水壓爆破施工方案

1、隧道掘進(jìn)水壓爆破施工方案1.研究背景近年來(lái)，我國(guó)在不斷的加大高速公路和高速鐵路鐵路投資,隨著科技和機(jī)械設(shè)備的不斷更新和發(fā)展，隧道的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度也在不斷的增加，成為施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)工程和控制工期的工程。 但是目前我國(guó)隧道爆破掘進(jìn)的現(xiàn)狀是，幾乎所有的隧道爆破掘進(jìn)的炮眼采取無(wú)回填堵塞，或僅用炸藥箱紙殼卷成卷塞入光爆眼口上，致使炸藥爆炸能量利用率降低。而“隧道掘進(jìn)水壓爆破”其創(chuàng)新點(diǎn)是：“往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用專用的設(shè)備制成的炮泥回填堵塞炮眼”，大大減少了炸藥能量的外泄，提高了炮眼利用率，加快了隧道開(kāi)挖進(jìn)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益。并且在炮孔中加入水袋后，炸藥爆炸后對(duì)水起到了霧化作用，大大降低了爆炸時(shí)

2、產(chǎn)生的粉塵，真正做到了環(huán)保施工。 本項(xiàng)目路線通過(guò)隴南山區(qū)，植被茂密、河水清澈、自然風(fēng)光優(yōu)美，因此對(duì)林木、植被及地下水資源的保護(hù)是施工中的環(huán)保重點(diǎn)，為了最大限度降低隧道掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)自然環(huán)境的破壞，本項(xiàng)目擬采用水壓爆破掘進(jìn)方式開(kāi)挖隧道。擬通過(guò)水壓爆破，降低單位藥耗量，提高炮眼利用率，縮短爆渣拋散距離，減小爆渣塊度，減輕洞內(nèi)粉塵含量。達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，起到“三提高一保護(hù)”的作用，即提高炸藥能量利用率，提高施工效率，提高經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)環(huán)境。2.爆破原理 隧道水壓爆破是利用在水中傳播的爆破應(yīng)力波對(duì)水的不可壓縮性，使爆炸能量經(jīng)過(guò)水傳遞到炮眼圍巖中幾乎無(wú)損失，十分有利于巖石破碎。同時(shí)，水在爆炸氣體膨脹作用

3、下產(chǎn)生的“水楔”效應(yīng)有利于巖石進(jìn)一步破碎，炮眼中有水可以起到霧化降塵作用，大大降低粉塵對(duì)環(huán)境的污染。 炸藥在爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波，在水中的衰減速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在空氣中衰減的速度。所以在炮孔底部加入一定量的水袋，使炸藥產(chǎn)生的沖擊波通過(guò)水袋直接作用在巖石上，大大的減少了炸藥能量的消耗，提高了炮眼利用率。 炮眼中的水袋，在炸藥爆炸的作用下，會(huì)產(chǎn)生“水楔”效應(yīng)，有利于圍巖的進(jìn)一步破碎，減少爆破產(chǎn)生的大塊率。堵塞水袋在爆炸的作用下會(huì)產(chǎn)生霧化作用，可以吸收粉塵，降低爆破后的粉塵濃度，減少了爆后對(duì)環(huán)境的污染。 由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分利用在爆破巖石上，使得爆破效率提高，減少了

4、炸藥的消耗，提高了隧道開(kāi)挖的經(jīng)濟(jì)效益。 3.水壓爆破設(shè)計(jì) 水壓爆破設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的隧道光面爆破設(shè)計(jì)方案基本相同，只是在裝藥結(jié)構(gòu)和炮孔堵塞上進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。3.爆破方案3.1工藝原理 水壓爆破是由我國(guó)著名的爆破專家何廣沂教授在上世紀(jì)九十年代提出來(lái)的，其爆破設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的隧道光面爆破設(shè)計(jì)方案基本相同，只是在裝藥結(jié)構(gòu)和炮孔堵塞上進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。原理為“往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用專用的炮泥回填堵塞炮眼”，利用在水中傳播的沖擊波對(duì)水的不可壓縮性，使爆炸能量經(jīng)過(guò)水傳遞到圍巖中幾乎無(wú)損失，同時(shí)，水在爆炸氣體膨脹作用下產(chǎn)生的“水楔”效應(yīng)，有利于巖石破碎，炮眼中的水可以起到霧化降塵作用，大大降低粉塵對(duì)環(huán)

5、境的污染。 隧道掘進(jìn)常規(guī)爆破即炮眼無(wú)回填堵塞，如圖1所示。因炮眼無(wú)回填堵塞而被空氣充滿，一旦炸藥爆炸，壓縮空氣大大損失了擊波的能量，這就相應(yīng)地削弱了在圍巖中傳播的應(yīng)力波能量，降低了應(yīng)力波的強(qiáng)度，不利于巖石的破碎；同時(shí)，由于炮眼無(wú)回填堵塞，爆炸氣體膨脹從炮眼口沖出，因而損失了膨脹氣體大部分的能量，從而削弱了膨脹氣體進(jìn)一步破碎巖石的作用。圖1: 隧道掘進(jìn)爆破炮眼無(wú)回填堵塞示意圖將圖1中炮眼無(wú)回填堵塞部位改為圖2中的用水袋與炮泥回填堵塞，這樣在水中傳播的擊波對(duì)水不可壓縮，爆炸能量沒(méi)有損失地經(jīng)過(guò)水傳遞到炮眼圍巖中，十分有利于圍巖破碎，由于用專門設(shè)備制成的炮泥回填堵塞炮眼，抑制膨脹氣體沖出炮眼口，提高了

6、爆炸能量使用效率。圖2: 炮孔填塞水袋炮眼裝藥結(jié)構(gòu)示意圖3.2工藝流程炮孔填塞水袋爆破與隧道掘進(jìn)常規(guī)爆破相比主要區(qū)別在于增加了以下兩道工序：炮泥制作及水袋加工炮泥、水袋及火工品就位施工工藝流程圖見(jiàn)圖3炮泥制作及水袋加工清 孔安裝炸藥水袋炮泥鉆 孔炮泥、水袋及火工品就位連 線測(cè)畫斷面炮眼定位起 爆施工準(zhǔn)備出 碴鉆孔臺(tái)車就位逐孔檢查裝藥情況排險(xiǎn)下一循環(huán)初期支護(hù)爆破設(shè)計(jì)圖3: 水壓爆破工藝流程圖3.3操作要點(diǎn)炮孔填塞水袋隧道爆破炮眼裝藥結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖4: 炮眼裝藥結(jié)構(gòu)示意圖L1眼底水袋長(zhǎng)；L2炸藥長(zhǎng)；L3炮眼中間水袋；L4炮泥回填堵塞長(zhǎng)其關(guān)系為： L=L1+L2+L3+L4 L1一般為一節(jié)水袋的

7、長(zhǎng)度，L2為水壓爆破所需的炮眼裝藥量的藥卷長(zhǎng)度。如果L3過(guò)小，L4過(guò)大，則水的作用不大，如果L3過(guò)大，L4過(guò)小，則抑制爆炸氣體膨脹作用不大。注：試驗(yàn)過(guò)程中起始裝藥量按普通裝藥的90%裝藥，根據(jù)爆破效果適當(dāng)調(diào)整裝藥量。3.3.1水袋加工工藝原材料準(zhǔn)備 水袋的原材料即水和塑料袋。塑料袋為常用的聚乙烯塑料，水袋長(zhǎng)200mm，直徑為35mm，袋厚約為0.8mm，水袋為廠制品直接購(gòu)買使用。水袋制作封口機(jī)在開(kāi)動(dòng)之前，先進(jìn)行定量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到所需灌裝容量。定量調(diào)節(jié)好了之后，打開(kāi)電源，指示燈亮，調(diào)節(jié)溫控調(diào)節(jié)器到適當(dāng)封口溫度由綠燈變?yōu)榧t燈時(shí)，即達(dá)到所調(diào)解封口溫度(初始溫度應(yīng)設(shè)定為130為宜，再逐步調(diào)節(jié)升高)。在開(kāi)

8、始灌注封口前，把主開(kāi)關(guān)拔上，等機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)兩次，使計(jì)量泵內(nèi)吸滿水，將空氣排出后，把主開(kāi)關(guān)拔下，塑料袋由人工用雙手拇指和食指夾住套在出水管口上，按啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，即完成自動(dòng)灌注和封口。水袋制作工藝流程如圖5所示。檢查封機(jī)口接通電源、預(yù)熱封口機(jī)（溫度調(diào)節(jié)130-160）封口機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)2-3次水袋試封2-3次調(diào)整熱封溫度及壓力水袋成型、密封嚴(yán)實(shí)不合格品、廢棄處理成品水袋裝箱圖5:水袋制作工藝流程3.3.2炮泥加工工藝原材料準(zhǔn)備炮泥主要采用黏土、砂和水三種材料。黏土采用干凈的普通黏土，含水量控制在8%以下。最大顆粒不超過(guò)10mm，不得有草根等雜物，大顆粒要人工破碎。砂采用干凈的細(xì)砂，最好使用河砂，含水量控制在3

9、%以下。黏土和砂摻雜小碎石塊時(shí)，應(yīng)過(guò)篩處理，不得將石塊投入料斗中，以防止小碎塊卡葉片或成形器中的轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋發(fā)生故障；加工炮泥的前一天，應(yīng)把已篩好的泥(土)砂和水按重量配比人工拌和好，這樣第二天制作成的炮泥比臨時(shí)拌和的柔韌性更好。炮泥制作開(kāi)機(jī)前，在料斗中加入已預(yù)拌和的泥砂料約20kg，然后打開(kāi)電源，在轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋的推壓下，泥料邊向前輸送邊擠壓密實(shí)，最后在臥式螺旋輸送成形器端頭源源不斷地?cái)D壓出來(lái)；炮泥是由黏土、細(xì)砂、水三種成分組成，三種成分的重量比例為黏土：砂：水=0.75:0.09:0.16，按照配合比例人工拌勻材料后，裝入炮泥機(jī)的進(jìn)料倉(cāng)，開(kāi)動(dòng)電鈕開(kāi)始生產(chǎn)，生產(chǎn)出的炮泥按照20cm30cm的長(zhǎng)度切割。

10、制作好的炮泥放置時(shí)間不要太長(zhǎng)，最好在使用前12小時(shí)制作好，不然會(huì)失水變硬，堵塞后影響降塵效果，如放置時(shí)間較長(zhǎng)，可在加工好的炮泥外包裹塑料薄膜，或放置在陰涼處，用濕土工布完全覆蓋保存。制好的炮泥以表面光滑、不斷裂，用手略微捏一捏可以變形為宜。炮泥制作工藝流程如圖2所示。 原材料準(zhǔn)備（黏土、砂、水）人工拌合(土：砂：水=0.75:0.09:0.16)PNJ-A型炮泥機(jī)次品炮泥成品炮泥裝箱清洗炮泥機(jī)配合比設(shè)計(jì)設(shè)備檢查計(jì)回機(jī)重做 合格 不合格圖6：炮泥制作工藝流程圖3.3.3炮泥機(jī)操作規(guī)程炮泥機(jī)司機(jī)必須由經(jīng)過(guò)專項(xiàng)培訓(xùn)的操作工負(fù)責(zé)開(kāi)、停，必須嚴(yán)格遵守設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)相關(guān)規(guī)定和操作規(guī)程。使用前必須檢查機(jī)器及

11、周圍環(huán)境，安全確認(rèn)后方可操作。使用前進(jìn)行一次空運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查炮泥機(jī)各部位運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。炮泥機(jī)使用時(shí)，必須先在加料口內(nèi)注入清水，保證炮泥機(jī)內(nèi)部濕潤(rùn)，炮泥機(jī) 必須經(jīng)灑水、浸濕并摻拌均勻，炮泥含水率必須保持在20%左右。炮泥機(jī)由2名專職人員操作。操作時(shí)由1人先開(kāi)機(jī)帶動(dòng)螺旋攪拌桿旋轉(zhuǎn)，再用鐵锨向炮泥機(jī)料斗內(nèi)裝入炮泥，根據(jù)成型炮泥輸出速度連續(xù)裝入炮泥；另一人根據(jù)炮泥長(zhǎng)度掐制標(biāo)準(zhǔn)炮泥擺放整齊。炮泥產(chǎn)出后，通過(guò)出泥口附近的注水孔注入適量水流，保證炮泥機(jī)濕潤(rùn)、光滑。加炮泥前，如發(fā)現(xiàn)有石頭、鐵塊、木塊等硬物時(shí)，必須及時(shí)清除，防止影響機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)或損毀機(jī)器。加炮泥過(guò)程中，如遇進(jìn)料口不暢，必須用木棍疏通，嚴(yán)禁用手直接處

12、理；炮泥在料斗中被卡或出現(xiàn)故障時(shí)，必須切斷電源在進(jìn)行處理。擠壓炮泥過(guò)程中嚴(yán)禁倒轉(zhuǎn)機(jī)器。嚴(yán)禁戴手套并用手向炮泥機(jī)料斗中直接加料；使用過(guò)程中操作人員衣角、袖口緊扎。機(jī)器旋轉(zhuǎn)部位（如傳動(dòng)鏈及對(duì)輪）的防護(hù)罩必須齊全、可靠。炮泥機(jī)減速箱油位必須保證在顯示窗口的2/3處，如發(fā)現(xiàn)減速器缺油、油質(zhì)變色、混濁等現(xiàn)象必須及時(shí)更換。炮泥加工完成后，必須關(guān)閉炮泥機(jī)電源。每次使用后要把機(jī)器內(nèi)的炮泥清除干凈（把出泥口前蓋卸下后，先往加料口裝干土，把里面的淤泥塊拱出后，再用水沖洗）。以免影響下次使用。每次使用時(shí)必須及時(shí)清理機(jī)器上灑落的炮泥及異物，保持機(jī)器表面清潔。水袋、炸藥、炮泥裝填從炮眼底到炮眼口依次裝填水袋、炸藥、水袋

13、和炮泥，它們之間的連接必須緊密。裝填水袋時(shí)，用炮棍輕輕推到炮眼一定位置；回填堵塞炮泥時(shí)，除與水袋接觸的炮泥之外，其余回填堵塞的炮泥要用炮棍搗固堅(jiān)實(shí)。3.4 水壓爆破設(shè)備加工制作炮泥的“炮泥機(jī)”和自動(dòng)注水、封口生產(chǎn)水袋的“水袋機(jī)”，是實(shí)施隧道掘進(jìn)水壓爆破的基本保障設(shè)備。炮泥機(jī)PNJ-A型炮泥機(jī)特點(diǎn)：炮泥具有規(guī)格統(tǒng)一、質(zhì)地均勻、軟硬適中、表面光滑等特點(diǎn)，提高了炮眼封堵質(zhì)量，減少明火產(chǎn)生；炮泥制作速度快，減少了勞動(dòng)人員，提高了工作效率；制作炮泥方便，操作簡(jiǎn)單。主要技術(shù)性能參數(shù)：炮泥生產(chǎn)效率：400500個(gè)/h料斗攪拌量：20kg 炮泥直徑：35mm炮泥長(zhǎng)度：200mm 電機(jī)功率： 4KW成形螺旋直徑

14、：115mm 整機(jī)重量：310kg額定轉(zhuǎn)速:1400r/min 額定電壓380v外形尺寸(長(zhǎng)*寬*高)： 1470mm*440mm*540mm水袋自動(dòng)封口機(jī)采用KPS-60塑袋灌裝封口機(jī)。 其工作原理：采用高壓泵式容積法計(jì)量方式進(jìn)行灌裝，由凸輪機(jī)構(gòu)完成水袋自動(dòng)熱合封口。KPS-60塑袋灌裝封口機(jī)特點(diǎn)：水袋具有規(guī)格統(tǒng)一、質(zhì)地均勻、自動(dòng)灌水封口等特點(diǎn)，提高了環(huán)境保護(hù)和作業(yè)人員的身體健康，減少粉塵和炸藥等異味；制作速度快，減少了勞動(dòng)人員，提高了工作效率；制作水袋方便，操作簡(jiǎn)單。主要技術(shù)參數(shù)：生產(chǎn)效率：700只/h 灌裝數(shù)量范圍：50-250g/袋灌裝精度：2% 電源：AC220V 50Hz整機(jī)功率：

15、0.68KW 機(jī)器重量：75kg調(diào)節(jié)溫度范圍：0300外形尺寸(長(zhǎng)*寬*高):350mm*920mm*1000mm3.5爆破設(shè)計(jì)西秦嶺隧道級(jí)圍巖采用全斷面光面爆破開(kāi)挖法，、圍巖采用上下臺(tái)階光面爆破開(kāi)挖法。影響隧道光面爆破效果的主要參數(shù)應(yīng)是：炮眼間距（E）、炮眼密集系數(shù)（m）、裝藥集中度（q）、最小抵抗線（W）、不耦合系數(shù)（D），它們之間有是相互聯(lián)系的，只有這些參數(shù)整體處在某一真確的范圍內(nèi)，才能達(dá)到理想的光爆效果。現(xiàn)列舉級(jí)圍巖光面爆破炮眼布置見(jiàn)圖7，及爆破參數(shù)表見(jiàn)標(biāo)1。圖7 類圍巖光面爆破炮眼布置圖表一 類圍巖光面爆破參數(shù)表周邊眼間距60孔徑42眼深4藥卷規(guī)格mmcm2060最小抵抗線70裝藥不

16、耦合系數(shù)1.8周邊眼裝藥集中度0.25輔助眼裝藥集中度（kg/m）0.284.質(zhì)量控制4.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)4.1.1 施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTG F60/1-2011）4.2 質(zhì)量控制要求 嚴(yán)格認(rèn)真清洗炮眼，防止有棱角的碎石在填塞水袋時(shí)劃破水袋而引起水袋漏水，導(dǎo)致炸藥受潮失效。 水袋要盛滿水，封口密實(shí)，不漏水。合格的水袋堅(jiān)實(shí)挺拔，方便裝填炮眼中。在使用前2h3h制作炮泥，以避免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，炮泥失水變硬。5.安全措施5.1 施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行以下安全標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范爆破安全規(guī)程公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程5.2 安全措施

17、本工法除按隧道掘進(jìn)常規(guī)爆破安全措施執(zhí)行外，針對(duì)炮孔填塞水袋隧道水壓爆破施工的特點(diǎn)，為確保安全，需增加如下安全措施:防止設(shè)備漏電炮泥機(jī)和水袋封口機(jī)都是用電設(shè)備，為防止因水出現(xiàn)漏電，在開(kāi)機(jī)前要用儀表檢查設(shè)備是否漏電，以便采取相關(guān)措施。正確操作炮泥機(jī)炮泥機(jī)上料倉(cāng)中有螺旋攪拌翅，工作時(shí)不能用任何工具或棍棒撥弄料倉(cāng)中的物料，防止出現(xiàn)事故。可待停機(jī)后用棍棒清除料壁或攪拌翅上的泥土。嚴(yán)格控制炮泥回填堵塞長(zhǎng)度炮泥可抑制膨脹氣體從炮眼口沖出，有利于巖石進(jìn)一步破碎，而且還能起到抑制飛石飛的過(guò)遠(yuǎn)的作用。為充分發(fā)揮這種雙重作用，炮泥堵塞長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于水袋的長(zhǎng)度。6.環(huán)保措施6.1噪聲控制嚴(yán)格執(zhí)行建筑施工場(chǎng)界噪聲限值

18、GB 12523，控制和降低施工機(jī)械和運(yùn)輸車輛造成的噪聲污染。加強(qiáng)教育，按規(guī)定使用防護(hù)用品，防止聽(tīng)覺(jué)受損。6.2污染控制采用濕式鑿巖方法，避免中毒或窒息。加強(qiáng)教育，按規(guī)定使用防護(hù)用品，防止塵肺病或中毒。采用大功率的鼓風(fēng)機(jī)對(duì)隧道進(jìn)行通風(fēng)，并設(shè)排水溝，排水溝匯入沉淀池，避免污水直接排放。附件：中鐵17局集團(tuán)公司關(guān)于隧道掘進(jìn)水壓爆破成功案例 隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)總結(jié)總 結(jié) 材 料中鐵十七局集團(tuán)有限公司二一二年七月目 錄1、下峪子隧道水壓爆破施工總結(jié)(山西中南通道2標(biāo)).12、水壓爆破技術(shù)在集團(tuán)公司張?zhí)畦F路項(xiàng)目全面推廣成效顯著（張?zhí)?標(biāo)）.183、水壓爆破技術(shù)在隧道掘進(jìn)施工中的應(yīng)用（滬昆貴州段5標(biāo)）.

19、25下峪子隧道水壓爆破施工總結(jié)(山西中南部鐵路通道20標(biāo)項(xiàng)目部)一、工程概況：1、項(xiàng)目工程概況山西中南部鐵路通道20標(biāo)位于山東省臨沂市沂水縣境內(nèi)，線路起訖里程為DK1152+300DK1172+909.67，正線全長(zhǎng)22.3km。路基13.076km，其中路基土石方180.99萬(wàn)方，站場(chǎng)土石方70.5萬(wàn)方；特大橋5.796km/3座，大橋0.308km/1座；框架橋涵36座；隧道3.428km/3座，其中韓家旺隧道1024m，上峪子隧道1560m，下峪子隧道844m；連續(xù)梁3聯(lián)，其中勝利河1聯(lián)40+56+40m，沂河3號(hào)特大橋兩聯(lián)均為40+64+40m；負(fù)責(zé)西鐵車2號(hào)隧道進(jìn)口至日照南站的鋪架工

20、程，制架T梁6686片，鋪軌單線460.436 km。2、下峪子隧道工程概況下峪子隧道穿越丘陵區(qū)，地形起伏較大，全長(zhǎng)844米。進(jìn)口位于下峪子村東南山坡上，里程DK1163+873，出口位于吳坡村西山坡上，里程DK1164+717，全隧道位于半徑2800米的曲線上。隧道自進(jìn)口至出口為連續(xù)上坡，縱坡為3.0，埋深較淺，洞身最大埋深約76米。隧道級(jí)圍巖開(kāi)挖高度10.7米，寬11.06米，級(jí)圍巖開(kāi)挖高度10.88米，寬11.32米。下峪子隧道進(jìn)口DK1163+873DK1163+940段長(zhǎng)度67m為淺埋級(jí)圍巖，DK1163+940DK1164+303段長(zhǎng)度363m為級(jí)圍巖，DK1164+303DK11

21、64+630段長(zhǎng)度327m為級(jí)圍巖，DK1164+630DK114+717段長(zhǎng)度87m為級(jí)圍巖，其中水壓爆破段的圍巖主要為寒武系灰?guī)r夾含泥質(zhì)灰?guī)r，青灰色，強(qiáng)弱風(fēng)化，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，薄層狀灰?guī)r夾含泥質(zhì)灰?guī)r較緊密，地下水不發(fā)育。地質(zhì)情況復(fù)雜，不良地質(zhì)主要為巖溶及斷裂。二、水壓爆破領(lǐng)導(dǎo)小組項(xiàng)目部根據(jù)集團(tuán)公司關(guān)于全面推廣應(yīng)用隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)的通知技【2011】131號(hào)文件，成立了以集團(tuán)公司副總工程師兼項(xiàng)目經(jīng)理毛承祖為組長(zhǎng)的水壓爆破技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組，并考慮下峪子隧道較短，圍巖相對(duì)較好，易總結(jié)出成果，確定了在下峪子隧道進(jìn)行水壓爆破試驗(yàn)。項(xiàng)目于2011年06月15日開(kāi)始在下峪子進(jìn)口掘

22、進(jìn)面進(jìn)行水壓爆破試點(diǎn)工作。水壓爆破技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：組 長(zhǎng)：毛承祖副組長(zhǎng)：李鵬輝 劉朝輝組 員：劉 峰 吳馬龍 常紅鋒 翟曉明 趙洪強(qiáng) 陳志旺水壓爆破技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在項(xiàng)目工程部。三、水壓爆破機(jī)理及工藝流程1、水壓爆破機(jī)理目前，在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)隧道開(kāi)挖中，都采用鉆爆法開(kāi)挖掘進(jìn)，這種方法操作簡(jiǎn)單，工藝流程單一，傳統(tǒng)的常規(guī)爆破對(duì)炸藥能量的利用率不高，不僅造成了能源的浪費(fèi)，而且由于一部分能量的流失，使得隧道開(kāi)挖每循環(huán)的進(jìn)尺大打折扣，在控制炸藥用量方面也很難把握，極易造成大面積的超欠挖，使后期支護(hù)環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)性及成本大幅增加，并且爆破作業(yè)中炮眼無(wú)回填堵塞或者使用炸藥箱紙殼卷進(jìn)行塞堵，使得爆破后粉塵大，同時(shí)

23、也破壞了膨化爆破過(guò)程中的氧平衡，產(chǎn)生CO及NO等有毒氣體，對(duì)施工環(huán)境造成很大污染，嚴(yán)重威脅著施工人員的身體健康。“隧道掘進(jìn)水壓爆破”就是在每個(gè)炮眼按底部水袋+一定比例藥卷+水袋+炮泥封堵裝填順序的爆破方法，水壓爆破的鉆孔數(shù)量，布眼方式，起爆順序，鉆孔深度都與常規(guī)爆破相同，不同的僅僅是增加了一些水袋，然后用炮泥機(jī)加工成的“炮泥”填充。采用在炮眼中先安裝水袋,后用水袋炮泥回填堵塞的技術(shù)，利用水的不可壓縮性傳遞爆破應(yīng)力波，使爆炸能量經(jīng)過(guò)水幾乎無(wú)損失傳遞到圍巖中，十分有利于巖石破碎。同時(shí)，水在爆炸氣體膨脹作用下產(chǎn)生的“水楔”效應(yīng)有利于巖石的進(jìn)一步破碎，炮眼中有水可以起到霧化降塵作用，大大降低粉塵對(duì)環(huán)境

24、的污染。總之，由于炮眼底有水袋，并用水袋炮泥回填堵塞，能充分提高炸藥的利用率，大大降低了粉塵對(duì)環(huán)境的污染，所以水壓爆破也被稱為“綠色爆破”。2、工藝流程工藝流程見(jiàn)圖1。放樣布眼定位開(kāi)眼鉆 孔清 孔裝底部水袋起 爆聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò)炮泥封堵裝端部水袋裝 藥通 風(fēng)瞎炮排查理爆破效果檢查地質(zhì)核對(duì)圖1 水壓爆破工藝流程四、技術(shù)準(zhǔn)備及水袋、炮泥制作1、技術(shù)準(zhǔn)備根據(jù)集團(tuán)公司下發(fā)的文件，并結(jié)合何廣沂教授撰寫的水壓爆破的資料，項(xiàng)目部召開(kāi)水壓爆破技術(shù)研討會(huì)，會(huì)上明確了水袋、炮泥加工的方法，炮眼的布置，水袋、藥卷、炮泥的放置順序，并編制了水壓爆破的技術(shù)交底和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。根據(jù)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組研討的方案，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，水袋

25、和炮泥加工由廠家技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。2、水袋、炮泥制作水袋制作采用溫州市瑞鑫包裝機(jī)械有限公司生產(chǎn)的KPS60型塑料袋封口機(jī)，水袋采用聚氯乙烯塑料袋，規(guī)格為：長(zhǎng)寬為18.25cm，成品水袋直徑為3.2cm，加注生活用水后直接封口，成品水袋水平存放在塑料貯物箱中。炮泥制作采用鞏義市五星機(jī)械廠生產(chǎn)的PNJA160型炮泥機(jī)制作炮泥，炮泥采用粉質(zhì)粘土和生活用水加工而成，炮泥配合比為：水：粉質(zhì)粘土1：7.1，成品炮泥長(zhǎng)度為30cm，直徑3cm，為防止炮泥干裂、破損、在填裝時(shí)擠壓導(dǎo)爆管而影響起爆效果，成品炮泥采用塑料薄膜包裹養(yǎng)護(hù)，水平存放在塑料貯物箱中。五、下峪子隧道級(jí)圍巖水壓爆破1、常規(guī)爆破的鉆爆實(shí)施情

26、況鉆爆設(shè)計(jì)級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開(kāi)挖，全斷面面積99.06m2。鉆爆設(shè)計(jì)采用復(fù)式楔形掏槽，全斷面炮孔數(shù)為121個(gè)，設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3.8米，掏槽眼鉆孔深度4.5米，輔助眼、周邊眼、底板眼鉆孔深度3.8米，全斷面總計(jì)裝藥數(shù)量225kg，各段炮孔的深度及裝藥量見(jiàn)表1，炮孔分布及起爆順序見(jiàn)（圖2）。常規(guī)爆破中，炮孔中僅填裝藥卷，在炮孔端口使用炸藥箱的紙卷堵塞處理。爆破效果在級(jí)圍常規(guī)爆破中采集了連續(xù)8個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3.8米，實(shí)際進(jìn)尺為3.2米3.6米，平均進(jìn)尺3.4米，平均炮孔利用率89.5%，爆破效果如表2所示。表1 下峪子隧道常規(guī)爆破參數(shù)表（級(jí)圍巖）炮眼分類炮眼個(gè)數(shù)炮眼深度（m）炮眼角度（）單孔

27、裝藥量（kg）小計(jì)裝藥量（kg）水平垂直掏槽眼1組124.560902.833.62組84.570902.419.23組84.58090216輔助眼1組103.890901.4142組83.890902.419.23組83.890901.612.8周邊眼上臺(tái)階353.89090135下臺(tái)階63.890901.69.6底板眼上臺(tái)階93.89090218下臺(tái)階173.890952.847.6合計(jì)：炮眼共計(jì)121個(gè)，總耗藥量225kg，單位巖石炸藥消耗量：0.668kg/m圖2 下峪子隧道級(jí)圍巖爆破炮孔分布及起爆順序(單位:mm)表2 常規(guī)爆破效果表爆破類型單位巖石炸藥實(shí)際消耗量(kg/m3)平均炮

28、眼利用率爆渣塊度(cm)拋距(m)爆破后粉塵濃度(mg/m3)循環(huán)時(shí)間(min)常規(guī)爆破0.66889.5%8530.619360注：本表中的拋距是渣堆的拋距，個(gè)別飛石可能較遠(yuǎn)；循環(huán)時(shí)間是指鉆孔到出渣完畢的作業(yè)時(shí)間，不包括初期支護(hù)耗時(shí)；粉塵濃度的測(cè)點(diǎn)距掌子面60米處，數(shù)據(jù)開(kāi)始采集時(shí)間為爆破后1min ，以下同類表格均相同。2、炮孔使用水袋和炮泥回填堵塞為了能夠明顯的比較出常規(guī)爆破和水壓爆破之間的差別，我們加入了中間的過(guò)度環(huán)節(jié)，在全斷面炮孔總數(shù)、設(shè)計(jì)掘進(jìn)米數(shù)及炸藥量不變的情況下，使用水袋和炮泥依次回填堵塞炮孔端口，進(jìn)行4個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)，并采集了相關(guān)的數(shù)據(jù)。裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3，在炮孔中裝入炸藥卷，再填裝

29、2個(gè)水袋，最后用2節(jié)炮泥做堵塞處理。圖3 炸藥+水袋+炮泥回填堵塞注：本圖只示意裝藥結(jié)構(gòu)，不體現(xiàn)炸藥、水袋和炮泥的裝填數(shù)量，以下同類均相同。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，采用這種方法后，每循環(huán)進(jìn)尺有所增加，但效果不明顯，爆渣的拋距有明顯縮短，且爆破后粉塵濃度顯著降低，這對(duì)洞內(nèi)作業(yè)人員來(lái)說(shuō)是個(gè)“驚喜”，因?yàn)楸坪蠓蹓m的減小，大大改善了他們的工作環(huán)境，再加爆渣拋距的縮短，也節(jié)省了出渣中的機(jī)械成本，勞務(wù)隊(duì)動(dòng)心了，在接下來(lái)要推廣的水壓爆破過(guò)程中，來(lái)自隧道作業(yè)人員的抵觸阻力就減小了。3、水壓爆破的實(shí)施鉆爆設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組的商討，決定在水壓爆破中對(duì)炮眼數(shù)量、炮眼深度、炮眼分布以及起爆順序等不做改動(dòng)，僅在炸藥用量和藥卷裝

30、填順序上作調(diào)整。爆破參數(shù)見(jiàn)表3。炮孔裝藥結(jié)構(gòu)炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)如圖4所示，在炮孔底部先填裝1個(gè)水袋，中間段裝入炸藥卷，然后再填裝2個(gè)水袋回填，最后用2節(jié)炮泥做堵塞處理。爆破效果表3 下峪子隧道水壓爆破參數(shù)表（級(jí)圍巖）炮眼分類炮眼個(gè)數(shù)炮眼深度（m）炮眼角度（）單孔裝藥量（kg）小計(jì)裝藥量（kg）水平垂直掏槽眼1組124.560902.428.82組84.570902.217.63組84.58090216輔助眼1組103.890901.2122組83.890902.217.63組83.890901.612.8周邊眼上臺(tái)階353.89090135下臺(tái)階63.890901.810.8底板眼上臺(tái)階93.89

31、090218下臺(tái)階173.89095237.4合計(jì)：炮眼共計(jì)121個(gè)，總耗藥量205.6kg，單位巖石炸藥實(shí)際消耗量：0.577kg/m圖4 底部水袋+炸藥+水袋+炮泥回填堵塞從2011年6月19日開(kāi)始，正式在下峪子隧道開(kāi)始使用水壓爆破，級(jí)圍巖段施工94個(gè)循環(huán)，里程為DK1163+950DK1164+288.4，共計(jì)開(kāi)挖長(zhǎng)度達(dá)338.4m，每循環(huán)進(jìn)尺3.53.7m，平均每循環(huán)進(jìn)尺3.6m，平均炮眼有效利用率達(dá)94.7%。爆破效果見(jiàn)下表4：表4 級(jí)圍巖水壓爆破效果表爆破類型單位巖石炸藥實(shí)際消耗量(kg/m3)平均炮眼利用率爆渣塊度(cm)拋距(m)爆破后粉塵濃度(mg/m3)循環(huán)時(shí)間(min)常

32、規(guī)爆破0.57794.7%6823.512360六、下峪子隧道級(jí)圍巖水壓爆破1、級(jí)圍巖常規(guī)爆破情況介紹鉆爆設(shè)計(jì)常規(guī)爆破中采用復(fù)式楔形掏槽式鉆孔，全斷面炮孔數(shù)為111個(gè)，設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3.0米，掏槽眼鉆孔深度4.0米，輔助眼、周邊眼、底板眼鉆孔深度3.0米，全斷面總計(jì)裝藥數(shù)量144.6kg，斷面面積103.8m2，各段炮孔的深度及裝藥數(shù)量見(jiàn)表5，炮孔分布及起爆順序見(jiàn)（圖5）。表5 下峪子隧道常規(guī)爆破參數(shù)表（級(jí)圍巖）炮眼分類炮眼個(gè)數(shù)炮眼深度（m）炮眼角度（）單孔裝藥量（kg）小計(jì)裝藥量（kg）水平垂直掏槽眼1組6460901.810.82組4470901.66.43組4480901.66.4輔助眼1

33、組7390901.28.42組7390901.28.43組8390901.29.64組8390901.29.6周邊眼上臺(tái)階3539090135下臺(tái)階6390901.48.4底板眼上臺(tái)階9390901.614.4下臺(tái)階17390951.627.2合計(jì)：炮眼共計(jì)111個(gè)，總耗藥量144.6kg，單位巖石炸藥實(shí)際消耗量：0.546kg/m3圖5 下峪子隧道級(jí)圍巖爆破炮孔分布及起爆順序(單位:mm)爆破效果常規(guī)爆破中采集了6個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3.0m，實(shí)際進(jìn)尺2.42.7m，平均進(jìn)尺2.55m，平均炮眼利用率85%。爆破效果見(jiàn)表6。表6 級(jí)圍巖常規(guī)爆破效果表爆破類型單位巖石炸藥實(shí)際消耗量(kg

34、/m3)平均炮眼利用率爆渣塊度(cm)拋距(m)爆破后粉塵濃度(mg/m3)循環(huán)時(shí)間(min)常規(guī)爆破0.56985%7625.2173002、級(jí)圍巖隧道掘進(jìn)水壓爆破實(shí)施和級(jí)圍巖不同，我們沒(méi)有增加炸藥+水袋+炮泥回填堵塞這個(gè)過(guò)渡環(huán)節(jié)，直接實(shí)施底部水袋+炸藥+水袋+炮泥回填堵塞的水壓爆破。鉆爆設(shè)計(jì)級(jí)圍巖水壓爆破在炮眼數(shù)量、深度及炮眼分布和起爆順序上也和常規(guī)爆破一樣，不同之處僅在于在炮眼的裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)上做了調(diào)整，減少了部分輔助眼炸藥的填裝數(shù)量，在炮孔底部和端部分別增加1個(gè)袋，并且對(duì)炮眼端部用2個(gè)水袋和2節(jié)炮泥回填堵塞。水壓爆破炮眼及裝藥情況如表7示。表7 下峪子隧道水壓爆破參數(shù)表（級(jí)圍巖）炮眼

35、分類炮眼個(gè)數(shù)炮眼深度（m）炮眼角度（）單孔裝藥量（kg）小計(jì)裝藥量（kg）水平垂直掏槽眼1組6460901.810.82組4470901.66.43組4480901.66.4輔助眼1組7390901.28.42組739090173組839090184組83909018周邊眼上臺(tái)階3539090135下臺(tái)階6390901.48.4底板眼上臺(tái)階9390901.614.4下臺(tái)階17390951.627.2合計(jì)：炮眼共計(jì)111個(gè)，總耗藥量140kg，單位巖石炸藥實(shí)際消耗量：0.5kg/m炮孔裝藥結(jié)構(gòu)炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)從炮孔底部至炮孔口依次為水袋、炸藥、水袋和炮泥，結(jié)構(gòu)與級(jí)圍巖一樣。爆破基本情況從7月29日

36、開(kāi)始實(shí)施級(jí)圍巖隧道掘進(jìn)水壓爆破，采用水壓爆破連續(xù)作業(yè)100個(gè)循環(huán)，里程為DK1164+310-DK1164+580，累計(jì)掘進(jìn)270m。級(jí)圍巖設(shè)計(jì)鉆孔深度3m，每循環(huán)進(jìn)尺2.552.85m，平均每循環(huán)進(jìn)尺2.7m，平均炮眼利用率為90%。爆破效果見(jiàn)表8。表8 級(jí)圍巖水壓爆破效果表爆破類型單位巖石炸藥實(shí)際消耗量(kg/m3)平均炮眼利用率爆渣塊度(cm)拋距(m)爆破后粉塵濃度(mg/m3)循環(huán)時(shí)間(min)常規(guī)爆破0.590%6522.410300七、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析1、級(jí)圍巖水壓爆破經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)在采用常規(guī)爆破階段，下峪子隧道在設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3.8m情況下，每循環(huán)進(jìn)尺3.23.6m，平均每

37、循環(huán)進(jìn)尺3.4m，炮眼有效利用率89.5%，每循環(huán)平均炸藥用量225kg，單位巖石炸藥實(shí)際消耗量0.668kg/m3，爆破巖石最大塊度為85cm，爆渣拋距30.6m。爆破后粉塵濃度19g/m3。雖然水壓爆破與常規(guī)爆破相比僅增加了水袋填裝和炮泥回填工序，使裝藥時(shí)間延長(zhǎng)，但爆破相對(duì)降低了粉塵，縮短了通風(fēng)時(shí)間，所以，總循環(huán)時(shí)間基本一致。水壓爆破每循環(huán)平均進(jìn)尺3.6m，炮眼有效利用率可達(dá)94.7%，采用水壓爆破的94個(gè)循環(huán)實(shí)際進(jìn)尺338.4m，進(jìn)尺比相同循環(huán)數(shù)下常規(guī)爆破多出18.8m，節(jié)約工期約為4d。水壓爆破每一個(gè)循環(huán)實(shí)際消耗炸藥量為205.6kg，實(shí)際單位消耗量0.577 kg/m3,比常規(guī)爆破降

38、低了13.6%。水壓爆破后，爆破后巖石塊度最大為68cm，爆渣拋距為23.5m，較常規(guī)爆破縮短了23.2%。由于爆渣相對(duì)破碎了，爆渣拋距相對(duì)縮短了，這樣就節(jié)省了出渣所用的機(jī)械成本。水壓爆破后的粉塵濃度為12g/m3，與常規(guī)爆破相比降低了36.8%。超欠挖分析根據(jù)鐵路隧道工程施工技術(shù)指南，、級(jí)圍巖拱部平均線性超挖不得大于15cm,最大超挖值控制在25cm以內(nèi)，邊墻平均線性超挖不得大于10cm，仰拱平均線形超挖不得大于10cm，最大超挖值控制在25cm以內(nèi)，爆破后炮眼痕跡保留率大于80%。為了詳細(xì)掌握超欠挖情況，現(xiàn)場(chǎng)采用全站儀進(jìn)行超欠挖測(cè)定，測(cè)量數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表9，所有測(cè)點(diǎn)無(wú)欠挖現(xiàn)象，因減少超挖，每循環(huán)

39、初支C25混凝土相對(duì)節(jié)約1.4m3。表9 級(jí)圍巖超欠挖參數(shù)對(duì)比表序號(hào)拱部平均線形超挖（cm）邊墻線形超挖（cm）仰拱線形超挖（cm）炮眼痕跡保存率（%）每循環(huán)初支節(jié)約混凝土材料（m3）常規(guī)爆破128983/水壓爆破978881.4經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下峪子隧道采用水壓爆破掘進(jìn)與之前的常規(guī)爆破相比較，每循環(huán)進(jìn)尺增加了0.2m，節(jié)省炸藥19.4kg，以及考慮人工、機(jī)械成本，實(shí)際每循環(huán)進(jìn)尺可節(jié)約炸藥219.2元，人工及機(jī)械891.5元（鉆孔爆破45元/m3），不含超欠挖折合成每延米可節(jié)省308.5元，C25混凝土材料單價(jià)為261元/m3，折合到每延米節(jié)約費(fèi)用為101.5元，總費(fèi)用每延米可節(jié)省410元。2、級(jí)圍巖

40、水壓爆破經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)下峪子隧道級(jí)圍巖爆破掘進(jìn)施工，如果采用常規(guī)爆破，在設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3m時(shí)，每循環(huán)進(jìn)尺2.42.7m，平均每循環(huán)進(jìn)尺2.55m，炮眼平均利用率85%，每循環(huán)炸藥用量144.6kg，單位巖石炸藥消耗量0.546kg/m3。巖石最大塊度76cm，爆渣拋距25.2m。而采用水壓爆破后，在設(shè)計(jì)掘進(jìn)深度3m的情況下，每循環(huán)進(jìn)尺2.552.85m。平均每循環(huán)進(jìn)尺2.7m，較常規(guī)爆破提高了0.15m，炮眼利用率達(dá)90%。每循環(huán)炸藥用量140kg，實(shí)際單位炸藥用量0.5kg/m3，單位消耗量降低了9.2%。巖石最大塊度由常規(guī)爆破的76cm縮小至65cm。爆渣拋距也由常規(guī)爆破的25.2m

41、縮短至22.4m，與常規(guī)爆破相比縮短了11.1%。巖石破碎了，爆渣拋距縮短了，出渣的機(jī)械成本也就節(jié)約了。爆破后粉塵濃度平均為10kg/m3，較常規(guī)爆破后的粉塵濃度降低了41.2%。超欠挖分析所有測(cè)點(diǎn)無(wú)欠挖現(xiàn)象，因減少超挖，每循環(huán)初支C25混凝土相對(duì)節(jié)約0.8m3，測(cè)量數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表10。表10 級(jí)圍巖超欠挖參數(shù)對(duì)比表序號(hào)拱部平均線形超挖（cm）邊墻線形超挖（cm）仰拱線形超挖（cm）炮眼痕跡保存率（%）每循環(huán)初支節(jié)約混凝土材料（m3）常規(guī)爆破1491064/水壓爆破1189700.8經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下峪子隧道采用水壓爆破掘進(jìn)與之前的常規(guī)爆破相比較，每循環(huán)進(jìn)尺增加了0.15m，節(jié)省炸藥4.6kg，以及考慮人

42、工、機(jī)械成本，實(shí)際循環(huán)進(jìn)尺可節(jié)約炸藥52元，人工及機(jī)械591.7元（鉆孔爆破38元/m3），不含超欠挖折合成每延米可節(jié)省238.4元，節(jié)約初支C25混凝土折合到每延米費(fèi)用為77.3元，總費(fèi)用每延米可節(jié)省315.7元。3、水壓爆破經(jīng)濟(jì)、技術(shù)對(duì)比表表11 水壓爆破經(jīng)濟(jì)、技術(shù)對(duì)比表爆破類型裝藥量（Kg）單位用藥量（Kg/m3）實(shí)際進(jìn)尺（m）炮眼利用率（%）提高進(jìn)尺（%）爆堆縮短比例（%）每循環(huán)節(jié)約費(fèi)用每延米節(jié)約費(fèi)用（元）炸藥（元）增加進(jìn)尺（元）初支砼（元）級(jí)圍巖常規(guī)爆破2250.6683.489.5/級(jí)圍巖水壓爆破205.60.5773.694.75.923.2219.2891.5365.4410級(jí)

43、圍巖常規(guī)爆破144.60.5462.5585/級(jí)圍巖水壓爆破1400.52.7905.911.152591.7208.7315.7八、集團(tuán)公司衛(wèi)生防疫站對(duì)隧道的環(huán)境檢測(cè)集團(tuán)公司衛(wèi)生防疫站于2011年12月9日對(duì)我項(xiàng)目下峪子、韓家旺隧道進(jìn)行了環(huán)境檢測(cè)，并對(duì)兩種不同爆破方式下隧道環(huán)境作了對(duì)比，結(jié)果詳見(jiàn)表12。表12 衛(wèi)生防疫站對(duì)隧道的環(huán)境檢測(cè)對(duì)比表序號(hào)總粉塵(mg/m3)游離SiO2（%）噪聲（dB（A）CO(mg/m3)CO2(mg/m3)SO2(mg/m3)韓家旺隧道常規(guī)爆破8.646.9108.73.524500.6下峪子水壓爆破0.9638.274.23.524500.6從上表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，

44、采用水壓爆破的隧道中總粉塵、游離SiO2、噪聲都明顯的降低，作業(yè)環(huán)境有較大的改善。綜上所述，水壓爆破運(yùn)用于隧道掘進(jìn)爆破中，有利于提高炸藥能量利用率、提高施工效率、提高經(jīng)濟(jì)效益，降低了作業(yè)環(huán)境的粉塵，改善了施工環(huán)境。這項(xiàng)節(jié)能環(huán)保的工程施工技術(shù)可以為我們帶來(lái)較多的效益，值得我們應(yīng)用和推廣。水壓爆破技術(shù)在集團(tuán)公司張?zhí)畦F路項(xiàng)目全面推廣成效顯著（中鐵十七局集團(tuán)張?zhí)畦F路項(xiàng)目部）一、工程概況張?zhí)畦F路西起張家口，東至曹妃甸北站，正線全長(zhǎng)528.5km。我集團(tuán)公司承建的張?zhí)畦F路三標(biāo)，起訖里程為DK131+000DK187+250，正線長(zhǎng)度55.901km，鋪架里程范圍為CK74+550DK244+568，正線鋪

45、軌311.877km，站線鋪軌29.516km。主要工程內(nèi)容包括路基、橋梁、隧道、鋪軌（含鋪?lái)摹⒌啦恚?、架梁和一個(gè)車站。標(biāo)段內(nèi)共有隧道14座計(jì)39674延米，其中5Km以上隧道有5座，分別是永福山隧道（8265m）、猴頂山隧道（5791m），楊木柵子隧道（5630m）、盤梁道隧道(5201m)、東梁隧道(5029m)。二、水壓爆破技術(shù)在張?zhí)畦F路三標(biāo)的推廣應(yīng)用情況張?zhí)畦F路項(xiàng)目在推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)的過(guò)程中經(jīng)歷了三個(gè)階段，一是宣傳和教育階段，二是等待和提高認(rèn)識(shí)階段，三是試點(diǎn)和推廣應(yīng)用階段。1、宣傳和教育階段2011年8月3日，項(xiàng)目部在一分部會(huì)議室召開(kāi)了隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)推進(jìn)會(huì)，會(huì)上邀請(qǐng)到了原鐵道

46、建筑研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)、國(guó)家級(jí)爆破專家、隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)第一發(fā)明人何廣沂教授親臨現(xiàn)場(chǎng)授課和指導(dǎo)。何教授在會(huì)上詳細(xì)地介紹了隧道掘進(jìn)水壓爆破的基本概念、技術(shù)原理、工藝流程、應(yīng)用推廣情況，并用實(shí)例重點(diǎn)闡述了隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)與以往炮眼無(wú)回填堵塞技術(shù)相比具有的顯著作用即“三提高一保護(hù)”（提高炸藥能量利用率、提高施工功效、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境），項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理趙奎銀針對(duì)張?zhí)畦F路三標(biāo)隧道多、爆破量大的特點(diǎn)，對(duì)推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)安排和部署，要求項(xiàng)目部、分部?jī)杉?jí)分別成立“水壓爆破技術(shù)”科技成果推廣小組、由項(xiàng)目部經(jīng)理（分部經(jīng)理）任組長(zhǎng)、總工程師具體組織實(shí)施、并采用樣板引路的辦法，兩個(gè)

47、分部分別進(jìn)行試點(diǎn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后在全線推廣應(yīng)用。2、等待和提高認(rèn)識(shí)階段我們?cè)谒畨罕萍夹g(shù)推廣的初期也并不順利，一開(kāi)始項(xiàng)目部安排在一分部的東梁隧道進(jìn)口和二分部的猴頂山隧道出口分別進(jìn)行試點(diǎn)，統(tǒng)一購(gòu)置了炮泥機(jī)和水袋機(jī)。兩個(gè)分部的施工隊(duì)抵觸思想都比較嚴(yán)重，大家認(rèn)為采用傳統(tǒng)的爆破工藝挺好的，都不想接受新的技術(shù)，認(rèn)為采用水壓爆破技術(shù)既要浪費(fèi)人工去做炮泥和做水袋，裝藥時(shí)還耽誤時(shí)間，嫌麻煩、怕費(fèi)事。洞口的架子隊(duì)長(zhǎng)和工區(qū)經(jīng)理多次催促，施工隊(duì)總是推脫，好幾個(gè)月時(shí)間炮泥機(jī)和水袋機(jī)原封不動(dòng)的擱在那里，水壓爆破技術(shù)的推廣幾乎處于停滯不前的階段。為加快推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)，項(xiàng)目部在2012年1月份工程例會(huì)上提出要采取獎(jiǎng)勵(lì)措施

48、、強(qiáng)力推進(jìn)水壓爆破推廣應(yīng)用工作，提出對(duì)首次推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)的洞口給予獎(jiǎng)勵(lì)5萬(wàn)元，其后應(yīng)用的洞口，每成功一個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)2萬(wàn)元。并選擇一分部的楊木柵子隧道出口作為新的試點(diǎn)。3、試點(diǎn)和推廣應(yīng)用階段為搞好水壓爆破技術(shù)推廣應(yīng)用試點(diǎn)，在楊木柵子隧道出口成立了攻關(guān)小組，由作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)任組長(zhǎng)，開(kāi)挖班長(zhǎng)任副組長(zhǎng)。從對(duì)水壓爆破技術(shù)學(xué)習(xí)、制作水袋、制作炮泥入手，在充分準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，組織了現(xiàn)場(chǎng)第一次水壓爆破試驗(yàn)，試驗(yàn)的結(jié)果證明爆破后的粉塵比以往少很多，洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境大大改善，通風(fēng)時(shí)間也明顯縮短，作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)和爆破班的作業(yè)人員都比較滿意。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的摸索，采用水壓爆破技術(shù)比原來(lái)節(jié)約炸藥約20%以上，每個(gè)循環(huán)的進(jìn)尺也比原來(lái)的深30公

49、分以上，既提高了功效，還節(jié)約了爆破成本。漸漸地他們都喜歡上了水壓爆破技術(shù)，施工隊(duì)長(zhǎng)王忠領(lǐng)對(duì)我們?cè)f(shuō)過(guò)的一句話“水壓爆破確實(shí)是好，我們現(xiàn)在都喜歡用水壓爆破技術(shù)，你們不要我們用了，我們還不干了呢”。試點(diǎn)成功了，干部和作業(yè)人員認(rèn)識(shí)提高了，有了推廣的基礎(chǔ)。為全面推廣應(yīng)用，在楊木柵子隧道出口推廣水壓爆破技術(shù)取得了成功的經(jīng)驗(yàn)后，項(xiàng)目部?jī)冬F(xiàn)了承諾，給予了架子隊(duì)和爆破工班獎(jiǎng)勵(lì)。2012年6月，一分部項(xiàng)目經(jīng)理王樹(shù)成組織分部范圍其他洞口的施工隊(duì)長(zhǎng)、爆破工班的班長(zhǎng)到楊木柵子隧道出口現(xiàn)場(chǎng)觀摩取經(jīng)。通過(guò)學(xué)習(xí)和交流，大家對(duì)水壓爆破有了全新的認(rèn)識(shí)，紛紛要求在各自洞口使用水壓爆破技術(shù)。一分部隨即為其他8個(gè)洞口分別配置了炮泥機(jī)

50、和水袋機(jī)等設(shè)備，至此水壓爆破技術(shù)在一分部全部推廣使用。二分部在看到一分部水壓爆破技術(shù)推廣應(yīng)用取得了顯著成效后，主動(dòng)要求項(xiàng)目部組織他們到楊木柵子隧道出口去參觀學(xué)習(xí)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)和交流，二分部的管理人員和施工隊(duì)長(zhǎng)對(duì)水壓爆破技術(shù)的“三提高一保護(hù)”有了充分的認(rèn)識(shí)。各洞口的施工隊(duì)長(zhǎng)紛紛要求二分部經(jīng)理抓緊給他們購(gòu)置炮泥機(jī)和水袋機(jī)等設(shè)備，爭(zhēng)取早日在各自洞口推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)。2012年7月16日，何教授再次來(lái)到張?zhí)畦F路三標(biāo)，檢查隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)的推廣應(yīng)用效果。在楊木柵子隧道出口的掌子面，何教授親切地同正在掌子面裝藥的工人進(jìn)行交談，何教授現(xiàn)場(chǎng)詢問(wèn)作業(yè)工人愿不愿意使用水壓爆破技術(shù)，工人明確、認(rèn)真地回答了教

51、授 “愿意”。當(dāng)何教授問(wèn)到作業(yè)人員為什么愿意使用水壓爆破技術(shù)時(shí)，工人回答何教授有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：“一是節(jié)約了炸藥；二是提高了進(jìn)尺；三是放炮完后粉塵明顯減少了，通風(fēng)時(shí)間也短了、洞內(nèi)空氣質(zhì)量好了”。何教授在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)炮泥、水袋的制作，掌子面水袋和炸藥的充填以及炮泥的封堵過(guò)程和響炮后洞內(nèi)掌子面的爆破效果進(jìn)行詳細(xì)檢查后，高興的對(duì)項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理趙奎銀說(shuō)，“是金子總是要發(fā)光的，十七局已經(jīng)完全掌握了隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)，張?zhí)畦F路三標(biāo)在推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)過(guò)程中取得了寶貴經(jīng)驗(yàn)，走在兄弟單位的前列，值得大力推廣”。三、水壓爆破技術(shù)推廣應(yīng)用取得的成效1、隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)采取炮孔充填水袋，并用炮泥回填堵塞，提高了炸藥能

52、量利用率和循環(huán)進(jìn)尺深度，改善了爆破對(duì)環(huán)境的影響，通過(guò)模型和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，總結(jié)出炮孔中水袋與炮泥的合理配置。水壓爆破技術(shù)具有可操作性，實(shí)現(xiàn)了爆破技術(shù)工藝的創(chuàng)新。2、水壓爆破技術(shù)效益分析： = 1 * GB2 采用水壓爆破技術(shù)，既提高了炸藥能量利用率，又提高了經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì),采用水壓爆破每循環(huán)裝藥量單位用藥量較常規(guī)爆破可降低17.4%，由于單孔裝藥長(zhǎng)度減少了20cm（巖石粉狀乳化炸藥線密度為0.006kg/cm），每孔少裝炸藥0.12kg,每循環(huán)進(jìn)尺斷面開(kāi)挖共約110個(gè)炮孔，則每循環(huán)進(jìn)尺可節(jié)省炸藥13.2kg。目前炸藥供應(yīng)價(jià)為13000元/t，每循環(huán)可節(jié)省炸藥費(fèi)用171.6元，按3.35m/循

53、環(huán)進(jìn)尺計(jì)算，折合每延米可節(jié)省炸藥費(fèi)用51.22元。 = 2 * GB2 采用水壓爆破技術(shù)，提高了施工功效。每循環(huán)炮孔鉆孔深度為3.5米，常規(guī)爆破進(jìn)尺深度為3.0米，采用水壓爆破技術(shù)后進(jìn)尺深度為3.35米，平均進(jìn)尺提高了35cm，炮孔利用率達(dá)到96%，采用水壓爆破后每循環(huán)增加的35cm進(jìn)尺，不需要鉆孔人工費(fèi)、也不需要雷管和炸藥及裝藥等工序產(chǎn)生的費(fèi)用，按照II、III級(jí)圍巖開(kāi)挖平均單價(jià)66元/方（II級(jí)圍巖開(kāi)挖單價(jià)72元/方，III級(jí)圍巖開(kāi)挖單價(jià)60元/方）計(jì)算，每循環(huán)可節(jié)約費(fèi)用2044.35元（66元/方*88.5方/米*0.35=2044.35元），按3.35m/循環(huán)進(jìn)尺，折合每延米可節(jié)約費(fèi)用

54、610.25元。 = 3 * GB2 其他費(fèi)用：每循環(huán)使用水袋費(fèi)用：550個(gè)*0.1元/個(gè)=55元，每循環(huán)做炮泥和水袋需要的人工費(fèi)110元（按照2個(gè)工人，工作半天時(shí)間計(jì)算，人均日工資為110元/天），炮泥機(jī)和封口機(jī)的設(shè)備折舊及維修保養(yǎng)攤銷約10元/循環(huán)（炮泥機(jī)和封口機(jī)一共10000元，平均按照1000個(gè)循環(huán)攤銷完畢）。同時(shí)由于炮孔中的水在爆炸作用下的霧化降塵作用，粉塵濃度明顯降低，通過(guò)對(duì)粉塵采樣檢測(cè)，采用水壓爆破比常規(guī)爆破粉塵濃度降低了67%。隧道開(kāi)挖在1公里以上時(shí)，常規(guī)爆破放炮后必須通風(fēng)40分鐘以上作業(yè)人員方可進(jìn)到掌子面，采用水壓爆破后只需通風(fēng)1015分鐘，人員即可進(jìn)入洞內(nèi)施工，通風(fēng)時(shí)間減少

55、50%以上。每循環(huán)按節(jié)約通風(fēng)時(shí)間20分鐘計(jì)算，可節(jié)省通風(fēng)費(fèi)用36.67元（110KW/小時(shí)*20min/60min*1元/度電=36.7元）。隧道工作面粉塵濃度顯著降低，大大改善了洞內(nèi)工人的作業(yè)環(huán)境，同時(shí)也減少了爆破對(duì)環(huán)境造成的粉塵污染，具有良好的社會(huì)效益。每循環(huán)節(jié)約費(fèi)用為：51.22+610.25+36.67-55-110-10=523.14元。綜上所述，應(yīng)用水壓爆破技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，降低了施工成本，每延米可節(jié)約費(fèi)用約500元（具體費(fèi)用我們還在進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)之中）。目前我標(biāo)段隧道工程剩余隧道掘進(jìn)23640米，按照每延米節(jié)約500元估算，預(yù)計(jì)可為項(xiàng)目節(jié)約投資1182萬(wàn)元。同時(shí)由于每循環(huán)進(jìn)尺長(zhǎng)

56、度增加了35cm，剩余隧道工程可少鉆爆824個(gè)循環(huán)（常規(guī)爆破需要鉆爆7880個(gè)循環(huán)，采用水壓爆破后需要鉆爆7056個(gè)循環(huán)），按照一天兩個(gè)循環(huán)計(jì)算，可縮短施工時(shí)間412天（節(jié)約的管理成本未計(jì)列）。3、水壓爆破技術(shù)推廣應(yīng)用的可操作性較強(qiáng)。開(kāi)挖布孔與常規(guī)爆破正常布孔一樣，掏槽眼、底板眼、輔助眼、周邊眼均可按正常設(shè)計(jì)鉆孔；不同之處在于裝藥結(jié)構(gòu)不同，在炮孔的裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)上作了變化，即適當(dāng)?shù)販p少了各個(gè)炮孔的裝藥量，往炮孔中裝入水袋，最后用炮泥回填堵塞。水壓爆破的炮泥及水袋生產(chǎn)簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)成本也很低，每個(gè)隧道口只需兩臺(tái)機(jī)器和2個(gè)工人操作即可滿足生產(chǎn)需求。4、水壓爆破技術(shù)利用水介質(zhì)傳遞炸藥的爆炸能量，由

57、于使用水袋墊底，炮泥封口，爆炸時(shí)可通過(guò)水壓提高爆破破壞能力，隨后在爆炸高壓氣體膨脹作用下產(chǎn)生的壓力使巖層進(jìn)一步破壞，因此爆破出來(lái)的巖石顆粒大小均勻（平均粒徑在5080cm之間），便于機(jī)械裝碴，加快了出碴速度；同時(shí)也方便隧道棄碴的二次利用（加工碎石）。5、通過(guò)對(duì)隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)的推廣應(yīng)用表明，水壓爆破技術(shù)具有“三提高一保護(hù)”的顯著作用，即提高了炸藥能量利用率、提高了施工效率、提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境。四、幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)1、推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)，是節(jié)能減排的重大舉措，是利國(guó)利民的好事，是響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，落實(shí)股份公司和集團(tuán)公司要求的具體行動(dòng)。通過(guò)推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)，既節(jié)省了炸藥費(fèi)用，又提高了

58、施工效率，同時(shí)還減少了通風(fēng)時(shí)間，并明顯改善了洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，確實(shí)值得大力推廣。2、推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)，解決思想認(rèn)識(shí)，傳統(tǒng)觀念的影響至關(guān)重要，是新技術(shù)應(yīng)用和傳統(tǒng)作業(yè)的一次斗爭(zhēng)，需要時(shí)間和過(guò)程的洗禮。我們通過(guò)多次對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行教育、培訓(xùn)，并適時(shí)給予一定的激勵(lì)措施，使水壓爆破技術(shù)的推廣應(yīng)用由以前作業(yè)人員的“被動(dòng)接受”變成現(xiàn)在的“主動(dòng)要求”，值得參考和借鑒。3、推廣應(yīng)用水壓爆破技術(shù)，需要政策扶持，加大對(duì)應(yīng)用的支持力度，加大獎(jiǎng)勵(lì)和激勵(lì)措施力度，促進(jìn)更大范圍的推廣應(yīng)用，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和工程爆破發(fā)展作出貢獻(xiàn)。 2012年7月31日水壓爆破技術(shù)在隧道掘進(jìn)施工中的應(yīng)用（中鐵十七局集團(tuán)滬昆客專貴州段5標(biāo)項(xiàng)目部）

59、 HYPERLINK l _Toc17554 一、概述 1、工程概況新建滬昆鐵路客運(yùn)專線貴州段CKGZTJ-5標(biāo)段由我局和中鐵二十四局聯(lián)合體中標(biāo)，起訖里程為DK593+466.41DK636+590，全長(zhǎng)43.123km。我局承擔(dān)DK593+466.41DK623+941，共計(jì)30.474km的施工任務(wù)。線路自東向西經(jīng)過(guò)貴州省麻江縣、福泉市。主要工程量：路基30段，全長(zhǎng)4.04km，占線路總長(zhǎng)度的13.26%；橋梁20座，全長(zhǎng)5.693km，占線路總長(zhǎng)的18.68%；涵洞9座，220.5橫延米；隧道12.5座，全長(zhǎng)20.741km，占線路總長(zhǎng)度的68.06%；預(yù)制雙塊式軌枕280km（4、5、

60、6標(biāo)）共計(jì)43.4萬(wàn)根；正線鋪無(wú)砟道床60.865km；制運(yùn)架箱梁199孔（包括24局44孔）。合同造價(jià)23.187億元，合同工期2010年10月1日至2013年10月15日，總工期為36.5個(gè)月。 截止2012年6月底，我項(xiàng)目隧道已掘進(jìn)9956m，剩余10785m。尤其是茅坪山隧道是全線的控制性工程，工期十分緊張，應(yīng)用水壓爆破技術(shù)可以提高工效，緩解工期壓力；提高隧道掘進(jìn)施工的勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)省成本支出。 2、水壓爆破技術(shù)的推廣情況 為全面推廣水壓爆破技術(shù)，局指揮部成立了“水壓爆破領(lǐng)導(dǎo)小組”，制定了“以點(diǎn)帶面”的推廣模式，選定茅坪山隧道進(jìn)口和二號(hào)橫洞2個(gè)工點(diǎn)為試點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)循環(huán)的使用，水壓爆破技