預(yù)裂與光面爆破技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀:預(yù)裂爆破是沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊界布置密集炮孔,采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥,在主爆區(qū)之前起爆,從而在爆區(qū)與保留區(qū)之間形成預(yù)裂縫,以減弱主爆破對(duì)保留巖體的破壞并形成平整輪廓面的爆破作業(yè)。光面爆破是沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊界布設(shè)密集炮孔,采用不耦合裝藥或裝填低威力炸藥,在主爆區(qū)爆破之后起爆的以形成平整的開(kāi)挖輪廓面的爆破作業(yè)。爆破技術(shù)的發(fā)展是先出現(xiàn)光面爆破,然后衍生發(fā)展為預(yù)裂爆破。聚能管?chē)?guó)內(nèi)歷史與現(xiàn)狀,我國(guó)于1964~1965年在湖北陸水水電站施工中做過(guò)淺孔預(yù)裂爆破試驗(yàn),1965年鐵道部門(mén)在成昆鐵路建設(shè)中開(kāi)始試驗(yàn)光面爆破,1977年在西延線張家船工點(diǎn),全長(zhǎng)近200m的2000m2路塹邊坡全部采用光面爆破,爆破后邊坡平整穩(wěn)定,殘留的半孔清晰可見(jiàn),是鐵路建設(shè)中采用路塹光面爆破。
聚能包由炸、形罩、隔板、殼體、引信和支架等部分組成,其作用及對(duì)聚能包威力的影響分述如下。1.炸,炸是聚能管爆破的能源,炸的爆壓越大,聚能彈威力越大;為得到高爆壓,需高爆速、高密度的炸。常用炸有梯恩梯、8321炸等,裝方法有熔鑄,塑裝和壓裝多種。2.型罩,型罩的作用是把炸的爆炸能轉(zhuǎn)化成罩體材料的射流動(dòng)能,從而提高其穿透和切割能力。型罩的材料必須滿足四點(diǎn)要求,即可壓縮性小、密度高、塑性和延展性好,在形成射流中不汽化。大量試驗(yàn)證明,用紫銅制作型罩效果好,其次為鑄鐵、鋼和陶瓷。型罩的形狀多種多樣,主要有軸對(duì)稱(chēng)型,如圓錐形、半球形、拋物線形和喇叭形等;面對(duì)稱(chēng)型,常見(jiàn)的有用于切割屬板材的直線形和用于切割管材的環(huán)形聚能罩兩種;中心對(duì)稱(chēng)型,這種球形聚能包,中心有球形空腔和球形罩,球形罩外敷設(shè)炸,若能在瞬間同時(shí)起爆,可在空腔中心點(diǎn)獲得極大的能量集中。在工程中常用的是軸對(duì)稱(chēng)型和面對(duì)稱(chēng)型兩類(lèi)型罩。
水壓爆破是在炮孔兩端填充水袋,中間裝上乳化炸,炮孔再用炮泥封死,炮孔間距很大,兩個(gè)炮空之間相距了一米左右,是常規(guī)爆破的炮孔間距的兩倍,這樣可以節(jié)省炮孔材料,這兩個(gè)凹槽又稱(chēng)為聚能槽,聚能槽非常重要,放置的位置和方向都十分講究,一點(diǎn)也不能出錯(cuò),在爆破的瞬間,高溫高壓聚能射流立即往凹槽兩邊的巖石進(jìn)行切割,巖石如同豆腐一樣輕松被切割切割出來(lái)的輪廓線十分平順,效果極好,聚能水壓爆破中的水袋沒(méi)有降低爆破的效果,反而能保護(hù)隧道周邊植被,減少地質(zhì)擾動(dòng),降低煙塵,重要的是節(jié)省炸成本,在未來(lái)這項(xiàng)技術(shù)會(huì)廣泛應(yīng)用于工程中,降低施工成本。爆破聚能管水壓光面爆破較水壓光面爆破,在周邊眼單循環(huán)火工品使用量上節(jié)約費(fèi)用8.3%,周邊眼鉆孔數(shù)量從39個(gè)下降為23個(gè)費(fèi)用節(jié)約41%,混凝土噴射每延米節(jié)約1.37立方米。
施工工藝嚴(yán)格遵循六字方針(掛滿、貼緊、對(duì)準(zhǔn)):(1)要保證炮眼打眼質(zhì)量,炮眼必須按技術(shù)要求合理布置。(2)要保證掏槽眼以及其他眼眼的打眼質(zhì)量,一定要在規(guī)定位置上打眼;二要保證炮眼深度和角度。(3)聚能管裝藥時(shí),要保證乳化炸藥在聚能管中空內(nèi)壁中填充飽滿不得有空隙出現(xiàn)時(shí)以產(chǎn)生拒爆。(4)聚能管在炮眼中裝填時(shí),要保證聚能管的兩條聚能槽指向巷道輪廓線方向并且各個(gè)炮眼聚能管的聚能槽軸線方面要保證相互連接在隧道輪廓線上。否則成型效果不僅不好,反而更差。(5)保證炮眼堵塞質(zhì)量。(6)放炮員應(yīng)提前按規(guī)定裝好聚能管的炸藥,并做好準(zhǔn)備工作。試用范圍:一級(jí)至五級(jí)圍巖的光面爆破工程。
專(zhuān)業(yè)爆破聚能管是將炸藥裝在聚能管內(nèi),兩頭均放置了水袋,聚能管爆炸產(chǎn)生的高溫高壓射流,讓水袋產(chǎn)生“水楔”效應(yīng),使圍巖裂縫加劇延伸擴(kuò)展。它是在水壓光面爆破基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù),區(qū)別只是在周邊眼中安裝專(zhuān)用線性聚能藥管替代常規(guī)爆破藥卷和傳爆線,只要做到七大關(guān)鍵環(huán)節(jié):水袋挺拔飽滿、炮泥軟硬適中、水袋裝填到底、炮泥回填到口、木棍逐節(jié)搗固、水藥緊密相連、槽面必須平行,就能對(duì)控制超欠挖起到良好效果。爆破聚能管廠家在推廣水壓爆破的基礎(chǔ)上,去年9月,水壓聚能爆破的成果上,今年更為深入地在興泉鐵路大嶺隧道、牡佳鐵路麻山隧道采用了此項(xiàng)技術(shù),積累了成功經(jīng)驗(yàn)。
我國(guó)于1983年制定了《水工建筑物巖行基礎(chǔ)開(kāi)挖工程施工技術(shù)規(guī)范》(sD 121l一1983)。自此,在水利水電建設(shè)中預(yù)裂爆破與光面爆破已成為必須進(jìn)行的保護(hù)邊坡質(zhì)量的爆破開(kāi)挖技術(shù)措施。此后在此基礎(chǔ)上修訂的《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開(kāi)挖工程施工技術(shù)規(guī)范》(SL 47一1994)以及在《水電水利爆破工程施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T 5135—2001)和《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開(kāi)挖工程施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T 5389~2007)中預(yù)裂爆破與光面爆破均被編入并有所改進(jìn),DL/T 5135—2001正在修編為DL/T 5135—2012。鐵道部也不僅規(guī)定了凡是Ⅲ級(jí)以上的巖石邊坡,設(shè)計(jì)邊坡坡度為1:0.1~1:0.75,在邊坡部位的爆破設(shè)計(jì)和施工都應(yīng)采用光面爆破或預(yù)裂爆破,并闡述了光面(預(yù)裂)爆破施工技術(shù)設(shè)計(jì)的原則和參數(shù)、安全措施,而且還明確了路塹邊坡光面(預(yù)裂)爆破項(xiàng)目質(zhì)量驗(yàn)收檢測(cè)數(shù)量和檢測(cè)方法。無(wú)疑該規(guī)程的實(shí)施,有力地推動(dòng)和促進(jìn)了光面(預(yù)裂)爆破技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展。