液态二氧化碳预裂爆破挖方路基施工技术

王晓健

（中铁十八局集团第四工程有限公司 天津 400050）

现下针对石质路基使用率最高的开凿手段是钻爆，只是实施钻爆手段完成开凿作业时通常情况下必须利用到炸药。部分公路建设想要提升手段标准，提高道路的运行功能以及车辆的安全保障，不得不对某些山进行开凿作业，坚固的砾岩通常情况下为山的主要部分，若是选择机器攻破和开凿，那么，工作效率跟不上，所需花费更多，通过对安全、花费等一系列要素研究的结果来看，选择液体二氧化碳提前开裂爆破手段，便就有了“液体二氧化碳预裂爆破挖方路基施工建设手段”[1]。

1 二氧化碳爆破用品的优点

相比于常规的开凿手段这是一次革命性的创新，取代了常规的炮取手段，对于岩石的破坏性强，不存在太长的抛出长度，在人工方面能有效降低，同时降低对人员的身体伤害。详细的列举该手段的优点：

（1）安全性。在保存，搬运，利用回收等部分都不存在危险因素。关键的机器和造成开裂的材料分开保存，自灌输到山体开裂完毕所需的时长少，液体二氧化碳灌输只要1～3min，开始爆破到最终爆破完毕只要4ms。整个爆破流程不存在哑炮，不存在检验炮。警戒范围小，没有潜在危险。使用过后的可重复利用器具的回收很简单，能够重复利用。

（2）不但能够固定方向破岩石，又能够拖延掌控，尤其是处于特定的状态下，比如在民众居住范围、地下、矿井等场所，在完成爆破作业的过程中，没有过于强烈的震动以及短波，对四周环境方面没有恶劣影响。

（3）整个建设过程中，不需要设立火工库，管制方便，所使用的工作人员不多，不需要专业性的工作者看守。

（4）物资源泉非常多，能够在本地完成物资的索取，在常规的化工厂，加气站等均具备液体二氧化碳。提升效率，减少花费。降低了审批以及管制的难度，于灌输二氧化碳以前全部的物资都是不会导致爆炸的物品。

（5）想要达到不同致裂效果，能够按照作业现场的状况，将致裂器具组合利用。

（6）无污染：规定方向的爆破作业在四周的环境方面没有损害，不会出现危害人体和环境的气体，可以很好地优化作业条件，对作业人员的身体有益。

（7）方便：利用不一样的二氧化碳使用量，变动各种类型的定能泄压片以及相关设备，能够掌控体系的作业压力，由此能够在不同的作业条件下完成任务。

（8）节约：体系内所有的设备都可以重复利用，花费减低。

（9）无潜在危险：组合、灌输以及搬运等流程无潜在危险，能够从根本上杜绝哑炮造成的危险。

（10）高效：组合、灌输等作业容易便捷，爆破预备时长不长，能够很大程度地提升效率和作业量。

2 液体二氧化碳爆炸建设理论和可利用的范围

液体二氧化碳预裂爆炸开凿路基建设手段是选择填充机械将保存工具中的二氧化碳填入到相关器具里，最终通过一系列程序实现爆破目的。

这一类建设手段能够用在路基中，存在坚硬的岩石物质，矿物质以及石料的采集，地下通道，市政等项目的爆破范围，在民众居住区域，对于水文地质等地下条件很复杂的状况，都可以使用这一种爆破手段，具有非常好的成效[2]。

3 建设技术过程和作业重点

3.1 建设技术过程

液体二氧化碳爆炸手段建设工艺程序见图1。

图1 施工工艺流程图

3.2 施工预备

（1）工作者、器械工具的预备

①开始建设前，针对需要操作爆破的工作人员完成训练，同时完成好全部工作人员的技术摸底作业。

②保证液体二氧化碳爆破工具状态能力等因素准备就位，能够达到建设所需的标准。二氧化碳爆破工具的组成有下列几项，二氧化碳保存工具，填充设备，衔接转头设备等。

（2）现场预备

检测被实施爆炸的范围地表以上以及地下所设置的管线。如果存在不良影响，就必须立即和相关部门沟通，完成很好的保存和改动。清理被爆破范围地面以上的种种杂物，做出空里面，同时保证作业面完整度。同时作业通道还必须能够达到让钻机自由活动的标准。

（3）炮孔参考数据的确定

按照真实的状况定下钻孔的类型，钻孔的直径，钻孔的树木等一系列参照数据。在这些参考数据中，钻孔类型按照爆炸方位特点，一般有垂直和斜面两种钻孔方法，按照该工程实际状况，钻孔的参考数据选择直径120mm、深度4m、孔为长3m的梅花形，常规钻孔是垂直的类型，在边坡处选择斜面类型。一定要按照真实的状况去变动。

（4）液体二氧化碳的填充

提前在二氧化碳爆破装置中安装好破裂片等一系列辅助工具，再通过液体二氧化碳填充设备把保存于设备中的液体二氧化碳填充至爆破装置中。填充作业能够按照真实的状况于独立的厂房或者建设场地完成。

3.3 测量放样

在进行放样之前，必须对需要完成爆破的区域成仔细的检测，同时检测清除后的地面高程。按照钻孔参考数据完成放样作业，同时利用特殊物质做出标记。

3.4 钻孔

打孔必须用专业素养高的工作者去完成这项作业，在完成打孔前必须选择尺子对放样所用的物质完成检测，同时把孔的深度，斜面角度等相关数据给其他工作者完成汇报作业。尤其是处于开凿路线的斜面钻孔。因为钻孔的设备本身自带清洁功能，所以完成打孔后不需要再清理。对于已完成的钻孔，必须用合适的设备将其堵住。

3.5 装管、填塞

这个工程里，填进孔里的爆破设备自下而上以合理的顺序安排爆破管，如图2所示，这里2个液体二氧化碳的爆破装置利用其中丝口活接组合而成。由于孔深为4m，因此，提拉设备超出地表65cm。填充完毕后，把细钻渣填进孔隙，利用左右摇晃的方式确认装置被填充达到效果。

图2 爆破设备组成图

3.6 网路连通、启动爆破装置

每一横向爆破装置按照一定的顺序衔接之后，每个纵向爆破装置再进行串联，组成启动网络，在启动之前，必须设定安全警戒区域，选择专业的器具完成爆破设备启动。

3.7 撤管、清理、检查

选择挖掘设备或者装载设备把爆炸装置按照钻孔的类型使用正确的手段撤除，拆卸作业完成后，必须进行清洁，方便以后利用，将爆破装置移除后，对地表造成清理作业，开始下一个临空面，给下一个环节完成准备作业，并且按照爆炸成效检测参考数据是不是科学，同时完成各项总结作业，对这次爆破作业完成评估。

4 质量与安全控制措施

4.1 质量掌控手段以及掌控重点

（1）建设之前，必须完成爆炸测验，按照真实的结论规定钻孔的参照数据。

（2）钻孔必须利用钢尺完成放样作业，必须根据孔位完成钻孔作业。

（3）打孔时，进行到一半的深度时必须完成检测，保证倾斜角度偏差＜±2°、孔深偏差＜±5%，按照钻孔的真实状况确定要不要完成调整，如果孔口部位误差＞2倍孔径，就必须钻新的孔。

（4）钻孔深度如果过大，就必须选择坚硬茹土填充紧实，并且填充到规定的高度。

（5）完成填充工作时，不能上下运动爆破装置，禁止选择石头当作填充物资。

（6）爆炸网络里不可以存在死结，同时爆破设备里面不可以存在接头，钻孔之外每个拉杆必须有充足的距离。

4.2 安全感控手段和掌控重点

（1）必须落实“安全为首、防止为主、全面治理”的安全作业原则，强化安全培训，严格遵守相关制度以及规定，完成好技术方面的汇报。

（2）爆炸任务部门必须具备有效的资格证明。相关操作者必须依据要求利用有关物品，实施钻孔的工作人员必须佩戴防尘口罩。

（3）为了达到安全工作，警示区域必须＞50m，在界限处必须有明确指示，同时要专人去看管，爆破工作者和警戒工作者都必须佩戴对讲设备。

（4）建设时若是发生没有爆炸的装置，撤除和拆卸时即可以明显对比其他装置，又在二次填充时，液体二氧化碳将直接自泄压阀送出。

5 结束语

综上所述，对于传统开采方法的一场新革命。替代传统炮采方法，破岩威力大、抛出距离短，减少施工人员的劳动强度及危险系数，且不会造成放炮崩人事故的发生。道路施工中液态二氧化碳预裂爆破挖方路基施工具有本质的安全特性，既可定向破岩又可延时控制，特别是在特殊环境下，材料来源丰富，可就地取材，环保、便利、经济、安全、快速等诸多优势，值得大力推广和广泛使用。

[1]邓鹏，陈培帅，周鹏.液态二氧化碳爆破技术在临近房屋基坑工程中的应用[J].中国水运（下半月），2017（08）：317～319.

[2]杜泽生，范迎春，薛宇飞，等.二氧化碳爆破采掘装备及技术研究[J].煤炭科学技术，2016（09）：36～42.