小议隧道掘进水压爆破技术范文

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1水压爆破技术施工工艺流程

在水压爆破施工过程中，炮眼布眼、钻眼、网络连接和雷管梯段与常规爆破相同，仅在装炸药的过程中增加了水袋安装、炮泥堵塞这两个程序。

1．1水袋制作

水袋由KPS-60型塑袋灌装封口机生产而成，外型尺寸1000mm×600mm×400mm，每台机器每小时可以制作650个水袋，基本可供两3个循环使用，因此只要在爆破前1h进行水袋制作即可。塑料袋为聚乙烯塑料，由厂家专门加工制作而成，袋厚为0．8mm，袋长220mm，直径为35mm左右。水袋制作关键是封口要严密，装水时不宜过满，充满水袋90%即可。水袋可轻微变软，不影响装填和爆破效果。

1．2炮泥制作

炮泥由PNJ-AB160型炮泥加工机生产而成，炮泥机为普通设备，外型尺寸1710mm×595mm×290mm，两个人1h可制作200～400个，能够满足1个循环需要量。炮泥材料为普通黏土，配合比是黏土∶砂∶水=75∶10∶15，应具备一定的塑性和强度，做好的炮泥应按200～300mm的长度切割成段。

2应用实例分析一(不改变炮眼装药量)

2．1工程概况

太行山隧道位于山西省与河南省交界处，起于山西省长治市平顺县石城镇克昌村，止于河南省安阳市林县姚村镇坟头村。隧道采用双洞单线方案，左线隧道全长18125m，右线隧道全长18108．066m。隧道最大埋深915m，最小埋深12m。线路在DK590+335～DK590+740(DyK590+310～DyK590+705)下穿露水河浅埋地段。运用水压爆破技术施工的隧道进口3号斜井设计长度475m，与正洞相较于DK580+195，担负正洞施工任务左线3710m、右线3748m。此段地质岩层为强风化砂岩、页岩、弱风化砂岩与页岩、石英砂岩互层、弱风化砂岩、石英砂岩，隧道围岩岩石力学强度高，层间结合良好，围岩基本分级为Ⅲ级。

2．2钻爆设计

太行山隧道进口3号斜井断面面积为42．7m2，打眼深度2．69m。

2．3试验内容

在相同的炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、装药量、网络连接、雷管梯段下，在太行山隧道3号斜井按照图1进行了3个循环常规爆破，按照图2进行了9个循环水压爆破。在实验过程中采用了AKFC-92A型矿用粉尘采样器对爆破后距离作业面20m处粉尘浓度进行了监测。

2．4爆破效果分析

提高了炸药能量利用率，即相对节省了炸药。在同样炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序与间隙时间和地质条件下，每钻爆一个循环，常规爆破与水压爆破实际用药量均为121．87kg，实际单位用药量由常规爆破1．37kg/m3下降到1．19g/m3，降低了13%。提高了施工进度(施工效率)［3］。在同样条件下，每钻爆1循环，常规爆破实际进尺平均为2．09m，而水压爆破增加到2．41m，提高掘进深度0．32m，即常规爆破7个循环仅相当于水压爆破6个循环的进尺。提高了经济效益。由于水压爆破降尘效果明显，单个掌子面通风机通风时间缩短约20min，即节约电费110×2÷3×0．75=58．4(元);每延米节约炸药为7．75kg，单个掌子面节约炸药费用为243元。水压爆破与常规爆破相比，每循环节省费用301元。改善了施工环境，保护了洞内施工作业人员的身体健康。水压爆破与常规爆破相比，粉尘烟雾有明显的降低，经过粉尘监测仪器实测，粉尘浓度降低了40%。

3应用实例分析二(减少炮眼装药量)

3．1工程概况

东风隧道位于南盘江至昆明南区间，设计为单面上坡，隧道最大埋深约170m，进口里程DK638+769，出口里程DK650+065，中心里程DK644+417，全长11296m。为加快施工进度、解决施工及运营期间通风、排水及弃碴等问题，结合地形、地质条件，于DK641+000、DK643+500、DK646+000、DK648+700线路前进方向右侧分别设置无轨单车道运输横洞一座。进行试验的1号横洞承担主洞DK641+000～DK643+500施工任务，岩层为中厚层灰岩夹薄层灰岩或泥质条带，隧道围岩岩石力学强度高，层间结合良好，围岩基本分级为Ⅲ级。地质复杂，有溶洞、溶槽、突水、突泥及岩爆等。

3．2钻爆设计

东风隧道主洞上半断面面积为76m2，打眼深度均为3．8m。东风隧道主洞上半断面炮眼设计布置如图6所示。

3．3试验内容

在相同的炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、网络连接、雷管梯段下，适当减少装药量，在东风隧道主洞按照图1进行了3个循环常规爆破，按照图2进行了6个循环水压爆破。实验过程中采用了AKFC-92A型矿用粉尘采样器对爆破后距离作业面20m处粉尘浓度进行了监测。

3．4爆破效果分析

提高了炸药能量利用率，即节省了炸药。在同样炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序与间隙时间和地质条件下，每钻爆一个循环，常规爆破实际用药量为237．9kg，而水压爆破仅为229．3kg，不但提高了掘进深度，还节省了炸药8．6kg，实际单位用药量由常规爆破0．91kg/m3下降到0．81kg/m3，降低了10．9%。提高了施工进度(施工效率)。在同样条件下，每钻爆1循环，常规爆破实际进尺平均为3．44m，而水压爆破增加到3．72m，提高掘进深度0．28m，每循环爆破进尺有所提高;水压爆破与常规爆破相比，大块率降低了30%，提高了岩石破碎度，炮堆长度缩短了24%，方便清渣，大大缩短了出渣时间。提高了经济效益。由于水压爆破降尘效果明显，单个掌子面通风机通风时间缩短约20min，即节约电费110×2÷3×0．75=58．4(元);每排炮节约炸药为8．6kg，节约炸药费用为269元。水压爆破与常规爆破相比，每循环节省费用327．4元。保护了洞内施工作业人员的身体健康。东风隧道1号横洞洞内作业人员反映爆炸后的粉尘烟雾有所降低，经粉尘采样器检测浓度降低了23%。

4结束语

(1)通过从以上两个工地的应用，不难看出水压爆破比常规爆破具有“三提高一保护”［3］的效果，即提高了炸药能量利用率，提高了施工进度，提高了经济效益，降低了粉尘浓度，改善施工环境和保护了人员健康。(2)在东风隧道应用过程中，减少了炸药量增加了一定量的水袋，应用效果并没有因炸药的减少而影响进尺，反而进尺有所提高，水袋里的水在爆炸的瞬间产生了“水楔”效应［4］，起到了重要的劈裂作用。(3)最初工程现场施工人员对水压爆破的应用持有怀疑态度，但进行了2个循环以后，能够熟练掌握制作水袋、炮泥以及装水袋、堵炮泥等工序，且工程衔接更加紧密，提高了施工效率，使隧道掘进水压爆破达到最佳效果，得到一致认可。(4)水压爆破的环保效果极其显著，粉尘浓度明显下降，改善了隧道内爆破后的作业环境，减少了爆破粉尘对洞内作业人员身体健康危害，符合国家可持续发展的基本要求。

作者：李庆斌单位：中铁十八局集团有限公司