二氧化碳爆破技術在高速公路施工中的應用

陳三虎

摘要：二氧化碳爆破技術是全新發展的技術，最初應用在煤礦爆破工作中，并逐步推廣應用在高速公路建筑行業。這項技術有較高的安全性，并不會產生較大的噪音與振動，對附近環境影響相對較輕，獲得最佳的應用效果。本文針對二氧化碳爆破技術，簡單分析了這項技術的操作原理，并提出實際操作方法，從而科學探討了實際應用情況。希望可以為其應用在高速公路施工中提供科學參考。

關鍵詞：二氧化碳爆破技術；高速公路施工；應用

在高速公路路基石方操作過程中，為了有效降低影響附近環境的程度，尤其是干擾附近房屋的狀況，迫切需要采取效率較高，并且具有一定經濟可行性的方法破碎石方，比如二氧化碳爆破。這項技術是一項全新的方法，研發初期是圍繞瓦斯氣體、沼氣周圍的相關項目開展。

一、操作原理

（一）準備工作

首先，提前準備一個不銹鋼材質的密閉專用存儲氣體的容器，保證3方左右的體積容量，在周圍氣站灌入氣體，在工地陰涼位置安放，避免直射。其次，利用挖掘設備清除工地散落的巖石，對附近土方或軟石及時挖除，提供最理想的臨空面，建立鉆孔操作品臺，這也是提升操作效率的基礎；清理臨空面以后，在巖石上方利用潛孔鉆機開展操作，結合巖石硬度特點，實際體積，操作直徑和深度進行操作，盡可能保持垂直進行鉆入，嚴控孔徑，避免超過120mm[1]。

（二）施工操作

在規定高壓下可以將氣體轉化為液體，利用高壓泵向容器內部壓縮液體，安裝安全膜、破裂片以及密封圈等，緊固合金帽，順利做好開啟操作。向操作現場放置有關設備，向鉆孔內部插入爆破筒并及時固定，與起爆設備電源科學連接。當導熱棒順利通過微電流時，形成的高溫對安全膜有效擊穿，立刻發生氣化反應，快速形成的膨脹帶來高壓沖擊波自行開啟了泄壓閥，由于幾何級當量沖擊波嚴重影響物品從而對外快速推進，這個發展流程僅需0.4毫秒，同時在低溫狀態下運作，不能有效融合附近環境存在的氣體和液體，產生的氣體也沒有毒害，無任何電弧與電火花，亦不會被高溫、高熱等因素的制約。

二、實際方法

（一）組裝

第一，在陳列架上安裝致裂器儲液管，并向主管插入鐵絲，從刻字一端伸出帶鉤一端。之后利用鐵絲與加熱設備導線連接，并由儲液管另一端伸出導線。

第二，把定壓剪切與密封墊進行安裝，并科學連接加熱設備。之后將其拉出，在儲液管內部完全浸入定壓剪切片。

第三，緊固處置釋放管和充裝閥，直到手工無法擰動。

第四，在拆裝機鉗口上安放致裂設備，并向拆裝頭插入充裝閥。之后順時針轉動急停按鈕，按下啟動按鈕。

第五，提升夾緊按鈕壓力之后松開。之后按住緊固按鈕提升壓力達到10MPa時，松開按鈕。

第六，掉頭處置致裂設備[2]。

（二）充氣

第一，在充裝臺上把致裂設備對準充裝孔，緊固夾緊桿并采取扳手開啟充裝閥。之后啟動與這一設備對應的球閥，關閉缺少致裂設備的球閥。

第二，按下清零鍵，把稱重設備清零。

第三，放氣：第一次操作之前，應按照要求放氣，排空全部管道。開啟充裝臺上的進出口球閥。按下放氣裝備，直至持續白色氣體出現在出口球閥，及時關閉。

第四，洗管：按下放氣設備，關閉進口球閥開啟出口球閥，排放相關的氣體，之后關閉處漏球閥。

第五，充裝：出口球閥關閉以后，實施增壓操作，充滿致裂設備以后自行終止。開啟出口球閥排放多余氣體。

（三）鉆孔

利用潛孔露天鉆開展操作，保持1-3m的操作深度，通常一字形式設計鉆孔。

（四）運輸

第一，使用優質材料加工制作儲液管，使其滿足結實需求，可以不斷反復使用，與電路接通以后實現操作，此外撞擊和高溫等都會破壞設備。

第二，將液態氣體裝入儲液管以后，安排專業人員運輸。

（五）爆破

第一，科學連接一、二根致裂設備，并且剪短第一根插頭，彼此纏繞，采取絕緣布處置。

第二，將兩根致裂設備插入孔科學連接，向釋放管內部插入第二根致裂設備，采取提拉桿對設備有效支撐。

第三，采取細沙封堵細木根孔眼，避免發生飛管現象。

第四，采取鋼絲繩栓起所有致裂管的頂部。

第五，結合安全發爆設備運行功率連接全部致裂設備。

（六）回收

第一，將致裂設備運輸至工作區域，并在拆裝頭內部統一安裝充裝閥。之后順時針對按鈕迅速旋轉，開啟拆裝設備。

第二，按下拆卸按鈕，旋轉一到兩圈以后，拆除這一設備。

三、實際應用

高速公路路基處在丘陵區，連綿起伏的山體，形成殘坡積粉質粘土，增加了風化層厚度。與村莊最小直線距離尚未到200m，大部分是古宅。在施工前期普通操作中，嚴重震動了房屋，大多數房屋也出現相應的開裂現象。經過協調處置，替換操作工藝。

采取破碎錘和人工方式，都無法得到最佳的效果，最后決定使用合理的技術，破碎錘與解小綜合方式安排開挖石方工作。

人工解石：這一操作具體是人工進行打眼，成孔以后向孔口楔入鋼楔子，采取大錘對其尾部有效錘敲，從而分解石塊。具體操作中不會出現震動，降低了噪音污染，但效率很低，增加操作成本。

破碎錘解石：廣泛應用在公路開挖石方中，不會出現震動。但是由于孤石形成了十分光滑的表面，增加了強度，錘尖接觸孤石時容易產生滑脫，通過實際計算，這一操作功效很低，投入較大。

二氧化碳爆破與破碎錘解小密切配合：這一方法采取潛孔鉆預先實施鉆孔，通過這項技術，向爆破管內部注入液態物質，憑借液態向氣態轉化時形成的巨大推力成功分裂石頭，利用破碎錘認真開展解小處置。操作效率較高，投入不多。

一般性的炸藥操作：主要采取前鉆孔預先進行鉆孔，將乳化炸藥放入孔內部，憑借操作形成的推力解小處理石方，無法順利裝車的，采取小劑量炸藥進行二次解小。

四、結束語

綜合分析，在實際操作中應用二氧化碳爆破技術，不僅提高了控制水平，還達到安全且穩定的目標，不會形成較大的振動，噪音污染相對較輕，亦不會影響附近環境。

參考文獻：

[1]孫建中.基于不同爆破致裂方式的液態二氧化碳相變增透應用研究[D].徐州：中國礦業大學，2016：16.

[2]霍中剛.二氧化碳致裂器深孔預裂爆破煤層增透新技術[D].煤炭科學技術，2017（6）：80-83，

（作者單位：新疆北新路橋集團股份有限公司）