山岭隧道爆破施工技术的发展与展望

2021-11-29 08:59方俊波刘洪震翟进营
隧道建设(中英文) 2021年11期
关键词:凿岩雷管炮孔

方俊波, 刘洪震, 翟进营

(中铁隧道局集团有限公司, 广东 广州 511458)

0 引言

目前,我国是世界上修建隧道数量及里程最多的国家。如此众多的隧道工程绝大多数采用钻爆法施工。隧道钻爆法施工是利用钻孔机具进行围岩钻孔,然后在孔中装填炸药及起爆器材,堵塞后起爆,依靠炸药爆轰气体压力及冲击波破碎围岩,达到隧道掘进的目的。与盾构法施工相比,钻爆法具有对复杂地质条件适应性强、施工成本较低、前期投入少等特点,是目前和将来一段时期内隧道掘进的主要手段[1]。

山岭隧道爆破施工技术主要包括爆破器材、钻孔装药机具的应用及爆破技术等方面。国内学者于2005年前后针对隧道爆破技术的发展进行过相关论述。自20世纪90年代,历经30年时间,我国才发展至目前的隧道爆破技术水平,即凿岩台车钻孔或多功能台架配合人工手持风钻钻孔,导爆管雷管非电起爆系统起爆,楔形掏槽技术、光面爆破技术应用等。目前,我国隧道爆破施工技术发展进入了第3代(台车钻孔、非电毫秒雷管起爆、4 m以上深孔掏槽技术及光面爆破技术),达到国际上同等施工技术水平。近年来,我国学者分别在凿岩台车应用、机械化装药及隧道爆破技术等方面进行了较多研究。文献[2-8]针对隧道施工机械化重点配套,对凿岩台车的应用、隧道爆破施工技术等方面进行了详细研究,介绍了液压凿岩台车顶盘结构改进、加强施钻精度控制等办法,能达到较好的光爆效果。

通过对已有文献分析可知,我国隧道爆破技术近几年的进步,首先得益于钻孔机械的发展,即采用大型凿岩台车安全快速钻孔,取代了人数众多的人工手持风钻施工;其次是工业电子雷管逐渐推广应用,使得隧道爆破施工的安全性及劳动强度均有较大改善。尽管采用凿岩台车等新技术装备已是大势所趋,但由于受凿岩台车本身结构的影响及远距离操作的要求,在钻孔过程中周边孔较大的外插角无法避免[9-10],爆破产生的超挖依然较人工手持风钻大。特别是目前实施的隧道施工规范、标准,仍是按人工手持风钻施工考虑超挖及回填混凝土的费用,使得部分施工单位对采用凿岩台车施工的积极性不高。最后,有一个尚未开展的工作是隧道装药机械化,国外隧道爆破施工中成功应用了混装炸药车,而我国由于炸药生产、销售等环节存在管理部门多、具有地域性等原因,已成为制约山岭隧道爆破技术发展的瓶颈。总之,我国隧道爆破技术日臻成熟与完善,在光面爆破技术、楔形掏槽技术等方面已处于领先水平;隧道爆破器材应用与世界处于同步水平;但隧道爆破施工机械配置与其他国家相比差距较大,在推广钻孔机械化、智能化、装药自动化、减人增效等方面仍需要做大量的工作。

1 隧道爆破技术的现状

隧道爆破施工技术水平与爆破器材、钻孔装药机具及爆破技术发展息息相关。

1.1 隧道爆破器材

在目前的隧道钻爆法施工中,成品乳化炸药扮演了重要角色。成品乳化炸药防水性能良好、爆力高、安全性好,爆破后产生的有毒有害气体少。但使用成品乳化炸药存在以下不足之处: 1)使用成本相对较高,目前非直供炸药购买价格在1.0万元/t以上,是生产成本的2倍以上; 2)运输、储存的安全管理风险大,目前国内较大的炸药爆炸事故大多数发生在运输或储存阶段; 3)常常需要大容量的存储库房,而办理5 t及以上储存库,需要省级公安部门审批、验收,建库标准要求更高,办理程序复杂且周期长; 4)需要提前将成品乳化炸药运至施工现场,增加了工作面安全风险; 5)装药时需要多人同时装药,增加了隧道作业人员数量,加剧了“群死群伤”的可能。尽管存在以上不足,但我国隧道爆破仍将在相当长时间使用成品乳化炸药,这与我国炸药生产与使用等管理机制固化有关。炸药属于重大危险品,其生产许可由国家工信部管理,而使用许可则由当地公安机关管理,施工单位不能自主生产炸药,必须依靠生产厂家供应,流通环节多且复杂,增加了使用成本。

目前广泛使用的非电毫秒导爆管雷管具有起爆安全可靠、抗杂散电流及静电等功能,但其主要不足是不具备网路导通检测功能,以及段别固定且数量少、延时误差较大易出现跳段等现象。

1.2 隧道钻孔机具

隧道爆破钻孔机具主要有人工手持风钻和凿岩台车2种。目前国内隧道施工以风动凿岩设备为主导,人工手持风钻配合作业台架(见图1)在我国隧道施工中的作用发挥到了极致,其工作效率甚至超过了凿岩台车,但其施工人员多、劳动强度大、安全性差等特点注定其是一种落后的钻爆施工方式。随着时代的发展与进步,在年轻一代中,从事艰苦的人工钻爆开挖工作的人愈来愈少,致使人数众多的人工手持风钻作业成本逐年上升,一旦其综合施工成本上升至一定程度,与国外一样,风钻退出历史舞台将是必然。

图1 人工手持风钻配合作业台架

1.3 炮孔堵塞机具

在山岭隧道钻爆法开挖过程中一直存在着一个误区,大部分施工人员认为“炮孔堵塞炮泥费工且麻烦,不堵塞亦能得到较好的爆破效果”。在此思想指导下,我国许多隧道爆破时基本不进行堵塞,致使炸药爆炸能量利用率大大降低,施工成本增大,特别是光面爆破效果差。为了改进此状况,铁路、煤炭等系统在2000年后发明并制造了炮泥机(见图2),专门生产炮孔堵塞用泡泥[11-12]。近十年来,为了加强炮孔堵塞及降低爆破粉尘,国内技术人员又采用在定制的长条型塑料袋中装入不可压缩的水介质,并研制了水袋灌装设备(见图3)[13-14]。

1.4 隧道爆破技术

1.4.1 掏槽技术

2000年前,我国隧道钻爆开挖主要使用直孔掏槽。2000年后,随着隧道钻爆技术的发展,逐渐形成了适用于中国国情的楔形掏槽技术(见图4)。优点: 楔形掏槽适用于各类岩层[15],掏槽效果好,槽腔体积大、槽孔的位置和倾角的精度对掏槽效果影响不大,炮孔数量少,炸药单耗低[16]。缺点: 掏槽深度易受断面宽度限制、爆堆分散,岩石抛掷距离较远。目前,我国绝大多数钻爆法隧道采用省孔少药的大间距楔形掏槽技术进行钻爆施工。一般人工手持风钻施工时掏槽深度可达到3.0~4.0 m,凿岩台车施工时掏槽深度可达到4.0~5.0 m。

图2 炮泥机

图3 水袋炮泥灌装机

1.4.2 光面爆破技术

光面爆破技术是通过采用导爆索、竹片等间隔装药方式(见图5),并控制周边孔间距、抵抗线及装药量,达到减少炸药过度损伤围岩、提高爆破成型效果、减少超欠挖的目的。至20世纪90年代,山岭隧道光面爆破技术已趋于成熟,并成为了项目施工管理中的强制性实施项目。光面爆破技术使得隧道开挖断面成型好,超挖量也有所减少(见图6)。

(a) 正洞全断面爆破炮孔布置

(b) 正洞全断面爆破掏槽孔布置

图5 周边孔装药结构示意图

图6 隧道光面爆破效果

1.4.3 隧道爆破振动控制技术

爆破地震效应被认为是爆破“公害”之首。隧道爆破振动对邻近建筑物、桥隧、公路等设施可能造成破坏,是隧道爆破工程设计与施工必须考虑的内容。经过长期的技术积累,爆破技术人员根据爆破振动经验公式计算最大允许单段药量以控制可能产生的最大爆破振动速度,同时优化循环进尺及分区爆破以控制一次起爆规模,选择合理的延期时间,调整炮孔间距及抵抗线,采用高精度电子雷管实现单孔单响、在传播路径上钻设隔振孔等措施来降低隧道爆破产生的爆破振动影响。

1.4.4 隧道开挖工法现状

目前,一般的山岭隧道主要有2种开挖方法,即全断面法与分部开挖法(上下台阶法、三台阶法、CD法、CRD法等)。全断面法适用于Ⅰ—Ⅲ级围岩,分部开挖法适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩。特别是软弱围岩(含破碎硬质岩)或超大断面隧道施工的设计主导思想是进行分部开挖,即把隧道开挖大断面分割为小断面,以确保开挖面自稳。这种方法看似简单可行,但其缺点十分明显,分块愈多,愈不利于隧道结构及时封闭成环、及时承载,特别是多次爆破对软弱围岩的扰动量大,更不利于围岩稳定。

2 隧道爆破技术的发展

2.1 隧道爆破器材

2.1.1 炸药

在国外,混装炸药早已用于隧道施工中,其摈弃了成品乳化炸药的诸多缺点。即在爆破现场利用混装车直接将各种原材料或半成品进行输送、混制、装填于炮孔中,进而进行爆破作业。混装炸药使用相对安全,装药时依靠机械,需要人工数量少。国内隧道钻爆法施工则由于使用机制等原因仍未能大规模应用混装炸药,只是在矿山等大直径中深孔露天爆破中有所应用。

目前,隧道机械化施工成为趋势,但唯有装药工序仍采用手工装药,未能实现机械化作业。为了有效减少现场装药人员数量,国内有的项目在隧道爆破施工中采用成品散状乳化炸药代替混装炸药进行机械化装药试验并取得成功。

隧道用散装乳化炸药自动装药系统如图7所示,其由散装乳化炸药和润滑剂输送泵、静态混合器、送管器等组成。装药前根据钻爆参数,在控制板上设置各孔装药量和耦合度。利用台车吊篮装药,输药管自动送管、拔管(遥控器显示装药量、送管深度、泵送压力等),但仍需要人工装填起爆弹、对孔等。该系统优点: 1)减少作业人员,实现了减人增效、以机代人; 2)自动化装药,实现了精细化爆破,有利于改善爆破效果。缺点: 光爆孔无法实现间隔装药,以及因管中残留、全偶合装药等原因,炸药消耗增加10%~25%。另外,由于散装炸药是成品乳化炸药,尽管对其起爆敏感度进行了减敏,但装药器对成品炸药产生的挤压是否存在安全隐患仍需要进一步验证。

图7 隧道用散装乳化炸药自动装药系统

2.1.2 雷管

与非电毫秒雷管相比,工业电子雷管在隧道爆破施工中占比愈来愈大。工业电子雷管起爆系统(见图8)是一个完全实现在线编程、在线检测的工程爆破系统,主要由工业电子雷管、连接线及起爆控制器组成。采用专用起爆器、密码授权起爆,具有抗静电、抗杂散电流、抗射频等特点,使用安全,具备起爆前网路检测功能,使用可靠;同时,还能在起爆前进行延时在线设置、在线校准,延时控制精确,实现逐孔起爆技术,最大程度减轻爆破振动。但工业电子雷管单价较高,目前其单价至少是导爆管雷管的3倍,而隧道施工定额是按照导爆管编制的,采用工业电子雷管对隧道施工成本影响较大。

图8 工业电子雷管系统

2018年,中铁隧道局承建的珠海板樟山新增隧道施工中,使用了河南前进化工厂生产的工业电子雷管。施工初期,电子雷管盲炮率高达6%。厂家对未起爆的电子雷管进行了拆解分析,发现均是药头部分发生了破坏。随后,厂家对电子雷管药头及芯片进行加固保护,并对塑料卡扣进行了防水处理。优化后,每循环盲炮率基本控制在1%以内,甚至多个循环未发生盲炮情况,证明了工业电子雷管在隧道爆破开挖中的应用是成功的。

2.2 隧道钻孔机具

隧道施工使用凿岩台车“以机减人、以机代人”的趋势不可扭转。近年来,随着国内装备制造技术的发展,凿岩台车(见图9)国产化程度愈来愈高,购置成本逐年下降,同时进口凿岩台车设备也开始降价,综合考虑施工方法、工期、隧道规模、断面尺寸、环保及企业战略目标等因素,愈来愈多的施工单位开始组建专业化凿岩台车公司,购置凿岩台车进行隧道钻爆掘进[7-8]。凿岩台车能在距掌子面8~10 m操作钻孔,且只需要2~3人操作,安全性好,钻孔速度快,能一机多用(可施工超前探测孔及锚杆孔等)。针对凿岩台车因结构等原因造成的较大超挖,亦能通过技术改进[17]、采用长短孔形式[4]及加强施工管理[7]等办法,达到在一定程度上减少隧道超欠挖的目的。

图9 三臂全电脑凿岩台车

总之,隧道钻爆法施工中应用凿岩台车已成为隧道工程机械化发展水平的重要标志。特别是全电脑凿岩台车,理论上可实现无人化操作,自动按图施工,能通过导入车载主控电脑的爆破设计参数,台车按照预设钻孔参数工作,可确保开孔准确、炮孔间平行、炮孔与隧道轴线平行、炮孔底部位于同一铅垂面内,即准、平、直、齐等;能实现钻孔数量、角度、深度等参数自动收集,实时监测钻孔压力、钻孔速度、钻杆旋转速度等参数,据此自动预判前方地质情况,优化施工方案;能利用台车上搭载的3D扫描仪进行隧道开挖面轮廓扫描,形成隧道轮廓点云图、三维结构模型和超欠挖数据等。通过电脑还能输出多种数据和报表,实现信息实时共享,实现钻爆过程智能化管理和随时监控。

2.3 爆破施工技术

2.3.1 爆破开挖工法

随着安全性施工需要,隧道开挖工法逐渐摈弃了多分部工法,逐步推广微台阶法(含仰拱)(见图10)、全断面(含仰拱)(见图11)开挖法。在采取超前注浆加固等辅助施工措施后,Ⅳ级围岩地层也可采用全断面法施工。这样有利于采用大型配套机械化作业,施工速度快且工序少,便于施工组织和管理。

仿仰拱开挖工法要求仰拱与拱墙初期支护一并施作,能够尽早封闭成环,确保后续工序施工安全。采用微台阶法施工时,凿岩台车大臂可以进入上台阶施钻,从而上下台阶可以同时实现凿岩台车快速施工。

图10 微台阶(含仰拱)开挖法施工工序示意图

图11 全断面(含仰拱)开挖法施工工序示意图

2.3.2 聚能水压光面爆破技术

为解决常规光面爆破的种种不足(间距小、炮孔多),国内爆破技术人员研发并应用了“隧道掘进聚能水压光面爆破技术”[18-19]。该技术是在周边孔中采用聚能管装置(见图12)替代常规药卷和导爆索,并使用注药枪(见图13)将成品乳化炸药或散装炸药注入聚能管中,装入导爆索,扣好塑料盖,再在炮孔中最底部和上部装入水袋, 孔口用炮泥堵塞。爆破时通过聚能管聚能槽产生的高温高压射流、“水楔”作用以及增加了爆轰气体爆轰压力和做功时间,尤其是高温高压射流形成的切割效应,使得岩石破碎面沿预定方向破裂,爆破岩面平顺整齐,同时水袋产生的水雾亦起到了降尘效果,改善了作业环境。

图12 聚能管

图13 注药枪

3 隧道爆破技术展望

3.1 隧道施工机械化方面

机械化、智能化是隧道施工的发展方向。单体设备通过加装无人驾驶操作系统,进行设备行走;通过三维激光扫描或雷达技术,确定与其他物体的相对位置;通过部署的5G网络,确定空间位置;通过设备智能操作系统,实现人工操作。

3.1.1 钻孔设备

目前,采用计算机控制的全电脑凿岩台车能实现无人化操作及定位,钻臂按设计自动钻孔。通过三维激光扫描+5G技术,全电脑凿岩台车无人驾驶及操作在隧道内是可以实现的,全电脑凿岩台车智能化操作成为可能。全电脑凿岩台车需要在智能判识与自主决策、动态优化设计方面持续发展。以钻进参数为输入层,通过智能学习规则实现样本数据对训练和系统模型参数辨识,结合地质图像样本库进行比对,形成围岩智能判识与分级,并不断自主学习与完善。结合数据挖掘和专家系统,实现隧道建造过程由人工经验决策向计算机自主决策和大数据交互处理系统动态优化设计及施工转变。

3.1.2 装药设备

相对钻孔、装渣等其他钻爆法施工工序,目前唯有装药环节仍是手工作业,机械化程度极低,几乎无技术进步。无论是人工手持风钻还是台车钻孔,在掌子面往往仍会安排8人以上的作业人员进行装药,需历时1~3 h,费力费时,且安全性差。特别是由于装药工序耗时多,使得整个钻爆循环时间较长,施工进度不能大幅提高。故针对整个钻爆作业而言,目前广泛采用的装药工序“木桶”短板现象非常明显。上述采用的散装乳化炸药装药器仅是临时措施。发展现场混装车及研发相配套的智能化装药机器人势在必行。

通过混装炸药使用体制的创新,解决目前制约瓶颈,混装炸药的使用应该是解决隧道钻爆装药机械化的关键。同时,现场混装炸药系统是移动式微型高效炸药加工厂,未来可应用现代数字化技术提升控制精度,实现对系统的全闭环反馈,自动调节。将爆破设计导入后,由三维激光扫描+5G技术自动识别炮孔,通过车载检测系统检测炮孔,并对装药量进行修正;再通过机械手将输药管送入炮孔,调用爆破设计数据中存贮的炸药类型及数量,完成装药后自动切换至堵塞程序进行堵塞;装药完成后,记录该次装药情况,并发送到控制中心。

研制及使用机械手、机器人和遥控技术进行装药,还可满足高空、高温、低温、地下、水下和有毒气体环境下隧道爆破施工作业要求。

3.2 隧道爆破技术

隧道爆破技术如果不进行大的创新,提高隧道施工速度将会是一句空话。目前采用的楔形掏槽技术受控于隧道断面宽度,一次爆破进尺有限;另外,由于钻爆法多工序作业,工序之间的快速无缝衔接需要较高的隧道施工管理水平。隧道钻爆施工中施工准备、台车就位及撤离等工序占用了大量循环时间,工序转换耗时是钻爆法施工速度难以快速提高的主要原因。

图14为直孔掏槽超深钻孔分节段装药起爆示意图。直孔掏槽不受控于断面宽度,可加大循环进尺;一次性超长超深钻孔、一次性多节段装药、多节段分次爆破的方式减少了工序转换等,可提高综合掘进速度。目前的凿岩台车钻孔设备已能一次性钻进15 m超长炮孔,采用直孔掏槽方式,考虑到一次爆破掏槽深度(4~5 m),可分3节段利用无线遥控雷管进行起爆。每节段爆破完毕后出渣,后即起爆第2节段,依次完成第3节段爆破。

3.3 隧道爆破器材

3.3.1 炸药

隧道爆破中使用混装炸药能够进行全耦合装药,有利于提高爆破效率。但周边孔则要弱装药、不耦合装药,以保护围岩,应通过炸药组分控制威力或爆力大小,达到光爆效果;在混装炸药中尽快采用化学示踪溯源技术,加强炸药流向跟踪管控,解决公安机关担忧的问题;针对施工现场炮孔堵塞需要人工完成的问题,应在混装设备中增加发泡惰性膨胀材料存储功能,混装炸药输送完毕后自动切换至堵塞程序进行炮孔封堵。

图14 直孔掏槽超深钻孔分节段装药起爆示意图

3.3.2 无线遥控电子雷管

随着遥控电子技术的发展,研制隧道爆破用无线遥控电子雷管亦成为可能,从而进一步降低工人在工作面上的人数及工作时长。高爆力的无线遥控电子雷管随混装炸药一起输送至炮孔中,堵孔完成后,机器即可撤离工作面,远距离遥控爆破。另外,通过远程遥控起爆技术,还能减少网路连接时间及成本,有效增加起爆安全距离,实现远程安全控制。

4 几点思考

虽然经过各时期技术人员的努力,隧道爆破技术取得了很大的发展和进步,但不可否认的是,当前隧道爆破施工技术仍存在诸多问题,有待解决及提高。

1)凿岩台车应用仍不普及,应首先自应用环境上进行改进。

凿岩台车国产化技术逐渐成熟,购置成本下降,再加上人工手持风钻钻孔成本上升及安全性需要,使用凿岩台车钻爆施工是大势所趋。但目前隧道爆破施工采用人工手持风钻作业的比例仍然较大。其原因可能有以下几点:

①台车超挖仍然较大,根据理论分析及实际统计[7],台车平均线性超挖量一般在18~22 cm,若控制不好,其超挖量会更大,大于人工手持风钻开挖超挖量5 cm以上。这部分超挖量的喷混凝土回填需要施工企业承担。

②台车施工每班实际人数在8人以上(包括3个操作手、2个维修工、5个装药工),与人工手持风钻手只需要经过简单的培训即可上岗不同,台车作业人员均需要进行专门培训并具有一定的实践经验才能胜任;但目前此类培训甚少,只有在台车大规模应用后及市场经济作用下才能完成。

③隧道施工中地质变化频繁,而设计人员根据地勘资料进行开挖工法设计,如软弱围岩采用三台阶法开挖,而台车由于臂长等原因不能采用三台阶法施工,需要设计变更为加固后采用微台阶或全断面施工,变更手续复杂且耗时长,甚至不能变更,额外产生的费用只能由施工企业垫付或承担。

④易损耗件价格仍然较贵,台车为一次性投入,但易损耗件如钻杆等却需要随时不断投入。目前国产钻杆质量与寿命仍不及进口件,迫切需要提升台车国产零配件质量,减少进口。

2)隧道爆破施工装药工序未实现机械化,使用散装或混装炸药也许是出路之一。

当前,隧道爆破作业中,不管是人工手持风钻还是采用台车钻孔进行钻爆作业,掌子面仍以大量的爆破作业人员进行装药作业为主。如凿岩台车施工时,钻孔完毕后即需要约5人在吊篮甚至在钻臂上进行装药,钻孔速度快(2 h左右),但装药时间长(2 h左右);而人工手持风钻施工时,钻孔速度慢(3 h左右),但装药人数众多,装药速度快(1 h),总的钻爆循环时间相差不大,这亦是现实中使用凿岩台车施工与人工钻爆施工速度相差无几的主要原因。

目前的隧道安全性施工要求严控工作面作业人数,若装药工序未实现机械化,这将会成为一句空话。装药机械化的前提是炸药的流动性要好,散装或混装炸药也许是其必然选择。有的项目目前已利用装药器进行散装乳化炸药机械化装药试验,取得了一定的成功,但距离大规模应用仍有相当长的时间。如使用散装炸药时单耗较成品炸药大,特别是散装炸药亦是成品炸药,使用机械向炮孔中挤压灌装安全性如何仍无权威结论;混装炸药由于挤压的是原材料,在炮孔中自动合成炸药,其安全性已被证明。但我国由于生产与使用许可的限制及社会防恐防爆等安全性需要,在隧道施工中使用混装炸药仍需待以时日。可喜的是,目前已有隧道施工企业尝试克服某些制度性障碍,在隧道施工中使用混装炸药。

3)非电毫秒导爆管雷管与工业电子雷管之争。

毫无疑问,与非电导爆管雷管相比,工业电子雷管安全性更好,更容易被管控,通过近几年的应用试验,工业电子雷管已被证明能较好地适应隧道爆破施工,但其主要不足是价格“昂贵”。根据国家工信部与公安部有关要求,我国将于2022年6月底前停止生产、8月底前停止销售普通工业雷管,全面推广应用工业电子雷管。目前电子雷管的价格少则15元/发,多则35元/发,甚至更贵,而非电导爆管雷管则是5元/发左右,前者价格至少是后者的3倍。工业电子雷管按较便宜的单价计算,隧道施工时1 m3开挖成本平均增加20多元。如果国家计价体系不变,使用工业电子雷管额外增加的巨额费用由施工单位承担,将会不利于隧道施工技术的进步与发展。

国外爆破器材无使用机制障碍,仍较大规模使用非电亳秒管雷管,并没有强制性使用工业电子雷管。我国公安部推行电子雷管无非是由于其更加安全可控,但目前的现状是非电导爆管雷管亦是安全的。特别是现在及过去10年,中国使用非电亳秒导爆管雷管亦没有出现工业炸药爆炸造成群死群伤的恐怖事件。根据2021年民爆行业运行报告,2021年1—8月我国工业雷管产、销量分别为5.55亿发和5.56亿发,同比减少3.1%和5.1%,电子雷管累计产量仅9 440万发,但同比增加了52.5%。

4)聚能管水压光面爆破实际应用情况并不乐观。

理论上,聚能管能在较大炮孔间距条件下取得较好的光爆效果,但实际上相邻周边炮孔间距达到1.0 m时,如果隧道拱部为5 m半圆,则两孔之间连线与隧道轮廓线的最大距离会超出3 cm以上,隧道轮廓半径愈小,则此距离会愈大,欠挖会愈大,并且会造成隧道轮廓开挖线不平顺,感观度差,这亦是施工单位宁愿缩小并加密周边孔间距的原因之一。另外,聚能管中再装入的是成品或散装乳化炸药,其人为机械挤压亦存在安全风险。并且,人工持挤药枪挤“牙膏式”操作将炸药挤入聚能管,亦存在着药条不连续、不均一的可能,仍需要导爆索传爆。对施工单位而言,采用聚能管光面爆破技术的施工成本是增加的。

总之,我国山岭隧道爆破技术目前正处于发展的关键期,隧道施工技术人员应通过技术创新及体制创新,为山岭隧道机械化、智能化施工创造有利条件,达到领军世界山岭隧道钻爆法施工技术的水平。

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