液態(tài)二氧化碳預(yù)裂爆破挖方路基施工技術(shù)

王曉健

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司 天津 400050）

現(xiàn)下針對(duì)石質(zhì)路基使用率最高的開(kāi)鑿手段是鉆爆，只是實(shí)施鉆爆手段完成開(kāi)鑿作業(yè)時(shí)通常情況下必須利用到炸藥。部分公路建設(shè)想要提升手段標(biāo)準(zhǔn)，提高道路的運(yùn)行功能以及車輛的安全保障，不得不對(duì)某些山進(jìn)行開(kāi)鑿作業(yè)，堅(jiān)固的礫巖通常情況下為山的主要部分，若是選擇機(jī)器攻破和開(kāi)鑿，那么，工作效率跟不上，所需花費(fèi)更多，通過(guò)對(duì)安全、花費(fèi)等一系列要素研究的結(jié)果來(lái)看，選擇液體二氧化碳提前開(kāi)裂爆破手段，便就有了“液體二氧化碳預(yù)裂爆破挖方路基施工建設(shè)手段”[1]。

1 二氧化碳爆破用品的優(yōu)點(diǎn)

相比于常規(guī)的開(kāi)鑿手段這是一次革命性的創(chuàng)新，取代了常規(guī)的炮取手段，對(duì)于巖石的破壞性強(qiáng)，不存在太長(zhǎng)的拋出長(zhǎng)度，在人工方面能有效降低，同時(shí)降低對(duì)人員的身體傷害。詳細(xì)的列舉該手段的優(yōu)點(diǎn)：

（1）安全性。在保存，搬運(yùn)，利用回收等部分都不存在危險(xiǎn)因素。關(guān)鍵的機(jī)器和造成開(kāi)裂的材料分開(kāi)保存，自灌輸?shù)缴襟w開(kāi)裂完畢所需的時(shí)長(zhǎng)少，液體二氧化碳灌輸只要1～3min，開(kāi)始爆破到最終爆破完畢只要4ms。整個(gè)爆破流程不存在啞炮，不存在檢驗(yàn)炮。警戒范圍小，沒(méi)有潛在危險(xiǎn)。使用過(guò)后的可重復(fù)利用器具的回收很簡(jiǎn)單，能夠重復(fù)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(tài)下，比如在民眾居住范圍、地下、礦井等場(chǎng)所，在完成爆破作業(yè)的過(guò)程中，沒(méi)有過(guò)于強(qiáng)烈的震動(dòng)以及短波，對(duì)四周環(huán)境方面沒(méi)有惡劣影響。

（3）整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，不需要設(shè)立火工庫(kù)，管制方便，所使用的工作人員不多，不需要專業(yè)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(guī)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(fèi)。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(huì)導(dǎo)致爆炸的物品。

（5）想要達(dá)到不同致裂效果，能夠按照作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀況，將致裂器具組合利用。

（6）無(wú)污染：規(guī)定方向的爆破作業(yè)在四周的環(huán)境方面沒(méi)有損害，不會(huì)出現(xiàn)危害人體和環(huán)境的氣體，可以很好地優(yōu)化作業(yè)條件，對(duì)作業(yè)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(dòng)各種類型的定能泄壓片以及相關(guān)設(shè)備，能夠掌控體系的作業(yè)壓力，由此能夠在不同的作業(yè)條件下完成任務(wù)。

（8）節(jié)約：體系內(nèi)所有的設(shè)備都可以重復(fù)利用，花費(fèi)減低。

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

（10）高效：組合、灌輸?shù)茸鳂I(yè)容易便捷，爆破預(yù)備時(shí)長(zhǎng)不長(zhǎng)，能夠很大程度地提升效率和作業(yè)量。

2 液體二氧化碳爆炸建設(shè)理論和可利用的范圍

液體二氧化碳預(yù)裂爆炸開(kāi)鑿路基建設(shè)手段是選擇填充機(jī)械將保存工具中的二氧化碳填入到相關(guān)器具里，最終通過(guò)一系列程序?qū)崿F(xiàn)爆破目的。

這一類建設(shè)手段能夠用在路基中，存在堅(jiān)硬的巖石物質(zhì)，礦物質(zhì)以及石料的采集，地下通道，市政等項(xiàng)目的爆破范圍，在民眾居住區(qū)域，對(duì)于水文地質(zhì)等地下條件很復(fù)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(shè)技術(shù)過(guò)程和作業(yè)重點(diǎn)

3.1 建設(shè)技術(shù)過(guò)程

液體二氧化碳爆炸手段建設(shè)工藝程序見(jiàn)圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工預(yù)備

（1）工作者、器械工具的預(yù)備

①開(kāi)始建設(shè)前，針對(duì)需要操作爆破的工作人員完成訓(xùn)練，同時(shí)完成好全部工作人員的技術(shù)摸底作業(yè)。

②保證液體二氧化碳爆破工具狀態(tài)能力等因素準(zhǔn)備就位，能夠達(dá)到建設(shè)所需的標(biāo)準(zhǔn)。二氧化碳爆破工具的組成有下列幾項(xiàng)，二氧化碳保存工具，填充設(shè)備，銜接轉(zhuǎn)頭設(shè)備等。

（2）現(xiàn)場(chǎng)預(yù)備

檢測(cè)被實(shí)施爆炸的范圍地表以上以及地下所設(shè)置的管線。如果存在不良影響，就必須立即和相關(guān)部門溝通，完成很好的保存和改動(dòng)。清理被爆破范圍地面以上的種種雜物，做出空里面，同時(shí)保證作業(yè)面完整度。同時(shí)作業(yè)通道還必須能夠達(dá)到讓鉆機(jī)自由活動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）炮孔參考數(shù)據(jù)的確定

按照真實(shí)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(shù)據(jù)。在這些參考數(shù)據(jù)中，鉆孔類型按照爆炸方位特點(diǎn)，一般有垂直和斜面兩種鉆孔方法，按照該工程實(shí)際狀況，鉆孔的參考數(shù)據(jù)選擇直徑120mm、深度4m、孔為長(zhǎng)3m的梅花形，常規(guī)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(shí)的狀況去變動(dòng)。

（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(guò)液體二氧化碳填充設(shè)備把保存于設(shè)備中的液體二氧化碳填充至爆破裝置中。填充作業(yè)能夠按照真實(shí)的狀況于獨(dú)立的廠房或者建設(shè)場(chǎng)地完成。

3.3 測(cè)量放樣

在進(jìn)行放樣之前，必須對(duì)需要完成爆破的區(qū)域成仔細(xì)的檢測(cè)，同時(shí)檢測(cè)清除后的地面高程。按照鉆孔參考數(shù)據(jù)完成放樣作業(yè)，同時(shí)利用特殊物質(zhì)做出標(biāo)記。

3.4 鉆孔

打孔必須用專業(yè)素養(yǎng)高的工作者去完成這項(xiàng)作業(yè)，在完成打孔前必須選擇尺子對(duì)放樣所用的物質(zhì)完成檢測(cè)，同時(shí)把孔的深度，斜面角度等相關(guān)數(shù)據(jù)給其他工作者完成匯報(bào)作業(yè)。尤其是處于開(kāi)鑿路線的斜面鉆孔。因?yàn)殂@孔的設(shè)備本身自帶清潔功能，所以完成打孔后不需要再清理。對(duì)于已完成的鉆孔，必須用合適的設(shè)備將其堵住。

3.5 裝管、填塞

這個(gè)工程里，填進(jìn)孔里的爆破設(shè)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(gè)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(shè)備超出地表65cm。填充完畢后，把細(xì)鉆渣填進(jìn)孔隙，利用左右搖晃的方式確認(rèn)裝置被填充達(dá)到效果。

圖2 爆破設(shè)備組成圖

3.6 網(wǎng)路連通、啟動(dòng)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(gè)縱向爆破裝置再進(jìn)行串聯(lián)，組成啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，在啟動(dòng)之前，必須設(shè)定安全警戒區(qū)域，選擇專業(yè)的器具完成爆破設(shè)備啟動(dòng)。

3.7 撤管、清理、檢查

選擇挖掘設(shè)備或者裝載設(shè)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(yè)完成后，必須進(jìn)行清潔，方便以后利用，將爆破裝置移除后，對(duì)地表造成清理作業(yè)，開(kāi)始下一個(gè)臨空面，給下一個(gè)環(huán)節(jié)完成準(zhǔn)備作業(yè)，并且按照爆炸成效檢測(cè)參考數(shù)據(jù)是不是科學(xué)，同時(shí)完成各項(xiàng)總結(jié)作業(yè)，對(duì)這次爆破作業(yè)完成評(píng)估。

4 質(zhì)量與安全控制措施

4.1 質(zhì)量掌控手段以及掌控重點(diǎn)

（1）建設(shè)之前，必須完成爆炸測(cè)驗(yàn)，按照真實(shí)的結(jié)論規(guī)定鉆孔的參照數(shù)據(jù)。

（2）鉆孔必須利用鋼尺完成放樣作業(yè)，必須根據(jù)孔位完成鉆孔作業(yè)。

（3）打孔時(shí)，進(jìn)行到一半的深度時(shí)必須完成檢測(cè)，保證傾斜角度偏差＜±2°、孔深偏差＜±5%，按照鉆孔的真實(shí)狀況確定要不要完成調(diào)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(guò)大，就必須選擇堅(jiān)硬茹土填充緊實(shí)，并且填充到規(guī)定的高度。

（5）完成填充工作時(shí)，不能上下運(yùn)動(dòng)爆破裝置，禁止選擇石頭當(dāng)作填充物資。

（6）爆炸網(wǎng)絡(luò)里不可以存在死結(jié)，同時(shí)爆破設(shè)備里面不可以存在接頭，鉆孔之外每個(gè)拉桿必須有充足的距離。

4.2 安全感控手段和掌控重點(diǎn)

（1）必須落實(shí)“安全為首、防止為主、全面治理”的安全作業(yè)原則，強(qiáng)化安全培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守相關(guān)制度以及規(guī)定，完成好技術(shù)方面的匯報(bào)。

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

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

（4）建設(shè)時(shí)若是發(fā)生沒(méi)有爆炸的裝置，撤除和拆卸時(shí)即可以明顯對(duì)比其他裝置，又在二次填充時(shí)，液體二氧化碳將直接自泄壓閥送出。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于傳統(tǒng)開(kāi)采方法的一場(chǎng)新革命。替代傳統(tǒng)炮采方法，破巖威力大、拋出距離短，減少施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及危險(xiǎn)系數(shù)，且不會(huì)造成放炮崩人事故的發(fā)生。道路施工中液態(tài)二氧化碳預(yù)裂爆破挖方路基施工具有本質(zhì)的安全特性，既可定向破巖又可延時(shí)控制，特別是在特殊環(huán)境下，材料來(lái)源豐富，可就地取材，環(huán)保、便利、經(jīng)濟(jì)、安全、快速等諸多優(yōu)勢(shì)，值得大力推廣和廣泛使用。

[1]鄧鵬，陳培帥，周鵬.液態(tài)二氧化碳爆破技術(shù)在臨近房屋基坑工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)（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(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2016（09）：36～42.