液態二氧化碳預裂爆破挖方路基施工技術

王曉健

（中鐵十八局集團第四工程有限公司 天津 400050）

現下針對石質路基使用率最高的開鑿手段是鉆爆，只是實施鉆爆手段完成開鑿作業時通常情況下必須利用到炸藥。部分公路建設想要提升手段標準，提高道路的運行功能以及車輛的安全保障，不得不對某些山進行開鑿作業，堅固的礫巖通常情況下為山的主要部分，若是選擇機器攻破和開鑿，那么，工作效率跟不上，所需花費更多，通過對安全、花費等一系列要素研究的結果來看，選擇液體二氧化碳提前開裂爆破手段，便就有了“液體二氧化碳預裂爆破挖方路基施工建設手段”[1]。

1 二氧化碳爆破用品的優點

相比于常規的開鑿手段這是一次革命性的創新，取代了常規的炮取手段，對于巖石的破壞性強，不存在太長的拋出長度，在人工方面能有效降低，同時降低對人員的身體傷害。詳細的列舉該手段的優點：

（1）安全性。在保存，搬運，利用回收等部分都不存在危險因素。關鍵的機器和造成開裂的材料分開保存，自灌輸到山體開裂完畢所需的時長少，液體二氧化碳灌輸只要1～3min，開始爆破到最終爆破完畢只要4ms。整個爆破流程不存在啞炮，不存在檢驗炮。警戒范圍小，沒有潛在危險。使用過后的可重復利用器具的回收很簡單，能夠重復利用。

（2）不但能夠固定方向破巖石，又能夠拖延掌控，尤其是處于特定的狀態下，比如在民眾居住范圍、地下、礦井等場所，在完成爆破作業的過程中，沒有過于強烈的震動以及短波，對四周環境方面沒有惡劣影響。

（3）整個建設過程中，不需要設立火工庫，管制方便，所使用的工作人員不多，不需要專業性的工作者看守。

（4）物資源泉非常多，能夠在本地完成物資的索取，在常規的化工廠，加氣站等均具備液體二氧化碳。提升效率，減少花費。降低了審批以及管制的難度，于灌輸二氧化碳以前全部的物資都是不會導致爆炸的物品。

（5）想要達到不同致裂效果，能夠按照作業現場的狀況，將致裂器具組合利用。

（6）無污染：規定方向的爆破作業在四周的環境方面沒有損害，不會出現危害人體和環境的氣體，可以很好地優化作業條件，對作業人員的身體有益。

（7）方便：利用不一樣的二氧化碳使用量，變動各種類型的定能泄壓片以及相關設備，能夠掌控體系的作業壓力，由此能夠在不同的作業條件下完成任務。

（8）節約：體系內所有的設備都可以重復利用，花費減低。

（9）無潛在危險：組合、灌輸以及搬運等流程無潛在危險，能夠從根本上杜絕啞炮造成的危險。

（10）高效：組合、灌輸等作業容易便捷，爆破預備時長不長，能夠很大程度地提升效率和作業量。

2 液體二氧化碳爆炸建設理論和可利用的范圍

液體二氧化碳預裂爆炸開鑿路基建設手段是選擇填充機械將保存工具中的二氧化碳填入到相關器具里，最終通過一系列程序實現爆破目的。

這一類建設手段能夠用在路基中，存在堅硬的巖石物質，礦物質以及石料的采集，地下通道，市政等項目的爆破范圍，在民眾居住區域，對于水文地質等地下條件很復雜的狀況，都可以使用這一種爆破手段，具有非常好的成效[2]。

3 建設技術過程和作業重點

3.1 建設技術過程

液體二氧化碳爆炸手段建設工藝程序見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工預備

（1）工作者、器械工具的預備

①開始建設前，針對需要操作爆破的工作人員完成訓練，同時完成好全部工作人員的技術摸底作業。

②保證液體二氧化碳爆破工具狀態能力等因素準備就位，能夠達到建設所需的標準。二氧化碳爆破工具的組成有下列幾項，二氧化碳保存工具，填充設備，銜接轉頭設備等。

（2）現場預備

檢測被實施爆炸的范圍地表以上以及地下所設置的管線。如果存在不良影響，就必須立即和相關部門溝通，完成很好的保存和改動。清理被爆破范圍地面以上的種種雜物，做出空里面，同時保證作業面完整度。同時作業通道還必須能夠達到讓鉆機自由活動的標準。

（3）炮孔參考數據的確定

按照真實的狀況定下鉆孔的類型，鉆孔的直徑，鉆孔的樹木等一系列參照數據。在這些參考數據中，鉆孔類型按照爆炸方位特點，一般有垂直和斜面兩種鉆孔方法，按照該工程實際狀況，鉆孔的參考數據選擇直徑120mm、深度4m、孔為長3m的梅花形，常規鉆孔是垂直的類型，在邊坡處選擇斜面類型。一定要按照真實的狀況去變動。

（4）液體二氧化碳的填充

提前在二氧化碳爆破裝置中安裝好破裂片等一系列輔助工具，再通過液體二氧化碳填充設備把保存于設備中的液體二氧化碳填充至爆破裝置中。填充作業能夠按照真實的狀況于獨立的廠房或者建設場地完成。

3.3 測量放樣

在進行放樣之前，必須對需要完成爆破的區域成仔細的檢測，同時檢測清除后的地面高程。按照鉆孔參考數據完成放樣作業，同時利用特殊物質做出標記。

3.4 鉆孔

打孔必須用專業素養高的工作者去完成這項作業，在完成打孔前必須選擇尺子對放樣所用的物質完成檢測，同時把孔的深度，斜面角度等相關數據給其他工作者完成匯報作業。尤其是處于開鑿路線的斜面鉆孔。因為鉆孔的設備本身自帶清潔功能，所以完成打孔后不需要再清理。對于已完成的鉆孔，必須用合適的設備將其堵住。

3.5 裝管、填塞

這個工程里，填進孔里的爆破設備自下而上以合理的順序安排爆破管，如圖2所示，這里2個液體二氧化碳的爆破裝置利用其中絲口活接組合而成。由于孔深為4m，因此，提拉設備超出地表65cm。填充完畢后，把細鉆渣填進孔隙，利用左右搖晃的方式確認裝置被填充達到效果。

圖2 爆破設備組成圖

3.6 網路連通、啟動爆破裝置

每一橫向爆破裝置按照一定的順序銜接之后，每個縱向爆破裝置再進行串聯，組成啟動網絡，在啟動之前，必須設定安全警戒區域，選擇專業的器具完成爆破設備啟動。

3.7 撤管、清理、檢查

選擇挖掘設備或者裝載設備把爆炸裝置按照鉆孔的類型使用正確的手段撤除，拆卸作業完成后，必須進行清潔，方便以后利用，將爆破裝置移除后，對地表造成清理作業，開始下一個臨空面，給下一個環節完成準備作業，并且按照爆炸成效檢測參考數據是不是科學，同時完成各項總結作業，對這次爆破作業完成評估。

4 質量與安全控制措施

4.1 質量掌控手段以及掌控重點

（1）建設之前，必須完成爆炸測驗，按照真實的結論規定鉆孔的參照數據。

（2）鉆孔必須利用鋼尺完成放樣作業，必須根據孔位完成鉆孔作業。

（3）打孔時，進行到一半的深度時必須完成檢測，保證傾斜角度偏差＜±2°、孔深偏差＜±5%，按照鉆孔的真實狀況確定要不要完成調整，如果孔口部位誤差＞2倍孔徑，就必須鉆新的孔。

（4）鉆孔深度如果過大，就必須選擇堅硬茹土填充緊實，并且填充到規定的高度。

（5）完成填充工作時，不能上下運動爆破裝置，禁止選擇石頭當作填充物資。

（6）爆炸網絡里不可以存在死結，同時爆破設備里面不可以存在接頭，鉆孔之外每個拉桿必須有充足的距離。

4.2 安全感控手段和掌控重點

（1）必須落實“安全為首、防止為主、全面治理”的安全作業原則，強化安全培訓，嚴格遵守相關制度以及規定，完成好技術方面的匯報。

（2）爆炸任務部門必須具備有效的資格證明。相關操作者必須依據要求利用有關物品，實施鉆孔的工作人員必須佩戴防塵口罩。

（3）為了達到安全工作，警示區域必須＞50m，在界限處必須有明確指示，同時要專人去看管，爆破工作者和警戒工作者都必須佩戴對講設備。

（4）建設時若是發生沒有爆炸的裝置，撤除和拆卸時即可以明顯對比其他裝置，又在二次填充時，液體二氧化碳將直接自泄壓閥送出。

5 結束語

綜上所述，對于傳統開采方法的一場新革命。替代傳統炮采方法，破巖威力大、拋出距離短，減少施工人員的勞動強度及危險系數，且不會造成放炮崩人事故的發生。道路施工中液態二氧化碳預裂爆破挖方路基施工具有本質的安全特性，既可定向破巖又可延時控制，特別是在特殊環境下，材料來源豐富，可就地取材，環保、便利、經濟、安全、快速等諸多優勢，值得大力推廣和廣泛使用。

[1]鄧鵬，陳培帥，周鵬.液態二氧化碳爆破技術在臨近房屋基坑工程中的應用[J].中國水運（下半月），2017（08）：317～319.

[2]杜澤生，范迎春，薛宇飛，等.二氧化碳爆破采掘裝備及技術研究[J].煤炭科學技術，2016（09）：36～42.