果。

3 結(jié)語

武九項(xiàng)目試驗(yàn)段高樓山特長(zhǎng)隧道采用“公路隧道節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破施工技術(shù)”，有效地解決了鉆爆法施工所造成的問題，減小了對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保證了施工質(zhì)量和安全，且縮短了施工工期，降低了工程成本，保護(hù)了施工人員的身體健康。這種新型的施工工法將工程爆破技術(shù)推向了節(jié)能環(huán)保的新時(shí)代，必將在同行業(yè)得到廣泛推廣和應(yīng)用。

U455.4

B

1009-7716（2017）08-0293-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.092

2017-04-08

陳太成（1979-），男，陜西山陽人，工程師，從事公路工程建設(shè)管理工作。