聚能水壓光面爆破技術在米林隧道中的應用

陳 嚴 生

(中鐵十七局集團第五工程有限公司,山西 太原 030032)

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聚能水壓光面爆破技術在米林隧道中的應用

陳 嚴 生

(中鐵十七局集團第五工程有限公司,山西 太原 030032)

以拉林鐵路米林隧道工程為例，從施工準備、鉆孔、清孔、裝藥、爆破、出碴、初期支護等方面，闡述了聚能水壓光面爆破技術的主要施工工藝，經實踐證明，該技術簡化了裝藥步驟，縮短了鉆爆時間，降低了施工成本。

隧道，水壓光面爆破，聚能管，裝藥量

拉林鐵路米林隧道位于林芝地區米林縣，念青唐古拉山與喜馬拉雅山之間的藏南谷地高山區。其中，米林隧道全長11 560 m，地質覆蓋層主要為第四系碎石土、細砂、卵石土，下覆基巖為片麻巖、糜棱巖及碳酸鹽巖塊。隧道主要為Ⅱ級、Ⅲ級圍巖，發育有巖爆和高地溫等不良地質。隧道采用新奧法施工，鉆爆法作為隧道開挖掘進的主要施工技術手段。聚能水壓光面爆破技術在此得到了實踐應用，主要介紹聚能水壓光面爆破技術的主要施工工藝，工程實踐及效果，為今后隧道施工積累了可靠的經驗。

1 主要施工工藝

1.1 施工準備

1)爆破設計：米林隧道進口圍巖等級以Ⅱ級圍巖為主，主要為片麻巖，全段面開挖，開挖斷面尺寸高8.6 m×寬7.6 m，全斷面56 m2。鉆爆采用垂直楔形掏槽，常規光爆法總炮眼數量為136個，其中周邊眼45個、掏槽眼(輔助掏槽)46個,輔助眼29個,抬眼6個,底板眼10個，輔助眼設計深度為3.8 m，掏槽眼設計深度為4.7 m。采用聚能水壓光面爆破時，將周邊眼間距調整為1 m，即周邊眼數量減少一半。

2)炮泥制作：炮泥主要采用黏土、砂和水三種材料。黏土采用干凈的普通黏土，含水量控制在8%以下，顆粒不超過10 mm，清除草根等雜物。砂采用潔凈細砂，最好使用河砂。黏土和砂中如摻雜了小碎石塊時，需先過篩處理，防止卡炮泥機葉片發生故障。

炮泥使用PNJ-A炮泥機制作。加工炮泥的前一天，把過篩黏土、砂和水按0.75∶0.1∶0.15的配比人工拌合、燜料，提高制成炮泥的柔韌性。制作時，首先在料斗中加入燜好的泥料約20 kg，再打開電源，在轉動螺旋推壓下，泥料邊向前輸送并擠壓密實，在臥式螺旋輸送成型器端頭不斷地擠壓出來，生產出來的炮泥按照20 cm～30 cm的長度進行切割。炮泥一般在使用前1 h～2 h制作，外包裹塑料薄膜在陰涼處存放。

3)水袋制作：水采用潔凈無油污的施工用水，水袋采用聚乙烯塑料袋，長200 mm，直徑為35 mm，袋厚約為0.8 mm。水袋采用專用設備KPS-60塑料袋灌裝封口機制作。開機前進行定量調節，打開機器后門，松開泵連桿端頭螺母，調節位移蝶形螺母即可得到所需灌裝容量，順時針減少，反之增大。調整好后擰緊端頭螺母，以防松動移位；打開電源，指示燈亮，調節溫控調節器，當封口溫度由綠燈變為紅燈時，即達到所調解封口溫度。在開始灌注封口前，把主開關撥上，等機器運轉兩次，使計量泵內吸滿水，將空氣排除后，把主開關撥下，塑料袋由人工用雙手拇指和食指夾住，套在出水管口上，按啟動開關，完成自動灌注和封口。

4)聚能管組裝：聚能管根據現場情況設計長度為2.5 m,主要原料為半壁管，乳化炸藥和起爆雷管。半壁管是PVC管，由專業工廠生產，聚能管由2個半壁管組成，半壁管有1個凹進去的槽叫聚能槽，壁厚2 mm。乳化炸藥為施工現場通用炸藥，起爆雷管為施工現場通用的非電毫秒雷管。

往半壁管注藥是組裝聚能管裝置主要工藝。主要設備為裝藥桶，小型空壓機和注藥槍等三種設備。裝藥桶高50 cm,直徑22 cm,不銹鋼材料制作；空壓機功率800 W，重23 kg；注藥槍長45 cm，重0.8 kg。首先將乳化炸藥拆除外包裝裝入到裝藥桶內，再用空壓機加壓將裝藥桶內炸藥轉移到注藥槍內，炸藥槍滿后，給炸藥槍加壓，向半壁管內連續不斷地注入炸藥，注意絕對不能超過控制壓力，然后將兩個半壁管相扣，裝上起爆雷管，外用卡套卡住。

1.2 鉆孔及清孔

先放好斷面中線，水平，并在開挖面劃好輪廓線和炮眼位置，炮眼的深度、角度、間距要符合先前鉆爆參數設計及技術交底要求。鉆孔臺車就位，采用風槍，空壓機等機具鉆孔到位，裝藥前將炮眼內泥漿、石屑吹洗干凈。

1.3 裝藥及爆破

1)裝藥：聚能水壓光面爆破與常規光面爆破相比，在現場實際裝填順序根據炮眼作用不同分別為：輔助眼：先往炮眼最底部裝填一袋水袋，必須把水袋捅到底，隨后裝填藥卷，藥卷數量要比常規爆破少1卷，藥卷必須與最底部水袋靠緊，然后用PVC管量測炮眼還有多深，其深度的1/2為裝填水袋的累計長度。掏槽眼：裝藥順序與輔助眼裝藥順序一致，只是在裝藥卷的數量上比常規爆破少2卷。周邊眼：先裝填一節水袋，然后將聚能管裝置裝入到周邊眼內，聚能槽方向一定要沿著輪廓線方向放置，最后用水袋炮泥堵塞炮眼。

2)爆破：起爆網絡采取孔內延期微差、孔外簇聯的起爆方式，各引爆雷管之間采取并聯的方式，以保證起爆網絡的可靠性和準確性。導爆索連接方向和連接點的牢固性；導爆管不能打結和拉細；引爆雷管用黑膠布緊緊包扎在離一簇導爆管自由端10 cm以上處，網絡聯好后，要有專人負責檢查，確認無誤后，方準起爆。起爆順序：從掏槽眼開始，輔助眼依次向外進行，最后是周邊眼、底板眼。

1.4 出碴及初期支護等

爆破后，立即通風，進行排煙降塵，聚能水壓爆破有效減少了粉塵量，縮短了通風時間。然后進行危石，啞炮等排險，確認無誤后，出碴車外運棄碴，初期支護，噴射混凝土等后續施工。

2 工程實踐效果

拉林鐵路米林隧道施工中，為了提高隧道光面爆破效果，減少隧道超欠挖，在水壓光面爆破的基礎上，創新增加了聚能管裝置，實踐應用了聚能水壓光面爆破技術。

在米林隧道中選取了兩段相同條件的圍巖級別的掌子面，分別進行了全斷面聚能水壓光面爆破和全斷面水壓光面爆破。炮眼布置如前所述，爆破的掏槽形式、炮眼布置、數量、深度等設計與水壓光面爆破基本一樣，不同的是聚能水壓光面爆破減少了一半周邊炮眼數量，且采用了聚能管裝置。實踐后，對爆破效果和經濟效益進行了對比分析，從現場觀測效果看，聚能水壓光面爆破的超欠挖情況優于水壓光面爆破。從經濟效益上分析，在炸藥用量一致的情況下，實施聚能水壓光面爆破后，一是光爆輪廓線圓滑，裝藥量不增加的前提下，孔距增大，減少周邊炮眼50%數量，減少鉆孔人員，簡化了裝藥步驟，縮短了鉆爆時間，進一步降低了施工成本；二是圍巖巖面平整，為錨噴、襯砌等工序創造了有利條件，同時還減少了超挖和回填混凝土的數量，節約了成本，取得了較大的經濟效益。

3 結語

通過現場實踐，聚能水壓光面爆破技術適用于隧道 Ⅱ 級,Ⅲ 級圍巖，取得了良好的效果。聚能水壓光面爆破技術是水壓光面爆破技術的延伸發展及技術創新。目前，它還處于工程實踐試驗階段，對于軟弱圍巖等地質條件應用仍需進一步探索和總結。它和水壓光面爆破可謂是一對孿生兄弟，未來將具有較高的經濟推廣價值。

[1] 劉殿中.工程爆破實用手冊[M].北京：冶金工業出版社，1999.

[2] 何廣沂.工程爆破新技術[M].北京:中國鐵道出版社，2000.

[3] 秦建飛.聚能預裂(光面)爆破技術[J].工程爆破，2007,13(2):19-24.

Application of energy-gathering smooth hydraulic blasting technology in Milin tunnel

Chen Yansheng

(China Railway 17th Bureau Group 5th Engineering Co., Ltd, Taiyuan 030032, China)

Taking Milin tunnel engineering of La-Lin railway as an example, starting from aspects of construction preparation, drilling, hole cleaning, powder charge, blasting, mucking and removing and preliminary support, the paper describes major construction technologies of energy-gathering smooth hydraulic blasting technology. Practice proves that: the above-mentioned technology simplifies the powder charge procedures, shortening drilling time and reducing construction cost.

tunnel, smooth hydraulic blast, energy gathering pipe, charge mass

1009-6825(2017)08-0176-02

2017-01-03

陳嚴生(1981- )，男，工程師

U455.6

A