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1水壓爆破技術施工工藝流程

在水壓爆破施工過程中，炮眼布眼、鉆眼、網絡連接和雷管梯段與常規爆破相同，僅在裝炸藥的過程中增加了水袋安裝、炮泥堵塞這兩個程序。

1．1水袋制作

水袋由KPS-60型塑袋灌裝封口機生產而成，外型尺寸1000mm×600mm×400mm，每臺機器每小時可以制作650個水袋，基本可供兩3個循環使用，因此只要在爆破前1h進行水袋制作即可。塑料袋為聚乙烯塑料，由廠家專門加工制作而成，袋厚為0．8mm，袋長220mm，直徑為35mm左右。水袋制作關鍵是封口要嚴密，裝水時不宜過滿，充滿水袋90%即可。水袋可輕微變軟，不影響裝填和爆破效果。

1．2炮泥制作

炮泥由PNJ-AB160型炮泥加工機生產而成，炮泥機為普通設備，外型尺寸1710mm×595mm×290mm，兩個人1h可制作200～400個，能夠滿足1個循環需要量。炮泥材料為普通黏土，配合比是黏土∶砂∶水=75∶10∶15，應具備一定的塑性和強度，做好的炮泥應按200～300mm的長度切割成段。

2應用實例分析一(不改變炮眼裝藥量)

2．1工程概況

太行山隧道位于山西省與河南省交界處，起于山西省長治市平順縣石城鎮克昌村，止于河南省安陽市林縣姚村鎮墳頭村。隧道采用雙洞單線方案，左線隧道全長18125m，右線隧道全長18108．066m。隧道最大埋深915m，最小埋深12m。線路在DK590+335～DK590+740(DyK590+310～DyK590+705)下穿露水河淺埋地段。運用水壓爆破技術施工的隧道進口3號斜井設計長度475m，與正洞相較于DK580+195，擔負正洞施工任務左線3710m、右線3748m。此段地質巖層為強風化砂巖、頁巖、弱風化砂巖與頁巖、石英砂巖互層、弱風化砂巖、石英砂巖，隧道圍巖巖石力學強度高，層間結合良好，圍巖基本分級為Ⅲ級。

2．2鉆爆設計

太行山隧道進口3號斜井斷面面積為42．7m2，打眼深度2．69m。

2．3試驗內容

在相同的炮眼布置、炮眼數量、炮眼深度、裝藥量、網絡連接、雷管梯段下，在太行山隧道3號斜井按照圖1進行了3個循環常規爆破，按照圖2進行了9個循環水壓爆破。在實驗過程中采用了AKFC-92A型礦用粉塵采樣器對爆破后距離作業面20m處粉塵濃度進行了監測。

2．4爆破效果分析

提高了炸藥能量利用率，即相對節省了炸藥。在同樣炮眼布置、炮眼數量、炮眼深度、起爆順序與間隙時間和地質條件下，每鉆爆一個循環，常規爆破與水壓爆破實際用藥量均為121．87kg，實際單位用藥量由常規爆破1．37kg/m3下降到1．19g/m3，降低了13%。提高了施工進度(施工效率)［3］。在同樣條件下，每鉆爆1循環，常規爆破實際進尺平均為2．09m，而水壓爆破增加到2．41m，提高掘進深度0．32m，即常規爆破7個循環僅相當于水壓爆破6個循環的進尺。提高了經濟效益。由于水壓爆破降塵效果明顯，單個掌子面通風機通風時間縮短約20min，即節約電費110×2÷3×0．75=58．4(元);每延米節約炸藥為7．75kg，單個掌子面節約炸藥費用為243元。水壓爆破與常規爆破相比，每循環節省費用301元。改善了施工環境，保護了洞內施工作業人員的身體健康。水壓爆破與常規爆破相比，粉塵煙霧有明顯的降低，經過粉塵監測儀器實測，粉塵濃度降低了40%。

3應用實例分析二(減少炮眼裝藥量)

3．1工程概況

東風隧道位于南盤江至昆明南區間，設計為單面上坡，隧道最大埋深約170m，進口里程DK638+769，出口里程DK650+065，中心里程DK644+417，全長11296m。為加快施工進度、解決施工及運營期間通風、排水及棄碴等問題，結合地形、地質條件，于DK641+000、DK643+500、DK646+000、DK648+700線路前進方向右側分別設置無軌單車道運輸橫洞一座。進行試驗的1號橫洞承擔主洞DK641+000～DK643+500施工任務，巖層為中厚層灰巖夾薄層灰巖或泥質條帶，隧道圍巖巖石力學強度高，層間結合良好，圍巖基本分級為Ⅲ級。地質復雜，有溶洞、溶槽、突水、突泥及巖爆等。

3．2鉆爆設計

東風隧道主洞上半斷面面積為76m2，打眼深度均為3．8m。東風隧道主洞上半斷面炮眼設計布置如圖6所示。

3．3試驗內容

在相同的炮眼布置、炮眼數量、炮眼深度、網絡連接、雷管梯段下，適當減少裝藥量，在東風隧道主洞按照圖1進行了3個循環常規爆破，按照圖2進行了6個循環水壓爆破。實驗過程中采用了AKFC-92A型礦用粉塵采樣器對爆破后距離作業面20m處粉塵濃度進行了監測。

3．4爆破效果分析

提高了炸藥能量利用率，即節省了炸藥。在同樣炮眼布置、炮眼數量、炮眼深度、起爆順序與間隙時間和地質條件下，每鉆爆一個循環，常規爆破實際用藥量為237．9kg，而水壓爆破僅為229．3kg，不但提高了掘進深度，還節省了炸藥8．6kg，實際單位用藥量由常規爆破0．91kg/m3下降到0．81kg/m3，降低了10．9%。提高了施工進度(施工效率)。在同樣條件下，每鉆爆1循環，常規爆破實際進尺平均為3．44m，而水壓爆破增加到3．72m，提高掘進深度0．28m，每循環爆破進尺有所提高;水壓爆破與常規爆破相比，大塊率降低了30%，提高了巖石破碎度，炮堆長度縮短了24%，方便清渣，大大縮短了出渣時間。提高了經濟效益。由于水壓爆破降塵效果明顯，單個掌子面通風機通風時間縮短約20min，即節約電費110×2÷3×0．75=58．4(元);每排炮節約炸藥為8．6kg，節約炸藥費用為269元。水壓爆破與常規爆破相比，每循環節省費用327．4元。保護了洞內施工作業人員的身體健康。東風隧道1號橫洞洞內作業人員反映爆炸后的粉塵煙霧有所降低，經粉塵采樣器檢測濃度降低了23%。

4結束語

(1)通過從以上兩個工地的應用，不難看出水壓爆破比常規爆破具有“三提高一保護”［3］的效果，即提高了炸藥能量利用率，提高了施工進度，提高了經濟效益，降低了粉塵濃度，改善施工環境和保護了人員健康。(2)在東風隧道應用過程中，減少了炸藥量增加了一定量的水袋，應用效果并沒有因炸藥的減少而影響進尺，反而進尺有所提高，水袋里的水在爆炸的瞬間產生了“水楔”效應［4］，起到了重要的劈裂作用。(3)最初工程現場施工人員對水壓爆破的應用持有懷疑態度，但進行了2個循環以后，能夠熟練掌握制作水袋、炮泥以及裝水袋、堵炮泥等工序，且工程銜接更加緊密，提高了施工效率，使隧道掘進水壓爆破達到最佳效果，得到一致認可。(4)水壓爆破的環保效果極其顯著，粉塵濃度明顯下降，改善了隧道內爆破后的作業環境，減少了爆破粉塵對洞內作業人員身體健康危害，符合國家可持續發展的基本要求。

作者：李慶斌單位：中鐵十八局集團有限公司