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1、全面推行硬岩 水压爆破工艺,由我XX集团承建的宝兰客运专线土建二标段线路全长32.414km，其中隧道累计长30.576km，占线路的94.3%，分别为笔架山隧道（8406m）、小墁坪隧道（8237.9m）及麦积山隧道（13932m）。为加快施工进度缩短工期和降低成本，自2013年9月23日开始，首先在麦积山隧道1#斜井进行了隧道掘进水压爆破试验，随后向全标段所有隧道进行推广，均取得令人满意的成果，凸显了隧道掘进水压爆破独特的“三提高一保护”的作用及效果。下面仅以笔架山隧道出口正洞为例，汇报隧道掘进水压爆破取得的成果。,科学组织 创新工艺,前 言,目录,一、工程概况,二、隧道掘进常规爆破,三、
2、隧道掘进水压爆破,四、技术指标分析对比,五、经济指标分析对比,六、认识与体会,科学组织 创新工艺,一、工程概况笔架山隧道位于天水市麦积区，隧道地处渭河南岸南陇山与西秦岭北缘过渡带的中山区，全长14751.472m，隧道范围涉及主要岩性为燕山期花岗岩。笔架山隧道出口工区担负施工长度为2518米，其中级围岩长1810米，约占71.9%，开挖轮廓半径为6.81m,断面开挖面积平均约为116.22，采用全断面开挖工法。,科学组织 创新工艺,二、隧道掘进常规爆破 隧道掘进所谓“常规爆破”，系指炮眼只装药卷（含起爆药卷）而无回填堵塞，对光爆炮眼除装药外，用炸药箱纸壳卷成卷侵水塞入炮眼口，这种炮眼装药结构的
3、隧道爆破掘进，惯称隧道掘进常规爆破，名副其实应称之为隧道掘进无回填堵塞爆破。笔架山隧道出口2013年10月20日之前，均采取常规爆破，其爆破参数及爆破后通风35分钟效果下图。,科学组织 创新工艺,笔架山隧道出口钻爆设计图,科学组织 创新工艺,笔架山隧道出口装药结构图,笔架山隧道出口钻爆设计参数,科学组织 创新工艺,笔架山隧道出口常规爆破后通风35分钟效果,科学组织 创新工艺,三、隧道掘进水压爆破 1、水压爆破基本原理： 隧道掘进水压爆破就是往炮眼中一定位置注入一定量的水，最后用专用设备加工成的炮泥回填堵塞到炮眼中。 炮眼围岩的破碎主要依靠炮眼中炸药爆破在围岩中产生的应力波以及爆破气体膨胀共同作
4、用的结果，而隧道掘进常规爆破由于炮眼无回填堵塞（如下图所示）。,科学组织 创新工艺,炮眼无回填堵塞（常规爆破）,因此炸药爆破能量被压缩炮眼中的空气受到一定损失，造成应力波强度下降，不利于围岩破碎，爆炸生成的膨胀气体由于炮眼中无阻挡对围岩没产生二次破碎而冲向炮眼口变成冲击波损失掉，此外炮眼无回填堵塞，爆破时产生的粉尘严重污染作业环境。,科学组织 创新工艺,而隧道掘进水压爆破，由于炮眼中有水，（如下图所示），在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量几乎无损失地经过水传递到炮眼围岩中，这种无能量损失的应力波有利于围岩破碎，此处还产生“水契”效应和水雾作用，既能充分利用炸药能量又能大大降低粉尘浓度对作
5、业环境的污染，保护作业人员身体健康。,炮眼中有水袋炮泥回填堵塞（水压爆破）,科学组织 创新工艺,2、炮眼装药结构隧道掘进水压爆破与常规爆破相比，在掏槽形式，炮眼分布，炮眼数量，炮眼深度，起爆顺序和起爆时间间隔等六大面完全一样，仅仅在装药结构有所不同，水压爆破要往炮眼中一定位置注入一定量的水，最后用专用设备加工成炮泥边回填边捣回到炮眼口。,科学组织 创新工艺,3、水袋制作水袋采用KPS-60型水袋自动封装机加工而成。这种专门为水压爆破研制的封口机，结构简单，操作方便，每小时可制作约700个水袋。具体操作：首先连接水管，并用扎圈锁紧为防进气；打开电源调节温度到220左右，预热约十分钟；试运转从出水
6、口排除气体；然后把塑料袋套在出水口上，一按电钮水即可冲入袋中，随之自动封口，水袋便加工成。,科学组织 创新工艺,KPS-60型水袋自动封装机及水袋制作,科学组织 创新工艺,4、炮泥制作炮泥采用PNJ-A型炮泥机加工而成。这种专门为水压爆破研制的炮泥机，结构简单，操作方便，两个人每小时可制作约500根炮泥。制作炮泥可就地取材，节约成本，按照土：砂：水=0.75:0.1:0.15的比例制作。制作好炮泥放置时间不宜太长，最好在使用前12小时制作好，炮泥应不软也不硬，软了捣固时容易挤压出炮眼口，硬了捣固时不易把炮泥捣固碎，堵塞不坚实。,科学组织 创新工艺,PNJ-A型炮泥机及炮泥制作,科学组织 创新工
7、艺,施工工艺流程图,5、工艺流程：水压爆破工艺流程与普通爆破基本相同，不同之处在于要事先加工好爆破所需的炮泥及水袋，并在装药时按照设计的装药结构分次序装入水袋、炸药、水袋后，用炮泥堵塞。,科学组织 创新工艺,6、水压爆破实例：笔架山隧道出口正洞，其每循环设计进尺即垂直打眼均为3.5米，周边眼（光面爆破）以外的炮眼（掏槽眼、辅助眼、底板眼）也称之为主炮眼，装药结构如下图所示。其往炮眼装填步骤是，首先往炮眼最底部装一个水袋，必须把水袋装填到底，随之装药卷，药卷数量要比常规爆破少一节，最后用炮泥堵塞炮眼口。,科学组织 创新工艺,周边眼（光面爆破）装药结构，如下图所示，其装填步骤是，首先是往炮眼最底部
8、装一个水袋；随之按常规爆破间隔装填药卷，距离炮眼口最近的半卷药卷炮眼口应为一米以内；然后往炮眼中装填2个水袋；最后用炮泥堵塞炮眼口。,科学组织 创新工艺,笔架山隧道出口水压爆破后通风10分钟效果图,笔架山隧道出口，自2013年10月20日采取水压爆破以来，截止2013年11月20日。累计进尺175米，其爆破后通风10分钟效果见下图。,科学组织 创新工艺,四、技术指标分析对比1、炸药单耗常规爆破与水压爆破装药结构，周边眼一样、其余炮眼每孔减少1节炸药，即0.2kg，爆破进尺提高30cm。,水压爆破与常规爆破效果对比表,科学组织 创新工艺,2、装药时间级围岩全断面爆破，钻孔192个炮眼，22台风钻
9、，每人钻孔67个，每个炮眼装药延长3分钟计算，共计延长装药时间约21分钟。 3、通风排烟时间常规爆破起爆后通风排烟时间约3040分钟，改为水压爆破后，通风排烟时间约1020分钟，每循环通风排烟时间可以减少20分钟。,科学组织 创新工艺,4、粉尘浓度检测,粉尘浓度监测记录表,科学组织 创新工艺,五、经济指标分析对比,笔架山隧道出口经济指标对比,科学组织 创新工艺,从技术经济指标对比表可以得出结论，隧道掘进水压爆破与常规爆破相比，具有极其显著的“三提高一保护”作用与效果。一提高炸药有效能量利用率，既节省炸药15%至20%；二提高施工进度，每循环提高进尺0.2至0.3m；三提高经济效益，正洞每延米可
10、节省费用350至400元；一保护，粉尘浓度大大下降（下降67%）。缩短通风20分钟，改善作业环境，保护施工人员身体健康。 另外水压爆破提高岩石破碎度，缩短爆堆长度，因而加快清渣进度。缩短装渣时间。水压爆破还提高光爆质量，半眼痕保留率达90%以上。,科学组织 创新工艺,六、认识与体会经过2个月全标段水压爆破的实践，我们认为隧道开挖水压光面爆破普遍推广是可行的。1、隧道掘进水压爆破技术很成熟；2、可操作性很强；3、节能、环保效果很显著；4、施工进度很快；5、经济与社会效益很高。,科学组织 创新工艺,虽然我标段在隧道掘进水压爆破方面取得了一些经验和成绩，但还有很多需要提高的地方，我们将以此次现场交流会为契机，虚心学习兄弟单位的先进经验，再接再厉，为宝兰客专建设作出新的贡献。最后，特别感谢何广沂教授为我标段推广隧道掘进水压爆破技术所作出的技术指导和帮助。,科学组织 创新工艺,
