淺談路改工程中二氧化碳爆破技術(shù)

唐鵬春+陳良標(biāo)

摘 要：路改擴建工程，道路沿線村莊較多，人口較密集，為考慮安全，可采用二氧化碳爆破技術(shù)。液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)是一種理念先進、方法安全、效果顯著的爆破技術(shù)，屬于物理爆破技術(shù)，具有爆破過程無火花外露、爆破威力大、無需驗炮、操作簡便、不屬于民爆產(chǎn)品，其運輸、儲存和使用獲豁免審批等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于采煤、清堵、建筑物拆除。本文主要就該技術(shù)做詳細(xì)論述供同行參考。

關(guān)鍵詞：路改；二氧化碳爆破技術(shù)；工法

中圖分類號：U416 文獻標(biāo)識碼：A

1.二氧化碳爆破技術(shù)

1.1 二氧化碳爆破原理

二氧化碳爆破器的原理：二氧化碳?xì)怏w在一定的高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過高壓泵將液態(tài)的二氧化碳壓縮至圓柱體容器（爆破管）內(nèi)，裝入破裂片、導(dǎo)熱棒和密封圈，擰緊合金帽即完成了爆破前的準(zhǔn)備工作。將爆破管和安全云毫差起爆器及電源線攜至爆破現(xiàn)場，把爆破管插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當(dāng)微電流通過高導(dǎo)熱棒時，產(chǎn)生高溫?fù)舸┌踩?，瞬間將液態(tài)二氧化碳?xì)饣?，急劇膨脹產(chǎn)生高壓沖擊波致泄壓閥自動打開，被爆破物品或堆積物受幾何級當(dāng)量沖擊波向外迅猛推進，從起爆至結(jié)束整個過程只需0.4ms，且是低溫下運行，與周圍環(huán)境的液體，氣體不相融合，不產(chǎn)生任何有害氣體，不產(chǎn)生電弧和電火花，不受高溫、高熱、高濕、高寒影響。在井下爆破時對瓦斯具有稀釋作用，無震蕩，無粉塵。二氧化碳屬于惰性氣體非易燃易爆物質(zhì)，爆破過程就是體積膨的過程，物理做功而非化學(xué)反應(yīng)。

1.2 二氧化碳爆破產(chǎn)品優(yōu)勢

（1）具有本質(zhì)的安全特性

從儲存、運輸、攜帶、使用、回收等方面均十分安全。主機與爆破器材分離，從灌裝至爆破結(jié)束時間較短。液態(tài)二氧化碳灌注僅需1min～3min，起爆至結(jié)束僅需4ms。實施過程無啞炮，無需驗炮。安全警戒距離短，無安全隱患。爆.破筒回收方便，可連續(xù)使用。

（2）既可定向爆破又可延時控制

特別是在特殊環(huán)境下，如居民區(qū)、隧道、地鐵、井下等環(huán)境，實施過程中無破壞性震動和短波，對周圍環(huán)境無破壞性影響。

（3）在礦井下使用其性能更加突出

無論是高瓦斯礦井，沖擊地壓礦井、水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的礦井還是易自燃礦井均可應(yīng)用。

（4）便利

通過不同的二氧化碳填充量，更換不同型號的定能泄壓片和發(fā)熱活化器可控制膨脹系統(tǒng)的工作壓力，從而適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

（5）經(jīng)濟

整套系統(tǒng)可反復(fù)使用，使用成本低。

（6）安全

組裝、填充和運輸?shù)冗^程安全可靠，相對于炸藥爆破可徹底消除啞炮崩人事故。

（7）快速

組裝、充裝操作簡單，爆破準(zhǔn)備時間短，可大大提高工作效率與量產(chǎn)。

2.具體工法

二氧化碳爆破在石方開挖中使用，主要分為5個工作步驟。第一步是地面操作間的裝管。第二步是爆破工作面的打眼。第三步要將裝好氣的致裂管運輸?shù)焦ぷ髅?。第四步把二氧化碳致裂管放炮眼里面，并且封孔，放炮。第五步回收?/p>

2.1 工作流程（圖1）

2.2 操作方法

（1）組裝

①將致裂器儲液管放在陳列架上，將鐵絲插入主管中，并使帶鉤的一端從主管刻字的一端伸出。然后把用鐵絲勾住加熱裝置的導(dǎo)線并拉動鐵絲使導(dǎo)線從儲液管的另一端伸出。

②將定壓剪切裝上密封墊，并與加熱裝置的導(dǎo)線連接在一起（注意定壓減切片凸起的一端朝里）。然后拉出加熱裝置，使定壓減切片完全進入儲液管內(nèi)。

③先擰緊釋放管，再擰緊充裝閥，均擰到手無法擰動為止。

④將擰好的致裂器放在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。

⑤按住夾緊按鈕壓力上升到10MPa以上后放開。然后按住緊固按鈕當(dāng)壓力上升至10MPa時，放開緊固按鈕。

⑥按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。

⑦重復(fù)步驟⑤。

⑧測量電阻，電阻在1Ω～2Ω為正常。

（2）充氣

①將致裂器放在充裝臺上對好充裝孔，擰緊夾緊桿并用內(nèi)六角扳手打開充裝閥。然后打開致裂器所對應(yīng)的球閥，關(guān)閉沒有致裂器的球閥。

②按下充裝機上的清零鍵，將稱重儀表清零。

③放氣：每天首次工作前，需要放氣，將整個管道排空。先打開充裝臺上的進口球閥和出口球閥。然后按下放氣按鈕，直到出口球閥噴出連續(xù)不斷的白色氣體后，關(guān)閉出口球閥。

④洗管：按下放氣按鈕后，關(guān)閉進口球閥然后打開出口球閥，將致裂器內(nèi)的二氧化碳放出，放出一大部分后關(guān)閉出口球閥。重復(fù)2次～3次。

⑤充裝：關(guān)閉出口球閥后，按下增壓按鈕，待致裂器充滿后機器會自動停止。機器停止后，用內(nèi)六角扳手將致裂器的充裝閥關(guān)閉，然后關(guān)閉進口球閥，再打開出口球閥將多余氣體放出。

⑥測試密封性：將致裂器的充裝閥和釋放管分別放入水中，確保沒有大量氣泡。

（3）鉆孔施工

鉆孔設(shè)備采用KY130型露天潛孔鉆機進行施工，鉆孔深度1m～3m，鉆孔布置采用一字形式。

（4）設(shè)備運輸

①儲液管長1m，外徑73mm，灌裝液態(tài)二氧化碳后質(zhì)量約為25kg。儲液管采用優(yōu)質(zhì)進口鋼材加工而成，結(jié)實耐用，可重復(fù)使用4000次，除了接通電路能啟動爆破外，磕碰、撞擊、高溫都不會對裝置產(chǎn)生損壞。

②儲液管在地面灌裝液態(tài)二氧化碳后，由礦方安排人員提前用礦車運輸至爆破地點。

（5）爆破

①將第一根致裂器和第二根致裂器先連接好，插好插銷。并將第一根致裂器的DC插頭剪短，把兩個線纏在一起，并用絕緣膠布纏好。然后把錐頭連上。

②先插入連接好的兩根致裂器插入孔中，插入前先把提拉桿插到第二根致裂器的釋放管中，然后插入孔中，利用提拉桿支撐致裂器，不然致裂器掉下去。

③將第三根致裂器與第二根致裂器連接好，將第二根提拉桿插入第三根致裂器的釋放管中。然后拔出第一個提拉桿，再把致裂器放入孔中。

④重復(fù)步驟③將剩余的致裂器連接好。

⑤用干細(xì)沙用細(xì)木根吧眼給封孔，確保管不能飛管。

⑥用15的鋼絲繩把每個致裂管的頭部栓起來。

⑦根據(jù)智能云安全發(fā)爆器功率將所有致裂器用導(dǎo)線連接好（單個孔中的致裂器為串聯(lián)，電阻值累計增加）。

（6）回收

①將回收好的致裂器用礦車運到操作間，把致裂器放在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。

②按住夾緊按鈕壓力上升到10MPa以上后放開。然后按住拆卸按鈕，旋轉(zhuǎn)一至兩圈后，放開拆卸按鈕。

③按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。

④重復(fù)步驟②。

⑤將致裂器內(nèi)部的殘渣清理干凈，以便下次使用。

參考文獻

[1]趙海洋.二氧化碳爆破技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用[J].交通世界，2016（12）：15.