工程爆破節能環保技術的應用探討

溫建平 謝守冬 師東亮

這種工程爆破節能環保技術中所謂的“向某一特定位置注入一定量的水”并用“專門的設備制造而成的炮泥”對其做回填以及堵塞作業。這種裝藥結構也被叫做水壓爆破。我們平時所說的常規爆破是指不回填堵塞炮孔或者用巖屑進行堵塞,與這種常規的爆破技術相比,這種水壓爆破法擁用明顯的節能環保優勢。這種優勢具體表現在對炸藥的節約之上,這種對炸藥的節約也正是我們在工程爆破環節作出節能改造的關鍵途徑。

1關于隧道掘進水壓爆破技術的實際應用

1.1 工程情況基本簡介

本文所選取的隧道為鐵路單線隧道——洛湛線YH2標袍子嶺隧道。該隧道圍巖基本由堅石與次堅石構成。另外,這一隧道內部濕度偏低,隧道空氣環境比較干燥。假如我們采用傳統意義上的工程爆破方式對其實施爆破,在爆破以后會有大量的揚塵,炮煙會很濃,其中還會有大量的有毒氣體。在工作人員進入下道工序施工之前需要經過很長一段時間的排煙除塵。這樣就會增加施工人員的工作難度。不僅如此,拋廠與工程爆破所在地的距離比較遠、爆破粒經太大也會使得機械的有效使用率比較低。

1.2 對施工方案進行比較和選擇

相關工作人員通過對工程爆破相關資料的研究發現:一種特殊的爆破方式—— 水壓爆破不僅克服了傳統意義上工程爆破方式的多種缺陷,同時還能夠有效提升炸藥能量的利用率,從而合理控制整個工程爆破所需炸藥量,進而也具備了節育施工總成本,提升施工質量的優勢。與此同時,水壓爆破對工程爆破施工環境也有所改善。

袍子嶺隧道在隧道進口位置選用Ⅲ級圍巖全斷面爆破開挖。整個工程爆破項目共提供有五種裝藥結構。我們在對施工方案進行比較與選取的過程中應當確保炮孔位置的選取、數量均保持一致,每種爆破方式采用3個循環,最后取平均值來進行方案比較選取。

(1)第一種是對炮眼無回堵塞裝藥結構的工程爆破項目加以跟蹤,整個跟蹤過程共含3個循環。我們通過跟蹤記錄表能夠得到如下信息:該種爆破方式平均每個循環的裝藥量約為205kg。每立方米的單位用藥量約為0.98kg,實際平均爆破進尺參數約為3.1m。

(2)第二種裝藥結構采用炮眼用炮泥回填堵塞的方式進行。在這一過程中,裝藥結構與上一種裝藥方式基本一致。我們根據跟蹤統計資料將其與第一種裝藥結構進行對比發現:第二種裝藥方式所需要的炸藥總量較第一種有明顯提升。平均每立方節約了0.06kg炸藥,每次循環的時心參數也提升了4%,爆破總體炮堆距離較第一種裝藥結構炮堆距離也縮短了3%左右。

(3)第三種裝藥結構是炮眼底水袋以及水袋和炮泥回填堵塞。該種裝藥結構同樣需要對其3個循環加以跟蹤與記錄。所得數據在于第二種裝藥結構進行比對中我們發現:這種方法又比炮眼無回填堵塞的炸藥節約量為每立方0.1kg,每次循環的進尺參數提升了4.5個百分點。

(4)第四種裝藥結構為炮眼水袋與炮泥及性能復合堵塞。將跟蹤記錄結果與第三種裝藥結構進行對比,我們能夠總結:這種方法比第三種裝藥方式在工程爆破總體炸藥需求上有所節約。進尺每個循環提升了7%左右。與此同時,整個工程爆破爆堆的距離明顯縮短。

(5)第五種裝藥結構采取的是炮眼底水袋及炮泥復合回填堵塞方式。跟蹤記錄3個循環,與炮眼無回填堵塞對比記錄結果,平均每立方節約炸藥為0.16kg,進心提高9.4%,50cm以上的大石塊降低65%,煤堆的距離縮短32%。

如以上分析,我們總結出第五種裝藥結構是最優的裝藥結構。它不僅在炸藥需求總量、爆破后大石塊遺留度、整體煤堆距離等方面有明顯提升,其實際工程爆破效果也是最為突出的,值得我們在實際爆破工程中加以采用與推廣。

2水壓爆破技術的優點

(1)從爆破的設計上來看,水壓爆破方式與傳統意義上的爆破方式并無太多的差異。其最大的差異在于水壓爆破增加了裝藥量和水袋及炮泥在炮眼中位置和長度的比例的設計和計算。

(2)從施工工藝看,水壓爆破比常規爆破在施工工藝上增加了炮泥堵塞和炮眼注水工藝。這兩項技術也是水壓爆破的關鍵。

(3)從施工組織角度來看,水壓爆破與傳統意義上一般性爆破最大的區別罪域它在工程爆破過程中增設了水袋與炮泥堵塞這兩個預備環節。特別值得一提的是:在水壓爆破過程當中,炮泥的堵塞與裝藥能夠在同一施工平臺中同步完成,這能夠極大的縮短工程爆破所需的施工組織時間,進而確保施工效率的合理提升。

(4)從安全的措施上來看,水壓爆破在常規爆破安全措施的基礎上又增加了兩項安全措施。一個是炮眼中炮泥長度的嚴格控制,這樣做能夠較好的防止“沖泡”問題的產生。與此同時,炮眼中的炮泥的長度也不能設置的過短,最起碼,炮泥的長度需要大于預爆水袋的基本長度,以策安全。

(5)從經濟上看,水壓爆破較傳統意義上的爆破方式來說所取得的工程爆破效果更為明顯。以本文所研究的袍子嶺隧道進口段工程爆破實例來看,采取水壓爆破所需要的火工品費用較傳統意義上的爆破費用至少節約了20%以上。

3關于水壓爆破的難點的控制

(1)水袋與炮泥的制作及其運輸方式分析。一般來說,炮眼注水袋都要用直徑與炮孔直徑相適的為準,炮泥的制作也要使用特定的PNJ-1型炮泥機。在運輸過程中我們應當采取那種空隙小且無任何倒鉤的容器來完成水袋的盛放工作。特備值得注意的是:水袋在運輸過程中需要輕拿輕放。

(2)水袋注水安裝技術分析。一般而言,水袋的注水量要需要控制在水袋總容積的80%～90%之間,不要太多或者太少。太少了就無法完全發揮水袋在爆破時所產生的高水壓作用,而注水量過多也會使得我們在向水袋注水過程中發揮不同形式的破裂,進而使得水袋注水工作無法順利完成。

(3)清孔作業關鍵技術分析。我們在清孔作業過程中應當特別關注到孔內全部也內虛碴的徹底清除。特別值得一提的是:清孔作業的進行需要兼顧孔壁平順度的維護與保養,以此確保水袋在孔內不會產生破裂。

參考文獻

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