| 标题 | 隧道掘进水压爆破在铁路隧道的应用 |
| 范文 | 李增艺 摘要：水压爆破技术由于施工速度快和价格低的特点，在铁路隧道建设方面大范围应用，但是并不是在所有的隧道爆破中都实用，比如说在土质较差的环境中，需要减少对周边环境的影响，使用安全高效的控制爆破振动装置来减少对外部环境影响。目前来说，城市地下工程设施较多，所以对爆破要求越来越高，过去的常规爆破已经无法满足地下施工要求，所以水压爆破技术因其“三提高一保护”的优势得到广泛应用与推广。本文针对水压爆破技术现状、优势以及使用进行介绍，便于掌握水压爆破技术，建设优秀铁路建设。 Abstract： The water pressure blasting technology because of the characteristic of the construction speed and low price， wide range of application in railway tunnel construction， but not in all of the tunnel blasting are practical， such as poor in soil environment， the need to reduce the impact on the surrounding environment， the use of safe and efficient control blasting vibration device to reduce the external environmental impact.At present， urban underground engineering facilities is more， the blasting demand is higher and higher， so the past conventional blasting has been unable to meet the requirements of underground construction， so the water pressure blasting technology because of its "SanDiGao a protection" advantage is widely used and promoted. This paper introduces the current situation， advantages and use of water pressure blasting technology， so as to master hydraulic blasting technology and build excellent railway construction. 關键词：隧道建设；水压爆破；爆破应用 Key words： tunnel construction；hydraulic blasting；blasting application 中图分类号：U455.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0220-03 0 引言 水压爆破顾名思义，就是在爆破的装置上添加水袋，用专用设备制作的炮泥回填堵塞，利用水带中的水作为爆炸传导介质，体现三提高一保护的优越性。三提高一保护指节省炸药、加快施工进度、节约成本和保护环境。水压爆破技术实际上广泛应用与地下工程施工，为满足对施工高标准严要求，水压爆破技术成为工程爆破的一项技术指标。同水压爆破和常规爆破相比较来说，水压爆破在技术和环保方面更有优势。 1 水压爆破现状 1.1 应用及发展 水压爆破技术在一开始使用在城市拆除爆破工程。在40年代末期时，挪威和瑞典等走在技术前端的高新城市就使用过水压爆破拆除装置的实验，并且取得首次成功。在50年代时，水压爆破技术得到推广；后来到了70年代末，日本发明了ABS法，其实际应用结果表明：水压爆破技术能够降低对环境的污染，是一种无公害爆破技术。 我国应用水压爆破技术从50年代开始投入应用，大范围使用在70年代末到80年代初的一段时间，在八十年代初时，山东莱芜铁矿在爆破时使用水压爆破技术应用于大块的二次破碎作业，解决由于是在露天铁矿而距离高建筑物的距离比较近，安全距离较短，影响施工安全。 1.2 国内实际应用 1984年，中国科技大学使用水压爆破技术将一栋三层大板楼成功炸倒；铁道部工程指挥处使用水压爆破技术拆除85和131工事；1995年，西安矿业学院使用水压爆破工程西拆除了一座容量达到3000t的水塔，在2014年，我国的成贵铁路项目中，在全长41.37公里的铁路当中，包括了隧道11座。为了使铁路隧道快速、环保的进行掘进，该项目的部门经理决定使用水压爆破技术。隧道掘进水压爆破技术经过我国实验专家的多次实验，经过了十几年的推广以及使用，通过实践证明，水压爆破技术改善了利用炸药能量和爆破导致的污染环境，凸现“三提高一保护”的优越性。这些工程的实际应用为我国的水压爆破后期应用发展奠定了良好基础。 1.3 工程概况 衢宁铁路松阳隧道位于浙江省丽水市松阳县境内，起始里程DK97+211～DK110+377.5，全长13.1665公里，为单线单洞隧道，采取两个斜井和一个明洞共三个工区进行施工，全部由中铁十二局集团第四公司有限公司承建。大路下斜井长1155米，位于线路前进方向右侧，与正洞交点里程为DK102+500，向大里程方向施工3045m，向小里程方向施工2110m，单口通风最长距离将达4200米；孔槽源斜井长984米，位于线路前进方向右侧，与正洞交点里程为DK108+520，向大里程方向施工1858m，向小里程方向施工2975m，单口通风最长距离将达4200米。隧道开挖采用普通的爆破开挖会延迟开挖进度，同时，通风距离远、通风效果差、洞内作业环境恶劣，影响工作人员健康等施工环境原因导致施工进度下降。在此情景下使用水压爆破技术，降低工程资金成本，加快施工的进度，对施工工程进展具有重要意义。 1.4 水压爆破工艺以及流程 水压爆破技术在隧道掘进工作中，可以有效控制爆破时的飞石，由于爆破导致的空气冲击波，爆破时由于炸药发挥导致的振动以及挥发的有毒气体。水是整个爆破过程中的传播介质，具有密度大、不可压缩性、传播速度快等积极特性，在爆炸瞬间利用爆炸的冲击力同时形成大量水分吸收尘土和有毒气体。 水压爆破工艺流程与普通的爆破在本质上是相同的，只不过再事先准备好爆破所需要的炮泥和水袋，按照准确的爆破程序分别装入水袋和炸药，紧接着用炮泥堵塞。 用衢宁铁路浙江段先期工程松阳隧道为例，全程采用绿色环保技术。以“湿法”钻孔、非电起爆手段进行现场爆破施工。在衢宁铁路浙江段先期工程松阳隧道当中，隧道掘进水压爆破技术的成功应用，提高了炸药能量利用，提升工人的施工效率，减少施工时间，经济和社会效益显著增加。 2 水压爆破技术特点 2.1 水压爆破技术原理 水压爆破使用具有不可压缩性液体作为爆破介质，炸药产生的高温高压气团通过介质传递到被炸的围岩上，为了充分利用炸药能量，将水和炮泥复合堵塞到炸破地点，有利于岩石炸破时的破碎，原理就是水雾化后与炮泥堵塞，降低空气中的冲击波力度和爆破时振动强度，同时改善了由于爆破产生的烟尘，降低烟尘在空气中的含量。 2.2 水压爆破技术与常规钻爆法技术对比分析 隧道掘进式水压爆破技术与普通爆破技术在掏槽形式、炮眼位置布置、炮眼布置数量、炮眼布置深度、爆破顺序和爆破时间间隔等一系列参数都是相同的，只不过增加的是炮泥、水袋还有炸药等长度的设计不同。而围岩的破碎是因为炸药的爆炸产生的爆炸气体膨胀作用导致的结果。 3 水压爆破技术的推广 为了在我国范围内广泛的推广水压爆破技术，指挥部成立“水压爆破技术领导小组”组织，计划制定多方面的推广模式，在推广过程中需要选定水压爆破试点，首先选用松阳隧道孔漕源斜井为试点。经过一段时间的水压爆破使用，首先显现的就是“三提高一保护”的作用。经过施工工人的采访中了解到的直观感受就是降尘方面发挥的很明显，降尘速度快，水压爆破大大改善了洞内作业的环境，工人的施工思想转变，由一开始的抵触工作经过改善后改变到目前的要求使用水压爆破装置的局面，这一形成局面直接影响整个施工状态。目前来说，我国国内隧道建设超过一千米的隧道已经完全使用水压爆破技术进行爆破，将后期需要使用的水袋、炮泥以各个工区为不同单位进行集中化管理，统一领用。 4 实施水压爆破效果分析 ①自从使用了水压爆破，在隧道口中一共施工循环施工了40次，总共挖掘长度为136米，为了比较普通爆破和水压爆破的爆破效果，常规的爆破时间间隔也循环40次，总共挖掘长度为120米，其中挖掘过程中围岩的地质级别相同，均为Ⅱ级凝灰岩，设计的挖掘进尺均为3.1米。常规的爆破在循环爆破中每次爆破平均进度为3米；水压爆破中爆破评论进度为3.4米。应用水压爆破装置后的进度增加幅度为每循环提高0.4米。 常规的爆破使用的炮眼在爆破时使用利用率为83%，水压爆破的炮眼在爆破时使用利用率为95%，单位消耗炸药量降低。在通风指数中的时间由原先的40分钟缩短为10分钟。 由以上指数可以得出水压爆破在一定程度上节省炸药使用量、加快施工进度、缩短施工环境通风时间、改善施工作业环境。 ②根据以上常规爆破和水压爆破的指数分析对比，在相同的开挖面积中，使用的炮眼以及开挖程度都相同的情况下，使用水压爆破装置进行爆破比普通的爆破装置进行的爆破每个循环中提升0.4米的开挖进度；每个循环中使用的炸药，水压爆破都会比普通爆破节省。水压爆破比普通爆破节省炸药约23.1kg，每爆破一立方将会节省使用炸药0.21kg；爆破后的通风过程时间减少半个小时。结合以上数据进行分析得出，采用水压爆破装置，将会节省火工用品约267元人民币，人工雇佣费约223元人民币，电费节省30元人民币左右，制作水压爆破装置支出大约60元人民币。通过计算分析，将会节省大约460元人民币左右。 经过以上数据分析，在松阳隧道爆破工作中，可以节省大量的费用和时间，利用数据推出：如果按照水压爆破向前炸通170米，按照计算可以钻爆六个循环，可以缩短工期40-60d。 5 水压爆破使用应用总结 水压爆破装置经过改装、试用、推广等手段，实力证明了水压爆破装置相比较普通装置的优越性，与以往的爆破装置相比更加体现了水压爆破装置的“三提高一保护”的重要性。水压爆破装置可以说是真正意义上的“环保绿色爆破”，完全符合了我国根据国情所提出的可持续发展战略。水压爆破技术的发展前景广阔，在众多爆破技术领域里都可以投入使用。因此，从应用试点实验和推广效果来说，水压爆破技术经得住实际检验，在爆破事故中有着显著的效果，值得推广发展的一项环保技术。 在使用水压爆破装置时会存在一些问题： 5.1 炮泥加工制作问题以及处理方法 炮泥在使用过程中容易断裂开，影响炮泥的正常使用，原因是炮泥当中所含的砂浆比较高，为了使炮泥不容易断裂可以重新对炮泥原料进行调配，在炮泥制作中增加粘土的含量可以有效解决炮泥断裂问题。建议调配比例为黏土：砂土：水的比例为0.78：0.06：0.16。 形成器中炮泥堵塞，是由于成型器中的拌料在存放时间过久后内部水分流失导致的拌料干结，堵塞了形成器，再解决这项问题时只需要将形成器的端头写下来以后清理形成器内部的遗留拌料，用清水洗净后重新安装形成器零件，也可以采用保湿机器的方式防治形成器内部拌料缺失水分。其中料斗不下拌料也可以使用同样的方法解决问题。 5.2 水袋加工制作问题以及处理方法 水袋的供水情况不佳时可以检查装置螺母的松紧情况，或者是单向阀门内留有异物导致的流失水分或是堵塞水袋供水，检查进水管的密封情况等解决供水状况。 在封口处如果有漏水和渗水的情况可能是温控调节系统有问题，或是封头处的耐高温胶布损坏等。水袋如果一直运作，可能是开关出有损坏需要更换。 通过水压爆破技术装置的使用，凸显了其“三提高一保护”性能，在推广水压爆破工艺时不仅仅解决的有技术上的问题，还需要解决的有工人思想认知问题，一系列系统工程的完善有利于水压爆破技术的长期使用。 参考文献： [1]牛昊，张春生.水压爆破技术在七峰山隧道开挖中的应用[J].水利与建筑工程学报，2017（06）：112-115，167. [2]纪真.节能环保水压爆破技术在铁路隧道施工中的应用[J].施工技术，2015（S1）：203-205. [3]李兵，刘祖彬.隧道掘进节能环保水压爆破施工技术[J].铁道标准设计，2015，（10）：95-96. [4]鄧仁清.水压爆破在歌乐山隧道施工中的应用[J].铁道标准设计，2013（S1）：73-74. |
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