二氧化碳爆破技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用

陳三虎

摘要：二氧化碳爆破技術(shù)是全新發(fā)展的技術(shù)，最初應(yīng)用在煤礦爆破工作中，并逐步推廣應(yīng)用在高速公路建筑行業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)有較高的安全性，并不會(huì)產(chǎn)生較大的噪音與振動(dòng)，對(duì)附近環(huán)境影響相對(duì)較輕，獲得最佳的應(yīng)用效果。本文針對(duì)二氧化碳爆破技術(shù)，簡(jiǎn)單分析了這項(xiàng)技術(shù)的操作原理，并提出實(shí)際操作方法，從而科學(xué)探討了實(shí)際應(yīng)用情況。希望可以為其應(yīng)用在高速公路施工中提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：二氧化碳爆破技術(shù)；高速公路施工；應(yīng)用

在高速公路路基石方操作過程中，為了有效降低影響附近環(huán)境的程度，尤其是干擾附近房屋的狀況，迫切需要采取效率較高，并且具有一定經(jīng)濟(jì)可行性的方法破碎石方，比如二氧化碳爆破。這項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)全新的方法，研發(fā)初期是圍繞瓦斯氣體、沼氣周圍的相關(guān)項(xiàng)目開展。

一、操作原理

（一）準(zhǔn)備工作

首先，提前準(zhǔn)備一個(gè)不銹鋼材質(zhì)的密閉專用存儲(chǔ)氣體的容器，保證3方左右的體積容量，在周圍氣站灌入氣體，在工地陰涼位置安放，避免直射。其次，利用挖掘設(shè)備清除工地散落的巖石，對(duì)附近土方或軟石及時(shí)挖除，提供最理想的臨空面，建立鉆孔操作品臺(tái)，這也是提升操作效率的基礎(chǔ)；清理臨空面以后，在巖石上方利用潛孔鉆機(jī)開展操作，結(jié)合巖石硬度特點(diǎn)，實(shí)際體積，操作直徑和深度進(jìn)行操作，盡可能保持垂直進(jìn)行鉆入，嚴(yán)控孔徑，避免超過120mm[1]。

（二）施工操作

在規(guī)定高壓下可以將氣體轉(zhuǎn)化為液體，利用高壓泵向容器內(nèi)部壓縮液體，安裝安全膜、破裂片以及密封圈等，緊固合金帽，順利做好開啟操作。向操作現(xiàn)場(chǎng)放置有關(guān)設(shè)備，向鉆孔內(nèi)部插入爆破筒并及時(shí)固定，與起爆設(shè)備電源科學(xué)連接。當(dāng)導(dǎo)熱棒順利通過微電流時(shí)，形成的高溫對(duì)安全膜有效擊穿，立刻發(fā)生氣化反應(yīng)，快速形成的膨脹帶來(lái)高壓沖擊波自行開啟了泄壓閥，由于幾何級(jí)當(dāng)量沖擊波嚴(yán)重影響物品從而對(duì)外快速推進(jìn)，這個(gè)發(fā)展流程僅需0.4毫秒，同時(shí)在低溫狀態(tài)下運(yùn)作，不能有效融合附近環(huán)境存在的氣體和液體，產(chǎn)生的氣體也沒有毒害，無(wú)任何電弧與電火花，亦不會(huì)被高溫、高熱等因素的制約。

二、實(shí)際方法

（一）組裝

第一，在陳列架上安裝致裂器儲(chǔ)液管，并向主管插入鐵絲，從刻字一端伸出帶鉤一端。之后利用鐵絲與加熱設(shè)備導(dǎo)線連接，并由儲(chǔ)液管另一端伸出導(dǎo)線。

第二，把定壓剪切與密封墊進(jìn)行安裝，并科學(xué)連接加熱設(shè)備。之后將其拉出，在儲(chǔ)液管內(nèi)部完全浸入定壓剪切片。

第三，緊固處置釋放管和充裝閥，直到手工無(wú)法擰動(dòng)。

第四，在拆裝機(jī)鉗口上安放致裂設(shè)備，并向拆裝頭插入充裝閥。之后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)急停按鈕，按下啟動(dòng)按鈕。

第五，提升夾緊按鈕壓力之后松開。之后按住緊固按鈕提升壓力達(dá)到10MPa時(shí)，松開按鈕。

第六，掉頭處置致裂設(shè)備[2]。

（二）充氣

第一，在充裝臺(tái)上把致裂設(shè)備對(duì)準(zhǔn)充裝孔，緊固夾緊桿并采取扳手開啟充裝閥。之后啟動(dòng)與這一設(shè)備對(duì)應(yīng)的球閥，關(guān)閉缺少致裂設(shè)備的球閥。

第二，按下清零鍵，把稱重設(shè)備清零。

第三，放氣：第一次操作之前，應(yīng)按照要求放氣，排空全部管道。開啟充裝臺(tái)上的進(jìn)出口球閥。按下放氣裝備，直至持續(xù)白色氣體出現(xiàn)在出口球閥，及時(shí)關(guān)閉。

第四，洗管：按下放氣設(shè)備，關(guān)閉進(jìn)口球閥開啟出口球閥，排放相關(guān)的氣體，之后關(guān)閉處漏球閥。

第五，充裝：出口球閥關(guān)閉以后，實(shí)施增壓操作，充滿致裂設(shè)備以后自行終止。開啟出口球閥排放多余氣體。

（三）鉆孔

利用潛孔露天鉆開展操作，保持1-3m的操作深度，通常一字形式設(shè)計(jì)鉆孔。

（四）運(yùn)輸

第一，使用優(yōu)質(zhì)材料加工制作儲(chǔ)液管，使其滿足結(jié)實(shí)需求，可以不斷反復(fù)使用，與電路接通以后實(shí)現(xiàn)操作，此外撞擊和高溫等都會(huì)破壞設(shè)備。

第二，將液態(tài)氣體裝入儲(chǔ)液管以后，安排專業(yè)人員運(yùn)輸。

（五）爆破

第一，科學(xué)連接一、二根致裂設(shè)備，并且剪短第一根插頭，彼此纏繞，采取絕緣布處置。

第二，將兩根致裂設(shè)備插入孔科學(xué)連接，向釋放管內(nèi)部插入第二根致裂設(shè)備，采取提拉桿對(duì)設(shè)備有效支撐。

第三，采取細(xì)沙封堵細(xì)木根孔眼，避免發(fā)生飛管現(xiàn)象。

第四，采取鋼絲繩栓起所有致裂管的頂部。

第五，結(jié)合安全發(fā)爆設(shè)備運(yùn)行功率連接全部致裂設(shè)備。

（六）回收

第一，將致裂設(shè)備運(yùn)輸至工作區(qū)域，并在拆裝頭內(nèi)部統(tǒng)一安裝充裝閥。之后順時(shí)針對(duì)按鈕迅速旋轉(zhuǎn)，開啟拆裝設(shè)備。

第二，按下拆卸按鈕，旋轉(zhuǎn)一到兩圈以后，拆除這一設(shè)備。

三、實(shí)際應(yīng)用

高速公路路基處在丘陵區(qū)，連綿起伏的山體，形成殘坡積粉質(zhì)粘土，增加了風(fēng)化層厚度。與村莊最小直線距離尚未到200m，大部分是古宅。在施工前期普通操作中，嚴(yán)重震動(dòng)了房屋，大多數(shù)房屋也出現(xiàn)相應(yīng)的開裂現(xiàn)象。經(jīng)過協(xié)調(diào)處置，替換操作工藝。

采取破碎錘和人工方式，都無(wú)法得到最佳的效果，最后決定使用合理的技術(shù)，破碎錘與解小綜合方式安排開挖石方工作。

人工解石：這一操作具體是人工進(jìn)行打眼，成孔以后向孔口楔入鋼楔子，采取大錘對(duì)其尾部有效錘敲，從而分解石塊。具體操作中不會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)，降低了噪音污染，但效率很低，增加操作成本。

破碎錘解石：廣泛應(yīng)用在公路開挖石方中，不會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)。但是由于孤石形成了十分光滑的表面，增加了強(qiáng)度，錘尖接觸孤石時(shí)容易產(chǎn)生滑脫，通過實(shí)際計(jì)算，這一操作功效很低，投入較大。

二氧化碳爆破與破碎錘解小密切配合：這一方法采取潛孔鉆預(yù)先實(shí)施鉆孔，通過這項(xiàng)技術(shù)，向爆破管內(nèi)部注入液態(tài)物質(zhì)，憑借液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)形成的巨大推力成功分裂石頭，利用破碎錘認(rèn)真開展解小處置。操作效率較高，投入不多。

一般性的炸藥操作：主要采取前鉆孔預(yù)先進(jìn)行鉆孔，將乳化炸藥放入孔內(nèi)部，憑借操作形成的推力解小處理石方，無(wú)法順利裝車的，采取小劑量炸藥進(jìn)行二次解小。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜合分析，在實(shí)際操作中應(yīng)用二氧化碳爆破技術(shù)，不僅提高了控制水平，還達(dá)到安全且穩(wěn)定的目標(biāo)，不會(huì)形成較大的振動(dòng)，噪音污染相對(duì)較輕，亦不會(huì)影響附近環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫建中.基于不同爆破致裂方式的液態(tài)二氧化碳相變?cè)鐾笐?yīng)用研究[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2016：16.

[2]霍中剛.二氧化碳致裂器深孔預(yù)裂爆破煤層增透新技術(shù)[D].煤炭科學(xué)技術(shù)，2017（6）：80-83，

（作者單位：新疆北新路橋集團(tuán)股份有限公司）