二氧化碳爆破技术在高速公路施工中的应用

陈三虎

摘要：二氧化碳爆破技术是全新发展的技术，最初应用在煤矿爆破工作中，并逐步推广应用在高速公路建筑行业。这项技术有较高的安全性，并不会产生较大的噪音与振动，对附近环境影响相对较轻，获得最佳的应用效果。本文针对二氧化碳爆破技术，简单分析了这项技术的操作原理，并提出实际操作方法，从而科学探讨了实际应用情况。希望可以为其应用在高速公路施工中提供科学参考。

关键词：二氧化碳爆破技术；高速公路施工；应用

在高速公路路基石方操作过程中，为了有效降低影响附近环境的程度，尤其是干扰附近房屋的状况，迫切需要采取效率较高，并且具有一定经济可行性的方法破碎石方，比如二氧化碳爆破。这项技术是一项全新的方法，研发初期是围绕瓦斯气体、沼气周围的相关项目开展。

一、操作原理

（一）准备工作

首先，提前准备一个不锈钢材质的密闭专用存储气体的容器，保证3方左右的体积容量，在周围气站灌入气体，在工地阴凉位置安放，避免直射。其次，利用挖掘设备清除工地散落的岩石，对附近土方或软石及时挖除，提供最理想的临空面，建立钻孔操作品台，这也是提升操作效率的基础；清理临空面以后，在岩石上方利用潜孔钻机开展操作，结合岩石硬度特点，实际体积，操作直径和深度进行操作，尽可能保持垂直进行钻入，严控孔径，避免超过120mm[1]。

（二）施工操作

在规定高压下可以将气体转化为液体，利用高压泵向容器内部压缩液体，安装安全膜、破裂片以及密封圈等，紧固合金帽，顺利做好开启操作。向操作现场放置有关设备，向钻孔内部插入爆破筒并及时固定，与起爆设备电源科学连接。当导热棒顺利通过微电流时，形成的高温对安全膜有效击穿，立刻发生气化反应，快速形成的膨胀带来高压冲击波自行开启了泄压阀，由于几何级当量冲击波严重影响物品从而对外快速推进，这个发展流程仅需0.4毫秒，同时在低温状态下运作，不能有效融合附近环境存在的气体和液体，产生的气体也没有毒害，无任何电弧与电火花，亦不会被高温、高热等因素的制约。

二、实际方法

（一）组装

第一，在陳列架上安装致裂器储液管，并向主管插入铁丝，从刻字一端伸出带钩一端。之后利用铁丝与加热设备导线连接，并由储液管另一端伸出导线。

第二，把定压剪切与密封垫进行安装，并科学连接加热设备。之后将其拉出，在储液管内部完全浸入定压剪切片。

第三，紧固处置释放管和充装阀，直到手工无法拧动。

第四，在拆装机钳口上安放致裂设备，并向拆装头插入充装阀。之后顺时针转动急停按钮，按下启动按钮。

第五，提升夹紧按钮压力之后松开。之后按住紧固按钮提升压力达到10MPa时，松开按钮。

第六，掉头处置致裂设备[2]。

（二）充气

第一，在充装台上把致裂设备对准充装孔，紧固夹紧杆并采取扳手开启充装阀。之后启动与这一设备对应的球阀，关闭缺少致裂设备的球阀。

第二，按下清零键，把称重设备清零。

第三，放气：第一次操作之前，应按照要求放气，排空全部管道。开启充装台上的进出口球阀。按下放气装备，直至持续白色气体出现在出口球阀，及时关闭。

第四，洗管：按下放气设备，关闭进口球阀开启出口球阀，排放相关的气体，之后关闭处漏球阀。

第五，充装：出口球阀关闭以后，实施增压操作，充满致裂设备以后自行终止。开启出口球阀排放多余气体。

（三）钻孔

利用潜孔露天钻开展操作，保持1-3m的操作深度，通常一字形式设计钻孔。

（四）运输

第一，使用优质材料加工制作储液管，使其满足结实需求，可以不断反复使用，与电路接通以后实现操作，此外撞击和高温等都会破坏设备。

第二，将液态气体装入储液管以后，安排专业人员运输。

（五）爆破

第一，科学连接一、二根致裂设备，并且剪短第一根插头，彼此缠绕，采取绝缘布处置。

第二，将两根致裂设备插入孔科学连接，向释放管内部插入第二根致裂设备，采取提拉杆对设备有效支撑。

第三，采取细沙封堵细木根孔眼，避免发生飞管现象。

第四，采取钢丝绳栓起所有致裂管的顶部。

第五，结合安全发爆设备运行功率连接全部致裂设备。

（六）回收

第一，将致裂设备运输至工作区域，并在拆装头内部统一安装充装阀。之后顺时针对按钮迅速旋转，开启拆装设备。

第二，按下拆卸按钮，旋转一到两圈以后，拆除这一设备。

三、实际应用

高速公路路基处在丘陵区，连绵起伏的山体，形成残坡积粉质粘土，增加了风化层厚度。与村庄最小直线距离尚未到200m，大部分是古宅。在施工前期普通操作中，严重震动了房屋，大多数房屋也出现相应的开裂现象。经过协调处置，替换操作工艺。

采取破碎锤和人工方式，都无法得到最佳的效果，最后决定使用合理的技术，破碎锤与解小综合方式安排开挖石方工作。

人工解石：这一操作具体是人工进行打眼，成孔以后向孔口楔入钢楔子，采取大锤对其尾部有效锤敲，从而分解石块。具体操作中不会出现震动，降低了噪音污染，但效率很低，增加操作成本。

破碎锤解石：广泛应用在公路开挖石方中，不会出现震动。但是由于孤石形成了十分光滑的表面，增加了强度，锤尖接触孤石时容易产生滑脱，通过实际计算，这一操作功效很低，投入较大。

二氧化碳爆破与破碎锤解小密切配合：这一方法采取潜孔钻预先实施钻孔，通过这项技术，向爆破管内部注入液态物质，凭借液态向气态转化时形成的巨大推力成功分裂石头，利用破碎锤认真开展解小处置。操作效率较高，投入不多。

一般性的炸药操作：主要采取前钻孔预先进行钻孔，将乳化炸药放入孔内部，凭借操作形成的推力解小处理石方，无法顺利装车的，采取小剂量炸药进行二次解小。

四、结束语

综合分析，在实际操作中应用二氧化碳爆破技术，不仅提高了控制水平，还达到安全且稳定的目标，不会形成较大的振动，噪音污染相对较轻，亦不会影响附近环境。

参考文献：

[1]孙建中.基于不同爆破致裂方式的液态二氧化碳相变增透应用研究[D].徐州：中国矿业大学，2016：16.

[2]霍中刚.二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术[D].煤炭科学技术，2017（6）：80-83，

（作者单位：新疆北新路桥集团股份有限公司）