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        淺析水壓光面爆破技術(shù)在公路隧道開挖中的應(yīng)用

        2017-03-27 00:20:08陳太成
        城市道橋與防洪 2017年8期
        關(guān)鍵詞:光面炮眼高樓

        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。

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