聚能水压光面爆破技术在米林隧道中的应用

陈 严 生

(中铁十七局集团第五工程有限公司,山西 太原 030032)



聚能水压光面爆破技术在米林隧道中的应用

陈 严 生

(中铁十七局集团第五工程有限公司,山西 太原 030032)

以拉林铁路米林隧道工程为例，从施工准备、钻孔、清孔、装药、爆破、出碴、初期支护等方面，阐述了聚能水压光面爆破技术的主要施工工艺，经实践证明，该技术简化了装药步骤，缩短了钻爆时间，降低了施工成本。

隧道，水压光面爆破，聚能管，装药量

拉林铁路米林隧道位于林芝地区米林县，念青唐古拉山与喜马拉雅山之间的藏南谷地高山区。其中，米林隧道全长11 560 m，地质覆盖层主要为第四系碎石土、细砂、卵石土，下覆基岩为片麻岩、糜棱岩及碳酸盐岩块。隧道主要为Ⅱ级、Ⅲ级围岩，发育有岩爆和高地温等不良地质。隧道采用新奥法施工，钻爆法作为隧道开挖掘进的主要施工技术手段。聚能水压光面爆破技术在此得到了实践应用，主要介绍聚能水压光面爆破技术的主要施工工艺，工程实践及效果，为今后隧道施工积累了可靠的经验。

1 主要施工工艺

1.1 施工准备

1)爆破设计：米林隧道进口围岩等级以Ⅱ级围岩为主，主要为片麻岩，全段面开挖，开挖断面尺寸高8.6 m×宽7.6 m，全断面56 m2。钻爆采用垂直楔形掏槽，常规光爆法总炮眼数量为136个，其中周边眼45个、掏槽眼(辅助掏槽)46个,辅助眼29个,抬眼6个,底板眼10个，辅助眼设计深度为3.8 m，掏槽眼设计深度为4.7 m。采用聚能水压光面爆破时，将周边眼间距调整为1 m，即周边眼数量减少一半。

2)炮泥制作：炮泥主要采用黏土、砂和水三种材料。黏土采用干净的普通黏土，含水量控制在8%以下，颗粒不超过10 mm，清除草根等杂物。砂采用洁净细砂，最好使用河砂。黏土和砂中如掺杂了小碎石块时，需先过筛处理，防止卡炮泥机叶片发生故障。

炮泥使用PNJ-A炮泥机制作。加工炮泥的前一天，把过筛黏土、砂和水按0.75∶0.1∶0.15的配比人工拌合、焖料，提高制成炮泥的柔韧性。制作时，首先在料斗中加入焖好的泥料约20 kg，再打开电源，在转动螺旋推压下，泥料边向前输送并挤压密实，在卧式螺旋输送成型器端头不断地挤压出来，生产出来的炮泥按照20 cm～30 cm的长度进行切割。炮泥一般在使用前1 h～2 h制作，外包裹塑料薄膜在阴凉处存放。

3)水袋制作：水采用洁净无油污的施工用水，水袋采用聚乙烯塑料袋，长200 mm，直径为35 mm，袋厚约为0.8 mm。水袋采用专用设备KPS-60塑料袋灌装封口机制作。开机前进行定量调节，打开机器后门，松开泵连杆端头螺母，调节位移蝶形螺母即可得到所需灌装容量，顺时针减少，反之增大。调整好后拧紧端头螺母，以防松动移位；打开电源，指示灯亮，调节温控调节器，当封口温度由绿灯变为红灯时，即达到所调解封口温度。在开始灌注封口前，把主开关拨上，等机器运转两次，使计量泵内吸满水，将空气排除后，把主开关拨下，塑料袋由人工用双手拇指和食指夹住，套在出水管口上，按启动开关，完成自动灌注和封口。

4)聚能管组装：聚能管根据现场情况设计长度为2.5 m,主要原料为半壁管，乳化炸药和起爆雷管。半壁管是PVC管，由专业工厂生产，聚能管由2个半壁管组成，半壁管有1个凹进去的槽叫聚能槽，壁厚2 mm。乳化炸药为施工现场通用炸药，起爆雷管为施工现场通用的非电毫秒雷管。

往半壁管注药是组装聚能管装置主要工艺。主要设备为装药桶，小型空压机和注药枪等三种设备。装药桶高50 cm,直径22 cm,不锈钢材料制作；空压机功率800 W，重23 kg；注药枪长45 cm，重0.8 kg。首先将乳化炸药拆除外包装装入到装药桶内，再用空压机加压将装药桶内炸药转移到注药枪内，炸药枪满后，给炸药枪加压，向半壁管内连续不断地注入炸药，注意绝对不能超过控制压力，然后将两个半壁管相扣，装上起爆雷管，外用卡套卡住。

1.2 钻孔及清孔

先放好断面中线，水平，并在开挖面划好轮廓线和炮眼位置，炮眼的深度、角度、间距要符合先前钻爆参数设计及技术交底要求。钻孔台车就位，采用风枪，空压机等机具钻孔到位，装药前将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。

1.3 装药及爆破

1)装药：聚能水压光面爆破与常规光面爆破相比，在现场实际装填顺序根据炮眼作用不同分别为：辅助眼：先往炮眼最底部装填一袋水袋，必须把水袋捅到底，随后装填药卷，药卷数量要比常规爆破少1卷，药卷必须与最底部水袋靠紧，然后用PVC管量测炮眼还有多深，其深度的1/2为装填水袋的累计长度。掏槽眼：装药顺序与辅助眼装药顺序一致，只是在装药卷的数量上比常规爆破少2卷。周边眼：先装填一节水袋，然后将聚能管装置装入到周边眼内，聚能槽方向一定要沿着轮廓线方向放置，最后用水袋炮泥堵塞炮眼。

2)爆破：起爆网络采取孔内延期微差、孔外簇联的起爆方式，各引爆雷管之间采取并联的方式，以保证起爆网络的可靠性和准确性。导爆索连接方向和连接点的牢固性；导爆管不能打结和拉细；引爆雷管用黑胶布紧紧包扎在离一簇导爆管自由端10 cm以上处，网络联好后，要有专人负责检查，确认无误后，方准起爆。起爆顺序：从掏槽眼开始，辅助眼依次向外进行，最后是周边眼、底板眼。

1.4 出碴及初期支护等

爆破后，立即通风，进行排烟降尘，聚能水压爆破有效减少了粉尘量，缩短了通风时间。然后进行危石，哑炮等排险，确认无误后，出碴车外运弃碴，初期支护，喷射混凝土等后续施工。

2 工程实践效果

拉林铁路米林隧道施工中，为了提高隧道光面爆破效果，减少隧道超欠挖，在水压光面爆破的基础上，创新增加了聚能管装置，实践应用了聚能水压光面爆破技术。

在米林隧道中选取了两段相同条件的围岩级别的掌子面，分别进行了全断面聚能水压光面爆破和全断面水压光面爆破。炮眼布置如前所述，爆破的掏槽形式、炮眼布置、数量、深度等设计与水压光面爆破基本一样，不同的是聚能水压光面爆破减少了一半周边炮眼数量，且采用了聚能管装置。实践后，对爆破效果和经济效益进行了对比分析，从现场观测效果看，聚能水压光面爆破的超欠挖情况优于水压光面爆破。从经济效益上分析，在炸药用量一致的情况下，实施聚能水压光面爆破后，一是光爆轮廓线圆滑，装药量不增加的前提下，孔距增大，减少周边炮眼50%数量，减少钻孔人员，简化了装药步骤，缩短了钻爆时间，进一步降低了施工成本；二是围岩岩面平整，为锚喷、衬砌等工序创造了有利条件，同时还减少了超挖和回填混凝土的数量，节约了成本，取得了较大的经济效益。

3 结语

通过现场实践，聚能水压光面爆破技术适用于隧道 Ⅱ 级,Ⅲ 级围岩，取得了良好的效果。聚能水压光面爆破技术是水压光面爆破技术的延伸发展及技术创新。目前，它还处于工程实践试验阶段，对于软弱围岩等地质条件应用仍需进一步探索和总结。它和水压光面爆破可谓是一对孪生兄弟，未来将具有较高的经济推广价值。

[1] 刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京：冶金工业出版社，1999.

[2] 何广沂.工程爆破新技术[M].北京:中国铁道出版社，2000.

[3] 秦建飞.聚能预裂(光面)爆破技术[J].工程爆破，2007,13(2):19-24.

Application of energy-gathering smooth hydraulic blasting technology in Milin tunnel

Chen Yansheng

(China Railway 17th Bureau Group 5th Engineering Co., Ltd, Taiyuan 030032, China)

Taking Milin tunnel engineering of La-Lin railway as an example, starting from aspects of construction preparation, drilling, hole cleaning, powder charge, blasting, mucking and removing and preliminary support, the paper describes major construction technologies of energy-gathering smooth hydraulic blasting technology. Practice proves that: the above-mentioned technology simplifies the powder charge procedures, shortening drilling time and reducing construction cost.

tunnel, smooth hydraulic blast, energy gathering pipe, charge mass

1009-6825(2017)08-0176-02

2017-01-03

陈严生(1981- )，男，工程师

U455.6

A