水压爆破技术在隧道施工中的应用及控制要点

水压爆破技术在隧道施工中的应用及控制要点

中交隧道工程局有限公司北京市100102

摘要:随着我国道路桥梁工程的大量兴修,隧道工程的施工数量也随之提升。传统爆破技术的弊端与缺陷也都一点一点的显现出来。在这样的大环境之下,水压爆破越来越受到施工单位的重视与欢迎。作为一种新型的爆破技术,虽然取得了一些实质性的效果但是仍然存在着一些不稳定的情况,需要在实际应用的过程中加强控制与管理。本篇论文以实际工程为例,探究了水压爆破的技术与实际应用中需要注意的问题,帮助我国隧道工程施工质量起到一定的改善作用。

关键词:水压爆破技术;隧道施工;控制要点

引言

传统的隧道爆破工程弊端很多如:爆破效果不好,爆破完成后石块体积过大,还需要大量人工处理;对环境污染大,爆破会产生大量的粉尘,如不进行有效处理,将对大气产生严重污染;安全性差,爆破使用的炸药安全性能得不到保障。正是因为这些原因,隧道爆破工程的工作人员摒弃传统方法寻找新型的施工方法的呼声越来越高,水压爆破法也就应运而生了。

1工程实例情况

本篇论文选取我国南方某山区高速公路的隧道部分作为研究对象,该隧道全长共五千四百八十米,隧道的两洞相互分离,其中左侧隧道约长五千四百五十米,右侧隧道约长五千五百一十米。隧道采用标准的高速公路规范进行设计与施工工作。

2水压爆破与传统爆破的不同之处

利用炮泥进行回填堵塞是水压爆破技术与传统爆破技术的一个最大的差别。传统的爆破技术不会使用炮泥回填堵塞的这种方法,这就导致了传统爆破十分危险,缺少必要的安全保证,无时无刻不存在着安全隐患,而且一旦危险发生,必将导致隧道坍塌,造成大量的经济损失与人员伤亡,造成这一问题的主要原因是,在发生爆炸是空气体积迅速膨胀,对整个隧道产生极大的冲击力;所以传统爆破并不能够使炸药的全部实力得以展现,很大程度上造成了经济损失。而水压爆破的过程中,由于高温与压力的双重作用,水会变为小液滴形态,也就是俗称的水雾,爆破中会与大量的粉尘产生,水雾正好可以起到抑制扬尘的作用。不仅技术的安全系数高,而且还可以对环境起到有效的保护。

3水压爆破施工工艺

3.1水压爆破施工工艺的主要技术特点

水压爆破的创新技术特点主要有以下几方面

3.1.1一定要保证回填工作的质量,并且要保证孔内水量。

3.1.2利用了水不可压缩的性质来进行能量传递,在传播过程中,能量的损失非常小。

3.1.3水楔作用的产生可以对岩石进行进一步的爆破,避免了后期还要利用人工进行处理,减少了人工成本与炸药的使用量,加大了经济效益;水的存在还可以有效的避免扬尘,有效的保护了大气环境。

3.2水压爆破的工作原理

水压爆破在要爆破的岩体内注入特制的炮泥,并进行封堵。水压爆破主要是利用了水不可压缩的性质来进行能量传递,这种方法最重要的一点好处就是在传播过程中,能量的损失非常小,这样就可以有效的减少炸药的使用量,既节约了工程成本又保证了施工的安全性。爆炸过程中出现的气体膨胀会对水产生水楔作用会对大块的岩石进行进一步的爆破,使整体的爆破十分均匀,大大的提高了爆破工作质量。爆破所产生的高温与空气体积增大产生的高压会使水质一瞬间变为水雾,可以有效的降低爆破出现的粉尘。水压爆破凭借着自身的各种优点在现代隧道施工中越来越多的被人们所关注。

3.3炮泥制作流程与原料选取

炮泥采用PNJ—A型炮泥机加工而成。这种专门为水压爆破研制的炮泥机,结构简单、操作方便,两个人每小时可制作约500根炮泥。砂浆主要由黏土、砂土和水构成。黏土是由清洁的普通黏土制成,含水率低于8%。最大粒径不超过10mm,无草根和其他杂物。最好使用河沙,含水率低于3%。当黏土和砂粒掺杂少量砾石时,应进行筛分,不应将石块放入料斗内,以免叶片或成型装置的旋转螺杆失效。砂浆处理的前一天,最好将泥浆(土)、砂和水按重量混合。制作炮泥可就地取材,节约成本,按照土∶砂∶水=0.75∶0.1∶0.15的比例制作。制作好炮泥放置时间不宜太长,最好在使用前1~2h制作好,炮泥应不软也不硬。

3.4水袋的制作方法

具体操作:首先连接水管,为防进气用扎圈锁紧;打开电源调节温度到220°左右,预热约10min;试运转从出水口排除气体;然后把塑料袋套在出水口上,一按电钮水即可冲入袋中,随之自动封口,水袋便加工完成。

3.5水压爆破工作需要注意的工作

3.5.1进行爆破钻孔时一定要严格的按照涉及选取的地点进行钻孔,不可出现大面积的偏移。

3.5.2水袋生产后袋中不能存有空气,必须保证满且直,否则不能使用。

3.5.3保证制作的炮泥中不含有石块、树叶等杂志,并且硬度合适,不宜太软也不能过硬。

3.5.4在进行水压爆破装置安置时,一定要确保最下部的水袋与岩石充分接触,不可留有空隙,这样才能保证爆破效率最大化。

3.5.5钻孔内的装置一定要按顺序摆放,不可出现混乱顺序随意摆放,正确的按照从里到外的顺序应该是水袋、炸药、水袋、炮泥。在进行包方式一定要确保各组分之间充分接触,不存在多余空气。

4水压爆破的实践操作中常见的问题

水压爆破的各项好处也是十分明显,水压爆破中最重要的两点就是炮泥的制作与水袋的制作,这二者的质量都直接的关系到水压爆破的施工质量,但是在实际施工过程中仍然还会出现一些问题,影响着炮泥与水袋的制作。

4.1炮泥制作工作中的常见问题与解决方法

4.1.1漏斗口的材料下漏不顺畅

出现这一问题的原因最有可能是因为炮泥制作机器设备长时间未启动,漏斗口长时间没有被使用,导致了设备进料处出现了堵塞的情况。想要解决这一问题,首先要先向设备中加入食量的水是设备整体变得湿润,特别是堵塞处,可根据堵塞情况适量加大水量,再开启设备,是堵塞处脱落,平时也要注意设备的保养工作。

4.1.2设备成型器不能进行正常生产

出现这一问题主要是问为加入的炮泥原料水分过少,搅拌之后形成不了泥状物。解决这一问题主要有两种方法,第一就是增加原料混合液中的水分,第二种则是在成型器中加入水分补充装置。

4.2水袋制作工作中的常见问题与解决方法

4.2.1水袋的供水量少和供水时间短

出现这一情况的原因有很多,首先设备连动杆出现脱落或接触不良的情况;出水的管道处存在阻碍;水桶内水量过多等都可能出现这一问题,在实际工作中需要工作人员进行逐一的排查以解决问题。

4.2.2水袋密封不严

水袋密封主要使用的是热熔技术进行密封,出现密封不严的情况可以考虑设备的温度控制装置,加热设备或者是电线联通装置出现了损坏,应及时的进行修理。

4.2.3生产不能连续进行

生产设备的下后盖板出现了损坏或者偏离了原来的位置都会时生产设备产生间歇,进行复原就可以有效的解决。

结论

通过大量的实验结果显示与水压爆破在实际施工过程中的应用效果来看,水压爆破方法对于隧道施工工程的质量保证与安全性提升是十分明显的。但是由于水压爆破还是一种新型的施工方法,在我国的隧道施工领域并没有很好的普及与应用。所以需要我国的施工单位在今后的隧道工程实际施工过程中,加大水压爆破的使用力度,多引导施工人员进行水压爆破方面的知识的学习,帮助工人尽快的掌握水压爆破的主要技巧,为水压爆破的普及与发展提供条件。

参考文献

[1]何广沂,徐凤奎,荆山,等.节能环保工程爆破[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[2]何广沂.工程爆破新技术[M].北京:中国铁道出版社,2000.

[3]刘友平.水压爆破技术在黔桂铁路定水坝隧道掘进中的应用[J].铁道标准设计,2009(4):91-95.

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