二氧化碳爆破在特定條件下石方開挖中的應(yīng)用

柴吉祥

摘要：隨著我國高速公路施工技術(shù)的不斷發(fā)展，以炸藥爆破方式為主的傳統(tǒng)石方開挖技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化施工需求，實際施工存在的隱患問題眾多，難以得到及時處理。長期以往，很容易對現(xiàn)場施工造成安全威脅，嚴(yán)重時很容易引發(fā)人員傷亡事故。為進(jìn)一步解決傳統(tǒng)炸藥爆破方式存在的不足問題，選擇應(yīng)用二氧化碳爆破技術(shù)進(jìn)行石方爆破處理，以加強(qiáng)工程施工進(jìn)度，規(guī)避現(xiàn)場施工風(fēng)險。文章主要結(jié)合二氧化碳爆破技術(shù)在特定條件下在石方開挖中的具體應(yīng)用展開分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：二氧化碳爆破技術(shù)；特定條件；石方開挖；實際應(yīng)用

前言：

本工程以柳州至南寧高速公路改擴(kuò)建工程2標(biāo)項目K1239+840～K1239+940段左幅牛仔山石方開挖工程為例，該開挖工程共計4.5萬方，切坡高度63.4m，大多屬于堅硬巖，現(xiàn)場施工難度較大。再加上現(xiàn)場施工工作面較狹窄，導(dǎo)致現(xiàn)場施工復(fù)雜性較高。最主要的是，工期要求3.5個月內(nèi)必須完成，如此一來，無疑是加劇現(xiàn)場施工難度。除此之外，根據(jù)施工現(xiàn)場實際條件來看，山頂上方存在高壓線塔、基站等，且山底下方緊鄰正在通行的高速公路，如果采用傳統(tǒng)炸藥爆破技術(shù)，很容易對周圍環(huán)境造成污染，嚴(yán)重時還會對周圍居民區(qū)造成影響，容易引發(fā)安全事故。針對于此，施工單位必須摒棄傳統(tǒng)爆破方法，可以選用二氧化碳爆破技術(shù)進(jìn)行處理。

1 傳統(tǒng)爆破方式的不利影響分析

柳南改擴(kuò)建2標(biāo)項目K1239+840～K1239+940段左幅牛仔山石方開挖工程在正式施工過程中，施工點(diǎn)距離居民區(qū)僅有300m。利用傳統(tǒng)炸藥爆破和常規(guī)機(jī)械開挖方法無法滿足工程實際需求，且也不利于周圍居民人身安全，無法在工期限期內(nèi)徹底消除爆破所帶來的危害影響。最重要的是，傳統(tǒng)炸藥爆破技術(shù)在現(xiàn)場施工中帶來的震感以及噪聲較大，無論是對周圍生態(tài)環(huán)境而言，還是現(xiàn)場施工人員而言，均存在較大危害[1]。如影響附近交通安全、爆破過程產(chǎn)生的二氧化硫等空氣污染物會進(jìn)一步加劇空氣污染程度等。最重要的是，傳統(tǒng)爆破方式帶來的工作效率遠(yuǎn)不如預(yù)期效果，并不能給現(xiàn)場施工帶來高效率，不利于施工單位在規(guī)定限期內(nèi)完成施工工作。

2 二氧化碳爆破技術(shù)的應(yīng)用原理分析

為了盡早完成石方開挖工作，本施工單位選擇應(yīng)用二氧化碳爆破技術(shù)作為主導(dǎo)技術(shù)，代替了傳統(tǒng)炸藥爆破方式。需要注意的是，二氧化碳爆破需要配合機(jī)械開挖石方在特定條件下進(jìn)行實現(xiàn)。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看，二氧化碳爆破技術(shù)主要的應(yīng)用原理為：利用高壓泵設(shè)備將液態(tài)的二氧化碳壓縮到特定的爆破容器內(nèi)，當(dāng)導(dǎo)熱棒存在微電流通過的時候，受到高溫作用，安全膜會被擊穿。此時，液態(tài)二氧化碳會受到氣化影響，發(fā)生急劇膨脹現(xiàn)象，并利用高壓作用，將泄壓閥沖開。與此同時，液態(tài)二氧化碳在受到氣化影響的過程中，氣體體積會急劇膨脹，產(chǎn)生的高壓會使巖體開裂。待經(jīng)過上述步驟之后，現(xiàn)場施工人員可配以機(jī)械設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行開挖裝渣，完成快速施工工作。在這里需要說明的是，二氧化碳爆破屬于物理作用，并不會對周圍環(huán)境、建筑物乃至周圍居民造成安全影響，也不會發(fā)生爆破震動問題[2]。

3 二氧化碳爆破在特定條件下石方開挖中的具體應(yīng)用

3.1 二氧化碳爆破器器材組裝及現(xiàn)場測試處理

本工程在組裝二氧化碳爆破器過程中，主要利用高壓泵設(shè)備將液態(tài)二氧化碳壓縮到爆破筒當(dāng)中。待完成上述步驟之后，再在其內(nèi)裝入安全膜、加熱器以及起拔桿。組裝完畢后，現(xiàn)場施工人員需要嚴(yán)格檢查二氧化碳爆破器的密封程度。在現(xiàn)場測試過程中，施工人員可以將致裂器的充裝閥和釋放管分別放入水中，目的在于觀測設(shè)備是否存在氣泡。確定無誤后，方可將爆破器投入現(xiàn)場使用。

3.2 現(xiàn)場施工應(yīng)用

在正式開展二氧化碳爆破工作之前，現(xiàn)場施工人員必須做好施工現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，如確定各項參數(shù)、測量布孔、鉆機(jī)就位、鉆孔施工以及驗孔檢查等方面的準(zhǔn)備工作。本工程在鉆孔機(jī)設(shè)備的選擇方面，主要采用CL120Y型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。鉆孔間距1.5m、孔徑90mm、孔深4m。待確定好各項參數(shù)之后，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行孔位放線工作，目的在于嚴(yán)格標(biāo)識出每一個炮孔的實際位置以及具體深度等[3]。

之后，施工人員需要利用水平尺校正鉆孔角度，判定鉆機(jī)位置是否合理等。待上述步驟全部完成之后，方可開始鉆孔施工。在鉆孔過程中，技術(shù)人員必須嚴(yán)格遵照鉆爆圖進(jìn)行施工，以確保鉆孔施工的安全性與合理性。事后，由質(zhì)檢人員針對孔位、孔深以及方向等驗收內(nèi)容，進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對于不合格的，必須予以及時處理，避免后續(xù)施工出現(xiàn)隱患問題。

3.3 二氧化碳爆破裝置的連線及安裝

待上述施工準(zhǔn)備工作完成之后，技術(shù)人員需要對二氧化碳爆破裝置進(jìn)行連線。主要是將爆破筒與起爆線路進(jìn)行合理連接，并在連接成功之后，插入鉆好的孔位當(dāng)中，并在其內(nèi)填入粘土，利用木桿將粘土搗實。并用特定的爆破線路將每個孔位連接處理，用專門的儀表設(shè)備測試線路連接是否通暢合理。確定無誤之后，連接起爆器電源，等待爆破處理[4]。

3.4 現(xiàn)場爆破處理流程

在正式引爆處理之前，必須封閉高速公路5分鐘，確保通車安全。與此同時，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員必須將全部機(jī)械設(shè)備與人員進(jìn)行撤離處理。必須加以注意的是，施工人員必須在工地進(jìn)入口處，設(shè)置明顯的爆破警示標(biāo)識，待上述內(nèi)容確定無誤之后，利用發(fā)爆器對其進(jìn)行引爆處理。全部結(jié)束之后，現(xiàn)場施工人員需要利用破碎錘對施工場地實行二次破碎開挖處理[5]。

3 工程實踐效果及應(yīng)用優(yōu)勢

中交第四公路工程局有限公司柳南改擴(kuò)建2標(biāo)項目采用CO2爆破配合機(jī)械開挖石方在特定條件下的施工技術(shù)，在工程實踐效果方面，取得了較好的應(yīng)用效果。不僅集中體現(xiàn)于工程實踐效果方面，還集中體現(xiàn)在工程的經(jīng)濟(jì)效益方面。自我工程選擇應(yīng)用二氧化碳爆破技術(shù)以來，基本上有效規(guī)避了傳統(tǒng)炸藥爆破方式存在的不足。與此同時，利用二氧化碳爆破技術(shù)，降低了傳統(tǒng)炸藥爆炸方式帶來的環(huán)境污染程度，利于工程實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要求。最重要的是，利用二氧化碳爆破技術(shù)有效解決以往炸藥爆破方式成本過高問題，利于工程經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。綜合來看，二氧化碳爆破技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢眾多，值得推廣。

結(jié)論：

根據(jù)實踐效果來看，選用二氧化碳爆破技術(shù)在特定條件下施工基本上有效規(guī)避了傳統(tǒng)炸藥爆破方式帶來的危害影響，甚至在某些爆破能力方面，逐漸取代炸藥的爆破效果。隨著我國二氧化碳爆破技術(shù)水平的不斷提升，二氧化碳爆破技術(shù)將會全面運(yùn)用到石方開挖工程當(dāng)中，并將會在城市內(nèi)爆破、特殊爆破以及精細(xì)爆破方面取得全面應(yīng)用。為進(jìn)一步夯實我國二氧化碳爆破技術(shù)力量，建議我國相關(guān)研究人員必須加強(qiáng)對二氧化碳爆破技術(shù)的研究力量，為石方開挖工程提供相應(yīng)的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張東川，王東虎，張棟. CO_2碳爆破技術(shù)在石方開挖中的應(yīng)用[J]. 中國設(shè)備工程，2017（24）：185-186.

[2]盧廣海. 二氧化碳致裂器在土石方工程中的應(yīng)用[J]. 鑿巖機(jī)械氣動工具，2018（02）：48-55.

[3]劉征，李昆，費(fèi)日東. 二氧化碳炮爆破技術(shù)在山體石方開挖工程中的應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（14）：103.

[4]趙海洋. 二氧化碳爆破技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用[J]. 交通世界，2016（12）：46-47.

[5]王軍，肖永勝. 用二氧化碳爆破技術(shù)開采某石灰石礦的大理石材[J]. 現(xiàn)代礦業(yè)，2015，31（06）：15-17.

（作者單位：中交第四公路工程局有限公司）