緊鄰村莊二氧化碳爆破技術(shù)在路基石方爆破中的研究

李宏偉

摘 要：在路基石方爆破中，二氧化碳爆破技術(shù)的運用較為常見。而在進行緊鄰村莊的路基石方爆破時，對村莊房屋會產(chǎn)生一定影響，為此，在一些研究中提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略。本文將對此方面的研究進行綜述。在對相關(guān)研究分析時，得知爆破過程中產(chǎn)生的飛石與震動是影響村莊房屋安全的主要因素，可用相關(guān)公式計算安全爆破范圍。除此之外，爆破方案的合理選擇能夠預防飛石與震動產(chǎn)生的影響，主要為對炮孔的合理分布與合理堵塞，以及采取不同爆破方式用于不同的爆破區(qū)域。

關(guān)鍵詞：緊鄰村莊;二氧化碳;爆破技術(shù);路基石方爆破

二氧化碳爆破技術(shù)具有多種優(yōu)勢，比如氣體溫度低不易引起周邊瓦斯或者沼氣爆炸、環(huán)境污染小、反復使用、破碎效率高等，成為了目前較為有效的爆破技術(shù)[1]。為促進物流快捷、人們出行便捷等，國家對多地區(qū)規(guī)劃了新的路線，路基石方爆破是路線新修過程中的關(guān)鍵。而在規(guī)劃的路線中，沿途往往緊鄰較多的村莊，不合理的路基石方爆破會對緊鄰村莊產(chǎn)生一定的負面影響[2]。因此，對二氧化碳爆破技術(shù)用于緊鄰村莊的路基石方爆破中的研究進行分析具有重要意義，為相關(guān)路基石方爆破提供有價值的參考。

1 緊鄰村莊常用的爆破方式

1.1 爆破法

深孔爆破通常是指孔徑在50 mm以上，且深度在5 m以上一種爆破，用于礦山開挖以及水利工程開挖等之中。潛孔爆破通常是指孔徑不足50 mm，深度小于5 m的一種爆破。光面爆破即在對爆破參數(shù)與施工方案進行準確制定后，進行的一種分段爆破方式，適用于對輪廓線有一定要求的爆破。預裂爆破是指在進行主要區(qū)域的爆破前進行貫穿裂縫的爆破，適用于對平整度有要求的開挖工程。

1.2 靜態(tài)爆破法

靜態(tài)爆破通常是指在爆破中利用水促使爆破劑產(chǎn)生膨脹而發(fā)揮爆破作用的一種技術(shù)，屬于一種新的爆破技術(shù)，對周圍環(huán)境的危害較小。但是對于需要較強爆破力的工程不適用，會導致工期延長、成本升高等情況。

1.3 氣體膨脹爆破法

氣體膨脹爆破通常是指的二氧化碳爆破技術(shù)，在該技術(shù)中所使用的二氧化碳最初為液體狀態(tài)，將其加熱到80℃后，其狀態(tài)有液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，在此過程中二氧化碳的體積會逐漸增大，利用其膨脹原理實現(xiàn)對巖石等的破碎。

在緊鄰村莊的路基石方爆破中，需要考慮到爆破對村莊房屋、村民人身安全的影響，傳統(tǒng)炸藥爆破所產(chǎn)生的飛石較多、震動較大，安全風險大。靜態(tài)爆破法的爆破力相對較小，影響工期。因此，氣體膨脹爆破法是優(yōu)選方式。

2 二氧化碳爆破技術(shù)原理

二氧化碳屬于一種無色、無毒的氣體，帶有輕微的酸性位，并且該氣體無法助燃。當二氧化碳在一定的條件下能夠以液體狀態(tài)存在，即溫度為20℃，氣壓為5.6×106 Pa。液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)下的二氧化碳體積存在600倍的差距，因此，可形成極高的沖擊力?；瘜W藥劑在混合前被儲存在隔絕氧氣的獨立環(huán)境中，在使用時利用電流促使其發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)熱，此過程中并不出現(xiàn)火焰[3]。當產(chǎn)生高溫后，安全膜被擊穿，此時的液態(tài)二氧化碳被瞬間氣化，在急劇膨脹的瞬間產(chǎn)生高壓沖擊波，促使巖石體等爆破對象開裂。在二氧化碳爆破過程中，從起爆到爆破結(jié)束僅僅需要0.3～0.4秒的時長。二氧化碳爆破過程中，是由二氧化碳的物理能力轉(zhuǎn)化完成，而非化學反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)完成，并且二氧化碳屬于惰性氣體中的一種，并不會與環(huán)境、空氣中的其他液體或者氣體發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生有害氣體等[4]。

3 爆破方案設(shè)計

首先確定鉆孔的間距、不偶合系數(shù)與鉆孔深度。鉆孔的間距需要利用經(jīng)驗公式：a=（7～12）D，其中的D是指鉆孔的孔徑。比如孔徑為100 mm，則鉆孔的間距為（7～12）×100=700 mm～1 200 mm。不偶合系數(shù)利用經(jīng)驗公式Dd=

D/d，其中D為鉆孔的孔徑，而d是指爆破裝置中爆破筒的直徑，通常D/d在2～5。鉆孔深度需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況以及施工圖紙進行安排，通常在2 m～3 m。其次，確定二氧化碳爆破的飛石安全警戒距離，可以利用前蘇聯(lián)經(jīng)驗公式：RF=20KAn2W，其中的RF為飛石距離;KA是安全系數(shù)，通常取值在1～1.5，當處于山地地形時取值1.5～2;N是指爆破作用指數(shù)，n代表爆破指數(shù);W代表最小抵抗線。最后，確定震動安全震動速度，需要考慮到建筑物的種類、新舊程度等。

4 爆破注意事項

4.1 合理布局炮孔

一方面是為了能夠充分利用二氧化碳爆破儀產(chǎn)生的能量來破碎巖石，一方面減少多余的能量導致巖石塊移動失控而引起大量飛石，同時也避免對能量的浪費。爆破過程中，能量過大主要是指在進行爆破時安裝的二氧化碳量過大，所能夠達到的爆破重量超過了實際需要的爆破重量[7]。因此，炮孔的合理布局很關(guān)鍵，在進行爆破前需要加強對炮孔的逐一復核，一旦發(fā)現(xiàn)孔距、排距以及最小抵抗線不符合要求的炮孔，應(yīng)當及時進行補打眼或者調(diào)整二氧化碳充氣量。

4.2 確保灌裝充足

在進行二氧化碳充裝前，比如對空壓機、注液泵性能進行檢查，確保裝置正常。在基礎(chǔ)寧灌裝時，必須按照裝置說明書進行，由技術(shù)人員完成試驗，及時發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，排查相關(guān)故障。在完成灌裝后，將儲液管插入水中檢查，避免發(fā)生漏氣。之后將其運送到施工現(xiàn)場，在進行爆破前對二氧化碳爆破裝置進行再次檢測。

4.3 空隙填塞

在進行爆破前，將二氧化碳爆破裝置與爆破孔之間的空隙，使用棉砂進行填塞，能夠確保爆破裝置與爆破孔的密實接觸，填塞物將氣體壓力傳送給被爆破巖石，可有效減少爆破能力的損失，進而確保被爆破巖石受到最有效的破壞力。在此過程中，必須確保填塞到位，避免出現(xiàn)爆破裝置卡在中間的情況。

4.4 防護措施

二氧化碳爆破技術(shù)雖然能夠減少飛石，但也并不能完全避免，為進一步確保爆破過程中的飛石安全問題，應(yīng)當進行覆蓋防護。

4.5 爆破網(wǎng)連接

由于二氧化碳爆破的爆速相對炸藥爆破較小，需要進行爆破網(wǎng)連接，通常將同一排爆孔進行串聯(lián)，而不同排的爆孔之間采取串聯(lián)，并且在爆破時間起爆，能夠確保爆破的效果。

4.6 實時監(jiān)測

在進行爆破時，加強對爆破震動情況的實時監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，進行二氧化碳爆破技術(shù)的相關(guān)調(diào)整，比如調(diào)整爆破裝置、調(diào)整爆破距離等，進而降低震動效應(yīng)。

5 結(jié)語

在緊鄰村莊的路基石方爆破中，對村莊房屋具有一定影響，比如飛石、震動。二氧化碳爆破技術(shù)具有較高的安全性，并且其爆破效果較好，對巖石的破碎效率理想。在采取二氧化碳爆破技術(shù)時，要綜合多方面因素制定合理的爆破方案。

參考文獻：

[1]崔玉明，張福寶，宋戰(zhàn)平.二氧化碳爆破技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2019，15（5）：

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