常规隧道爆破与水压爆破不同点及原理

隧道掘进新技术—水压爆破施工

隧道掘进新技术—水压爆破施工发表时间：2016-12-05T11:09:29.903Z 来源：《基层建设》2016年24期8月下作者：崔春兰[导读] 目前通过“隧道掘进水压爆破技术”在隧道施工中的应用，从水压爆破的水压爆破与其他方式比较和水压爆破施工技术特点方面进行阐述。

中铁三局集团桥隧工程有限公司四川省成都市 610083随着铁路建设投资增加与技术发展，长大隧道在新建铁路线路中所占的比例亦逐渐增大，为保证长大隧道快速高效、安全、经济、实用、环保等施工，对隧道的爆破开挖也提出了更高的要求，水压爆破新技术，即炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞，提高了炸药能量利用率，不久实现了浅孔爆破的工艺技术创新，还有效地改善了爆破对环境的影响，已达到国际先进水平。

“隧道掘进水压爆破技术”即往炮眼里注水，利用水作为媒介，使爆炸能量无损传递。

同时，采用特制的“炮泥”堵塞炮眼，不但能有效抑制爆破膨胀气体冲出炮眼，而且还能降尘。

该技术已实际运用于隧道施工中，不仅提高了炸药能力利用率，改善了爆破效果，还降低了爆破噪音和振动效应，有效地保护了工作环境。

目前通过“隧道掘进水压爆破技术”在隧道施工中的应用，从水压爆破的水压爆破与其他方式比较和水压爆破施工技术特点方面进行阐述。

1 水压爆破与其他方式比较水压爆破在推广过程中，进行了炮眼无回填堵塞、炮眼炮泥回填堵塞、炮眼底水袋及炮泥回填堵塞、炮眼水袋与炮泥复合堵塞、炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞5种不同装药结构16个作业循环爆破效果对比。

5种装药结构的炮孔数量和钻孔参数均相同,5种形式爆破效果分述如下：1）炮眼无回填堵塞装药结构爆破。

每循环装药量为204.15kg，单位用药量0.95kg/m3，实际每循环平均爆破进尺为3.2m，炮眼利用率为84.2%。

2）炮眼用炮泥回填堵塞。

装药结构同无回填堵塞，孔口段全部用炮泥堵塞。

每循环装药量为199.75kg，单位用药量0.89kg/m3，实际每循环平均爆破进尺为3.32m，炮眼利用率87.72%，比炮眼无回填堵塞每立方节约炸药0.06kg，提高进尺4.1%，50cm以上的大石块降低了20%，爆堆距离缩短了3%。

水压爆破技术

水压爆破技术水压爆破技术是一种利用水压力来破坏岩石或混凝土的一种爆破方法。

它广泛应用于工程建设、矿业开采等领域。

下面将介绍水压爆破技术的原理、应用、优势以及注意事项。

水压爆破技术的原理是利用水的高压力对物体施加冲击力，当水压超过材料的抗压强度时，材料就会破裂。

通常采用高压水泵提供高压水，通过管道输送到炸药装置附近，再通过喷嘴将高压水喷射到岩石或混凝土上，从而实现破坏的效果。

水压爆破技术在隧道工程、桥梁拆除、水坝爆破、采矿等领域有广泛应用。

首先，它可以用来开凿隧道或挖掘井壁，因为高压水的冲击力能有效地破坏岩石，加快施工进度。

其次，水压爆破技术可以用于拆除桥梁、水坝等建筑物，因为相比于传统的爆破方法，水压爆破技术更加安全可靠。

再次，在采矿工程中，水压爆破技术可以用于开采矿石，提高开采效率。

相比于传统的爆破方法，水压爆破技术具有一些明显的优势。

首先，水压爆破技术无需使用爆炸药，所以不会产生有毒气体和噪音污染，对环境友好。

其次，水压爆破技术的操作相对简单，不需要专门的爆破工人，可以降低人力成本。

此外，它对土壤周围环境破坏小，不会引起地质灾害。

然而，水压爆破技术在使用过程中也有一些需要注意的事项。

首先，高压水的喷射速度和喷射方向需要精确控制，否则可能会引起误伤或造成不良后果。

其次，高压水泵的设备和管道要定期检查，确保其稳定工作，避免意外事故发生。

此外，需要在使用过程中合理控制水压力大小，过大的水压力可能造成设备或管道破裂，对操作人员安全造成威胁。

综上所述，水压爆破技术是一种高效、环保且安全可靠的爆破方法。

它在工程建设、矿业开采等领域有广泛应用，并且具有一些明显的优势。

然而，在使用水压爆破技术时，需要注意一些安全操作要点，以确保工作的顺利进行。

水压爆破技术在长、大隧道施工中的应用

近年来，在客运专线铁路中，长、大隧道的施工显得尤其关键，而采用水压爆破技术，解决了在长、大隧道开挖过程中存在进度慢、洞内环境差、炸药用量大的难题。2004 年，水压爆破技术被建设部推选为首项科技新项目。本文通过水压爆破技术在温福铁路青岙隧道长大断面施工的成功应用，进一步完善了水压爆破技术的施工工艺，突破了这项应用技术的经济效果。
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2010 年第 4 期（总第 40 期）
技术报告
海峡科学
HAI XI A KE XUE
破每个炮眼少装 2.5 卷；常规爆破每个炮眼装 10 卷以下的，水压爆破每个炮眼少装 1.5 卷，少装药包的空间用水袋代替。水压爆破的操作程序是：根据围岩条件按常规爆破的钻爆设计计算出装药量，再进行药卷调整；水袋、炮泥的装填比例是各炮孔根据扣除药包长度后的剩余空间，现场试验确定。炮眼装药结构是：先往炮眼底部装 1 个水袋，随之装所需的药卷，往下装 1～n 个水袋，最后用炮泥回填堵塞到炮眼口。
隧道掘进爆破炮眼无回填堵塞从根本上不能充分利用炸药的能量；目前，隧道掘进爆破还普遍存在采用纸卷在炮眼口堵塞，在高温高压的击波作用下纸卷变成灰烬，对抑制膨胀气体冲出炮眼可以说无能为力，如同不堵一样。
采用水压爆破解决了炮眼无回填堵塞或利用纸卷回填堵塞所存在的问题（如图 2 所示）。所谓水压爆破，就是在每个炮眼内的一定位置按一定比例装放药包和水袋，与常规爆破相比较，水压爆破的钻孔数量、布眼方式、起爆顺序、钻孔深度、周边眼装药量等都与常规爆破相同，不同的仅仅是增加了一些水袋，然后用专用设备加工成的“炮泥”回填。
水压爆破技术在长、大隧道施工中的应用
水压爆破技术在长、大隧道施工中的应用
中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司郑志强

工程隧道水压爆破

隧道水压爆破施工设计1.爆破原理隧道水压爆破是利用在水中传播的爆破应力波对水的不可压缩性，使爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎无损失，十分有利于岩石破碎。

同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎，炮眼中有水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染。

（1）炸药在爆炸时产生的冲击波，在水中的衰减速度要远远小于在空气中衰减的速度。

所以在炮孔底部加入一定量的水袋，使炸药产生的冲击波通过水袋直接作用在岩石上，大大的减少了炸药能量的消耗，提高了炮眼利用率。

（2）炮眼中的水袋，在炸药爆炸的作用下，会产生“水楔”效应，有利于围岩的进一步破碎，减少爆破产生的大块率。

堵塞水袋在爆炸的作用下会产生雾化作用，可以吸收粉尘，降低爆破后的粉尘浓度，减少了爆后对环境的污染。

（3）由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸药能量的外泄，炸药能量充分利用在爆破岩石上，使得爆破效率提高，减少了炸药的消耗，提高了隧道开挖的经济效益。

2.水压爆破设计水压爆破设计与传统的隧道光面爆破设计方案基本相同，只是在装药结构和炮孔堵塞上进行了适当的调整。

2.1 爆破器材根据施工中常用的爆破器材、现场设备的选用，以及水压爆破的特殊要求，爆破器材选用直径为32的防水乳化炸药，并采用电雷管和导爆管雷管作为起爆器材。

炮孔内所用水袋及堵塞材料都由专用机械加工而成，长度约为20cm。

2.2光面爆破参数的确定2.2.1孔距根据现有设备，炮眼直径为d=40mm，所以周边孔间距a=（8～16）d=32～64㎝。

2.2.2不耦合系数与光爆层厚度光面爆破的不耦合系数λ=d0/d(d0为装药直径)在0.8～1之间变化，当λ变小时，孔壁上的最大切向应力减小，爆炸波作用时间延长，有利于应力叠加和应力集中，产生拉伸裂隙，而不宜产生粉碎。

生产实践表明，增大不耦合系数，采用空气间隔装药，可以消除压碎破坏，控制放射状裂隙的产生，提高炮孔的残留率。

根据最小抵抗线与炮孔间距的关系:光爆层厚度w=a/λ。

隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用

隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用
隧道掘进是一项难度极高的工程，如果能够应用新的技术，那么
将会大大提高施工效率和安全性。

而聚能水压光面爆破技术就是一种
非常有前景的新技术。

它的基本原理是将水变为高压水，并将其射入岩石中，形成一个
高压水射流，切割岩石。

同时，在射入高压水的同时，还使用激光或
荧光粉在岩石表面形成一个“光面”，来弱化岩石内部的连接，使其
容易破碎。

然后再用爆破来清除碎石。

相比于传统的掘进技术，聚能水压光面爆破技术具有许多明显的
优势。

首先，它能够提高施工效率。

传统的掘进方法需要耗费大量的
时间和人力物力，而聚能水压光面爆破技术可以极大地缩短施工时间，同时也减少了人力物力的投入。

其次，它能够提高施工安全性。

传统的掘进方法通常需要使用爆
炸装置，这样会带来一定的安全风险，而聚能水压光面爆破技术则能
够有效地控制安全风险。

总的来说，隧道掘进聚能水压光面爆破技术是一项非常有前景的
新技术，它将为隧道掘进行业带来革命性的变革。

这项技术还在不断
完善中，相信未来会有更加出色的进展。

隧道掘进水压爆破方案

在爆破实施前，对周边区域进行安全警戒，确保无关人员和设备的安全。
装药与联线
将炸药按照设计要求装入钻孔，并进行可靠的联线，确保起爆顺利进行。
起爆与监测
按照设定的起爆时间和方式进行起爆，并对爆破效果进行实时监测。
隧道掘进水压爆破后的清理与维护
清理废墟
对爆破产生的废墟进行清理，确保隧道内无障碍物。
02
隧道掘进水压爆破方案设计
隧道掘进水压爆破的原理
隧道掘进水压爆破是一种利用高压水射流破碎岩石，并通过爆破产生的气体膨胀力将破碎岩体排除的施工方法。
该方法具有破碎效果好、施工效率高、对周围环境影响小等优点，适用于硬岩、中硬岩和软岩等不同岩石条件的隧道掘进。
隧道掘进水压爆破的原理基于水射流力学和爆炸力学的基本原理，通过高压水射流的冲击力和爆炸产生的气体膨胀力共同作用，实现对岩石的破碎和排除。
隧道掘进水压爆破的必要性
由于隧道穿越地层复杂，存在软弱夹层，采用常规爆破方法可能对围岩稳定性造成影响，因此采用水压爆破技术以提高隧道施工安全和质量。
XX隧道掘进水压爆破实施过程分析
01
02
03
爆破方案设计
根据工程地质勘察结果和隧道设计要求，设计出合理的炮眼布置、装药结构和起爆网络。
爆破施工组织
检查隧道结构
对隧道结构进行检查，确保无安全隐患。
维护与保养
对隧道进行必要的维护和保养，保持其良好的使用状态。
04
隧道掘进水压爆破效果评估
隧道掘进水压爆破效果评估标准
爆破效果
评估隧道掘进水压爆破后岩石破碎程度、块度分布以及抛掷距离等。
安全性
评估爆破过程中对周边环境、人员和设备的安全影响。

隧道掘进水压爆破基本原理与实际应用

免爆炸气体发生膨胀。同时，爆
破粉尘还将污染环境．对露天爆破开挖相当关键
水压爆破也被誉为 “ 节能环保 ” 型爆破
３与常规钻爆法对比分析
３．１炮眼无回填堵塞
２基本原理
掘进爆破，其炮眼基本上不用进行回填。光爆炮眼．则借助炸药箱来对其进行卷成．来对炮眼口
的膨胀气体，同样也粉碎周边的围岩。为缓解前述问题．某隧道施工尝试选择了水压爆破技术。实践得知．相较于隧道常规爆破．该项技术能够更好地利用炸药能量（省炸药），促进施工效率、效益的全面提升，节约粉尘含量，减少爆堆长度。
关键词：隧道掘进；水压爆破；基本原理；实际应用中图分类号：ＴＵ７４
１概述
在我国．很多隧道均选择钻爆法进行开挖．炸药能量得不到很好地利用．循环进尺相对也比较短小。同时，还会严重地干预和破坏隧道工程的施工
７５
者的比例为０．７５：０．１：０．１５）。炮泥的坚实度要比土好
环境爆破掘进有时会遇到很多普遍性的问题．如
炮眼很难回填．或炸药箱纸仅予以壳卷．在炮眼ＶＩ对其进行封堵便可。利用该种作法，爆炸散发出来

浅谈隧道爆破施工之水压爆破

浅谈隧道爆破施工之水压爆破发布时间：2022-08-01T05:55:02.255Z 来源：《城镇建设》2022年3月6期作者：丁兆安[导读] 随着我国改革开放的不断深入，国民经济的蓬勃发展，为了适应现代化的隧道施工要求，越来越多的新工艺得到了发展和引进丁兆安中铁五局集团路桥工程有限责任公司摘要：随着我国改革开放的不断深入，国民经济的蓬勃发展，为了适应现代化的隧道施工要求，越来越多的新工艺得到了发展和引进。

隧道的常规爆破施工存在着一系列问题，如能量利用率低、震动大、飞石多、烟尘大等。

考虑了成本、资源、环境等综合要求，隧道水压爆破的引进和大范围推广就尤为重要。

该工艺的主要思想是：在不耦合光爆中，采用水作为不耦合软垫层，提高炸药能量利用率，从而降低单位耗药量，减少爆破灰尘对环境的污染。

关键词：水压爆破水袋炮泥经济效益一、工程概况中铁五局引汉济渭秦岭0#隧道位于陕西省汉中市佛坪县石墩河镇回龙寺村，支洞长1152米，综合坡度10.13%。

主洞总长6262米，其中上游3562米，下雨2700米。

支洞与主洞交汇于K10+200，中线夹角54.50，主洞洞内Ⅲ级围岩5930米，约占94.7%，Ⅳ级围岩330米。

开挖轮廓半径为3.8m，开挖断面面积平均约为44.1m2，采用全断面开挖方法。

二、隧道掘进常规爆破中铁五局引汉济渭秦岭0#洞项目在2014年4月以前采用的无填装堵塞的炮眼装药常规爆破作业方式，即炮眼内正常装药压实，光爆炮眼利用炸药箱纸壳浸水卷成卷堵塞炮孔。

但隧道掘进的常规爆破往往出现来炮效率不高、烟尘大、震动强、用药多等诸多缺点，不仅造成了施工的资源浪费，也严重影响了洞内的施工作业环境。

光爆方案如下图所示：三、隧道掘进水压爆破1、水压爆破的原理所谓水压爆破就是往炮眼中注入一定量的水（通过特种设备做成的水袋），然后利用加工而成的炮泥堵塞炮眼末端的爆破方法。

常规爆破的围岩破碎是依靠于炸药爆炸时在围岩中产生的应力波和爆破气体膨胀的共同作业结果。

水压爆破技术在隧道施工中的应用及控制要点

总473期2018年第23期（8月中）收稿日期：2018-03-22作者简介：刘向（1983—），男，湖南湘潭人，工程师，从事高速公路监理工作。

水压爆破技术在隧道施工中的应用及控制要点刘向（广东翔飞公路工程监理有限公司，广东广州510000）摘要：结合工程实例，针对隧道水压爆破技术在隧道施工中的应用及控制问题，在九连山隧道进口右洞进行了隧道掘进水压爆破试验，随后向另外三个洞口进行推广，均取得令人满意的成果，凸显了隧道掘进水压爆破的效果。

关键词：水压爆破；环境；隧道中图分类号：U445.4文献标识码：B1工程概况仁博高速公路九连山隧道位于广东省韶关市新丰县境内，全长5480m ，左右洞分离布设，其中左洞长5450m ，起讫里程为ZK381+515～ZK386+965，右洞长5510m ，起讫里程为K381+475～K386+985。

隧道采用双向六车道高速公路标准建设，设计车速为100㎞/h 。

隧道最大埋深为235.5m ，地质以微-中风化花岗岩为主，块状结构，中厚层构造，局部夹含闪长岩，辉长岩，花岗岩节理裂隙发育，连通性较好，赋水条件一般，隧址区有不明性质断层F8，受断层影响隧道穿越多条断层破碎带。

隧址区地下水类型分为花岗岩中的裂隙潜水及裂隙承压水两类，主要靠大气降水补给，断层破碎带处地下水较发育。

除洞口浅埋段及断层破碎带处设有Ⅳ级、Ⅴ级围岩，其余段落全部为Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅱ、Ⅲ级围岩占全隧道围岩比例的78.7%，采用全断面法开挖施工。

整座隧道共设4个作业面，进出口双向掘进。

2常规隧道爆破与水压爆破的区别在传统的方法中，隧道爆破中没有回填堵塞孔的方法是一个正常的方法，但这种方法的安全性能低，随时可能产生安全事故如隧道的崩溃。

这是因为爆轰过程产生爆轰波。

在隧道爆破的常用方法中，隧道的射孔对隧道爆破效果有很大的影响，在常规的隧道爆破过程中，穿孔的问题也难以解决。

简而言之，传统的爆破技术对射孔有特殊的要求，而炸药不能发挥其全部的能量。

聚能水压光面爆破技术在隧道施工中的应用

聚能水压光面爆破技术在隧道施工中的应用摘要：近年来，水压爆破在隧道施工中被广泛运用。

水压爆破的工作原理主要是将水袋放置在炮眼中，并用炮泥进行回填堵塞。

其优点在于能够充分利用炸药的能量，达到较好的爆破效果。

不仅如此，水压爆破还能够起到降尘作用，减少施工对环境的污染，为施工人员提供良好的施工环境。

聚能水压光面爆破是水压爆破的一项新技术。

该技术以现场情况为前提，摒弃了传统的药卷间隔装药，而是采用聚能管均匀线性连续装药，从而使光面爆破技术更进一步。

关键词：聚能水压光面爆破技术；隧道施工；应用1工程概况本标段起始桩号为K24+215.000~K33+489.460，全长9.275km，起点位于渝广高速YGK17+170处，途径学堂堡大桥、三圣特大桥、鱼家堡大桥、三圣隧道，终点与竹林杆大桥0#台（4标）相接。

其中，三圣隧道（低瓦斯隧道）跨越相国寺储气库，为本标重难点及控制工程。

2爆破技术原理常规的光面爆破技术主要就是光爆炮眼当中的炸药在爆炸之后，在岩石当中进行应力波的传播，产生一定的径向应力和切向拉应力，并且光爆炮眼相邻互为“空眼”，因此在光爆炮眼连接两侧位置出现应力较为集中的来盈利，大于岩石的拉应力，这样就使得炮眼之间的岩体产生的初始裂缝比其他位置大，另外，因为炸药在爆炸中所产生的高压气体膨胀，其在精力作用下会使得初始裂缝加大。

相对于聚能水压爆破，除了以上应力波之外，还有聚能槽所产生的高温高压射流和水袋在爆炸中所产生的“水楔”效应，使得岩石当中的初始裂缝继续加大。

聚能水压光爆破言因为水袋的泡泥复合堵塞，可以对炸药在爆炸过程的当中所产生的膨胀气体进行控制，使得膨胀气体的静力作用大于常规的光面爆破没有堵塞的情况下强，并且对裂缝实现扩展和加大非常有利。

聚能水压光面爆破具有一定的高压高温射流、水楔作用、很强的膨胀静力作用。

这三种因为可以对常规爆破当中所存在的问题可以很好的处理。

以下就对其进行详细分析：3施工技术3.1钻爆施工参数聚能水压光面爆破技术和常规光面爆破技术在布孔方式、凿岩工具以及工艺等方面均保持一致。

分析隧道水压爆破施工技术

分析隧道水压爆破施工技术摘要：随着社会经济的快速发展，道路交通事业也有了长足进步，在道路交通事业发展中，隧道工程数量在不断在增多，隧道施工中，经常会利用各种不同的施工工艺，水压爆破施工技术就是隧道工程施工过程中常用的一种施工工艺。

在隧道工程施工过程中，采用水压爆破施工技术，可以加快工程施工进度，提高施工效果。

关键词：隧道施工；水压爆破；技术应用在地铁工程隧道施工过程中采用水压爆破技术，是隧道掘进施工技术的显著变化。

水压爆破技术是以水为传爆介质，与传统爆破相比，水压爆破能够有效控制爆破震动，达到减噪降尘的目的，该技术应用不仅提升了炸药能量利用率和现场施工效率，还能降低对周边围岩的扰动，对现场施工环境起到了良好的保护作用，有利于现场机械化施工，更节能环保、经济实用。

一、工程概况某轨道环线二期土建五标共包括2座车站和2个区间。

标段全长2965m，其中AC区间长751m、CJP站长209m、CF区间长1785m、FH站长220m，均为地下暗挖。

标段共设3处施工通道，其中FH站施工通道长327m，CJP施工通道长400m，CF区间施工通道长240m。

两车站均为地下2层12m岛式站台，宽度23m，高度21m，采用双侧壁导坑法九步开挖。

AC区间采用单洞单线断面形式，CF区间为单洞双线断面形式，接车站部位配线区调整为单洞单线。

开挖方式均采用水压爆破施工。

二、水压爆破的主要原理及要求水压爆破技术是以常规爆破为基础，对装药结构进行改革创新，相较于传统的爆破方式，只是在装药结构、孔口封堵环节有所区别。

在现场爆破过程中，通过向炮眼中计算位置注入一定量的水，然后再使用炮泥回填堵塞住炮口，利用水的不可压缩性，将爆炸应力波进行无损传递，将炸药中蕴含的能量充分传递给炮眼周边的围岩，通过水与炮泥的复合堵塞作用来抑制爆炸膨胀气体的外泄，在爆炸瞬间延长爆炸压力作用时长，以便更好地发挥炸药爆炸性能，提升炸药能力的利用率。

而且，注入的水借助爆破产生的高压气体形成水雾，能够大大降低空气冲击，减少爆破噪声、有害气体、烟尘等。

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中的应用

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中的应用聚能水压爆破技术是一种新型的岩石爆破技术，具有高效、环保、安全等优点，近年来在水平岩层隧道施工中得到了广泛应用。

本文将从该技术的原理、特点及应用等方面进行阐述。

聚能水压爆破技术是将聚能炸药与水混合后进行封装，通过压力水流对岩石进行冲击破碎的一种技术。

与传统的爆破技术相比，聚能水压爆破技术具有以下几个特点。

由于聚能炸药与水混合后形成的混合料中不含有可燃性气体，因此使用聚能水压爆破技术可以有效避免瓦斯爆炸的风险，提高施工的安全性。

炸药中的水可以有效降低爆破噪音，减少对周边环境的污染。

由于聚能水压爆破技术具有高喷速、高爆破效率的特点，能够快速破碎硬岩，提高隧道的开挖速度和效率。

在水平岩层隧道施工中，聚能水压爆破技术主要应用于以下几个方面。

该技术可用于开展隧道的预裂爆破，即在隧道断面的两侧预先进行爆破，以减小对隧道周边岩石的影响，提高施工的安全性。

聚能水压爆破技术还可用于进行岩石的锚杆孔爆破，即在岩石中钻孔后进行爆破，以便于后续进行锚杆固定，增强岩体的稳定性。

聚能水压爆破技术还可以用于隧道的扩挖，即对隧道断面进行破碎，以便于后续的挖掘工作。

该技术还可以用于水平岩层隧道的爆破炸药包树立，即将混合料封装成炸药包散布在隧道断面上，然后进行密集爆破，从而快速破碎岩石。

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中的应用具有一定的技术难度和操作要求。

需要根据具体的隧道岩质特征，选择合适的聚能炸药配方和爆破参数。

需要进行爆破孔的布置设计，保证爆破效果和工程安全。

由于聚能水压爆破技术具有较大的冲击力和振动影响，需要进行有效的振动控制和环境保护措施，以保证施工的安全性和环保性。

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中具有广泛的应用前景。

随着该技术的不断发展和完善，相信可以进一步提高隧道施工的效率和质量。

应该积极推广和应用这一新型的岩石爆破技术，以满足不断增长的水平岩层隧道建设需求。

水压爆破在长大隧道中的运用及分析

水压爆破在长大隧道中的运用及分析发表时间：2019-08-01T11:04:19.327Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：段存霜[导读] 摘要：本文主要讲述水压爆破在城关隧道的成功应用，介绍水压爆破的理论原理，施工工艺，爆破效能及产生的经济效益。

中铁五局集团第二有限责任公司湖南衡阳 421002摘要：本文主要讲述水压爆破在城关隧道的成功应用，介绍水压爆破的理论原理，施工工艺，爆破效能及产生的经济效益。

水压爆破与常规爆破对比所产生的“三提高一保护”效益。

关键词：隧道水压爆破长大隧道的施工难点 1 引言目前随着全国基础建设的发展，平原地区的基础建设已经完成，基建向中西部地区及两城际之间转移，而该段地质条件复杂，桥隧比例较大，长大隧道较多。

而长大隧道独头通风距离过长，需要找到合适的方法降低爆破粉尘含量，减少通风时间，从而加强工序衔接，减少工序时间，提供机械及人工利用率。

通过水压爆破在城关隧道斜井工区的运用，为以后长大隧道施工提供有效的施工方法，同时不断优化水压爆破的施工工艺，改善这项技术的施工重难点。

2 工程概况南龙铁路城关隧道，全长7306m，中部设有斜井一座。

II级围岩采用全断面施工，105m³/m。

由于斜井口与正洞高差达到30米，单口离洞口位置较长，爆破施工后，粉尘浓度大，排烟难，工序时间衔接长。

采用水压爆破工艺性试验进行解决工程中爆破后存在的问题。

隧道围岩主要为花岗班岩及凝灰溶岩，岩石强度较高，炸药单耗比较大，且洞渣需进行二次利用，寻找一个可行的爆破指导方案是经济效益的关键。

3 常规爆破与水压爆破的原理分析 3.1 隧道爆破的原理隧道爆破是利用炸药在一定的条件下，发生急剧的化学反应，在有限的空间和极短的时间内迅速释放大量的热量和生成大量气体，对周边围岩产生破坏。

3.2 常规爆破与水压爆破理论分析 3.2.1 常规爆破隧道常规爆破一般采用连续装药，不进行封堵。

图1 常规爆破炮眼装药结构当常规爆破时，炸药爆炸形成爆轰波，爆轰波的传播随着炸药爆轰结束而中止。

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中的应用

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中的应用聚能水压爆破技术是一种应用于隧道工程中的新型爆破技术，它与传统的爆破技术相比具有更高的安全性和环境友好性。

聚能水压爆破技术是通过使用特殊的可控气体将水压传递给爆破体，产生巨大的爆炸力来破坏岩石或破碎混凝土等。

1. 岩石破碎：聚能水压爆破技术可以有效地破碎坚硬的岩石，特别适用于水平岩层隧道施工中的硬岩地层。

使用该技术，可以将岩石破碎成需要的尺寸，方便后续的隧道开挖工作。

2. 地层稳定：在水平岩层隧道施工中，地层稳定是一个非常重要的问题。

聚能水压爆破技术可以通过精确控制爆破参数，使爆破产生的应力集中在岩石中，减小了对周围地层的影响，提高了隧道挖掘的安全性。

3. 工期缩短：聚能水压爆破技术可以大幅度缩短水平岩层隧道的施工工期。

传统的隧道爆破需要进行多次爆破作业，而聚能水压爆破技术只需一次爆破即可完成对较大范围的岩体破碎，因此可以显著缩短施工时间。

4. 环境友好：相比传统的爆破技术，聚能水压爆破技术减少了对环境的污染。

使用可控气体代替传统的爆炸剂，在爆破过程中不会产生有害气体和噪音，减少了对周围居民的影响。

5. 安全性提高：聚能水压爆破技术在爆破过程中能够实时监测爆破振动和应力变化，及时调整爆破参数，确保施工过程中的安全性。

该技术还能减少由于爆破震动引起的地质灾害，降低了对人员和设备的损害风险。

聚能水压爆破技术在水平岩层隧道施工中具有独特的优势，包括岩石破碎、地层稳定、工期缩短、环境友好和安全性提高等方面。

随着该技术的不断发展和完善，相信在未来的隧道施工中将会得到更广泛的应用。

隧道施工之水压爆破

工程技术
隧道施工之水压爆破
孙慧明杨帆
( 中园矿业大学建筑T程学院，江苏徐州 22 1 008)
E}商要] 常规隧道施工爆破存在着一系列问题，如能量利用低、飞石、震动和破坏氧平衡等。水压爆破一反常规，在安装炸药时放置一部分水来改善常规爆破的不足。睽涮阙】传递效率；震动；因素影响；计算
1水压爆破机理常规爆破，爆轰波在药卷中传播。一是沿炮眼径向传播，在药卷部位的周边围岩中传播，称为应力波，该应力波的强度不受炮眼堵塞与否的影响：二是向沿炮眼方向传播，当在炮眼无回填堵塞部位传播，称为击波，由于这个部位充满了空气，击波部分能量因压缩空气而损失，击波在炮眼周边围岩中传播也称为应力波，所以应力波的强度因无回填堵塞而降低，结果削弱了对围岩的破碎，这是炮眼无回填堵塞存在的问题之一。存在的问题之二，炸药爆炸时在炮眼周边围岩中除产生应力波作用之外，还有爆炸气体膨胀作用，由于无堵塞，即无阻挡，膨胀气体很迅速从炮眼口冲出，极大地削弱了膨胀气体进一步破碎岩石的作用，而且冲击波过强，爆破飞石过远。水压爆破是将炸药装置在受约束的有限水域( 如充满水的炮眼、深孔、药室以及容器状构筑物或建筑物) 内，利用水作为传能介质来传递炸药爆炸时所产生的能量和压力，以此来破碎周围介质的方法。水是液体，流动性大，是波的良导体但水的可压缩性差，通常作为不可压缩的介质对待。与空气相比，水的密度大可压缩性小，故炸药在水中爆炸时，水本身消耗的变形能很少，爆炸能量的传递效率高。隧道掘进水压爆破相对隧道爆破掘进炮眼无回填堵塞，一改常规，往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用专用设备加工成的炮泥回填堵塞炮眼。炮眼水压爆破装药结构与炮眼常规装药结构相比，在达到同样爆破效果的前提下，可少装炸药20％。与常规爆破相比大致相同，即炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序及微差间隔时间等都不变，仅装药结构有所改变，采用水袋、炸药和炮泥复合装药堵塞结构。采用水压爆破时，由于炮眼中有水，在水中传播的击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩石破碎，t LL夕 I "还会产生“水楔”效应，更利于岩于破碎。 2装药结构针对不同炸药类型、炸药量及岩性的变化，按照炮孔中药包与水介质的相对位置不同，水压爆破装药结构大体分为以下四种 1) 径向水耦合爆破：是药包直径小于炮孔直径，其中充水耦合，炸药爆炸能量均衡地加载Al J TL壁上。 2) 炮孔药包间水间隔爆破：当上、下药包起爆时，药包对水柱中的水会产生强烈的；中击压缩，此时水柱相当于一定密闭的高压水室。 3) 炮孔药包底部水间隔爆破：炮孔底部有水时宜采用此方法，底部间隔段的水在炸药爆炸冲击作用下，变为密闭的高压水激波，完全作用于孔底岩石，水的缓冲作用也降低了底部岩石的过度粉碎。 4) 炮孔上部水间隔爆破炮孔需堵塞，变集中装药为柱状装药。 3装填方法 31炮眼充水把水装入塑料袋中，然后把装满水的塑料袋填至炮眼中的设计位置。塑料袋为常用的聚乙烯塑料制成，袋厚0Bmm，直径 35mm，长 300mm。水袋加工主要是塑料袋装满水后的封口，目前采取人工绑扎

节能环保水压爆破在隧道中的应用

节能环保水压爆破在隧道中的应用摘要：本文首先说明了节能环保水压爆破的基本原理，然后结合具体工程案例详细阐述了节能环保水压爆破在隧道中的应用，通过现场监控量测结果表明，节能环保效果明显，可为类似工程提供借鉴。

关键词：节能环保水压爆破隧道炮泥水袋一、节能环保水压爆破基本原理隧道水压爆破与常规的光面爆破比较，在装药结构和爆破参数等方面有所不同，是在炮眼中具体位置装入一定数量的水袋，然后用一定长度的专用炮泥堵塞炮眼，利用水的不可压缩性、热能损耗低等特点，通过水将爆破能量“刚性”传递到岩体中，均匀切割围岩，达到控制爆破和光面爆破效果的爆破方法。

被压缩的高压水进入爆炸产生的裂隙中，形成“水楔”，加剧了裂隙的发展，提高了岩体的破碎度，减小了爆堆长度，加快了出渣速度。

同时，水渗入掌子面岩体中，防止岩爆发生。

水在高温作用下雾化，充分吸收爆炸产生的有毒、有害气体，大大降低粉尘，改善了洞内环境，具有良好的节能环保效果。

二、节能环保水压爆破在隧道中的应用1、工程概况茅坪山隧道位于新建沪昆铁路客运专线贵州段，设计为250km/h（基础设施预留进一步提速条件），双线，隧道全长7713m，其中Ⅲ级围岩3230m，Ⅳ级围岩3500m，Ⅴ级围岩920m，洞身穿越主要岩性为白云岩夹白云质灰岩、页岩及砂质页岩夹泥质粉砂岩、泥质细砂岩地层，地质复杂，是全线的控制性工程，工期十分紧张。

在应用水压爆破技术后不仅提高了工效，缓解工期压力；而且提高隧道掘进施工的劳动生产率，节省了成本。

2、钻爆设计茅坪山隧道进口主要以白云岩为主，次坚石，围岩为Ⅲ级围岩，施工分上下台阶开挖，上台阶开挖断面为84.85m2，常规钻爆设计采用垂直楔形掏槽，总的炮孔数为166个，炮眼设计深度为3.2m，炮眼无回填堵塞。

水压爆破钻爆设计采用垂直楔形掏槽，总的炮孔数为166个，炮眼设计深度为3.2m，所不同的是在每个炮眼中增加了水袋和炮泥，装药量和装药结构有所不同。

茅坪山隧道进口炮眼布置见图1，爆破参数见表1。

什么是隧道水压爆破

什么是隧道水压爆破
（一）水压爆破产业发展与优点
储水爆破是由我国著名的爆破专家何广沂教授提出，利用视觉效果水可以提升爆破的效果，提高炸药利用率，有效地控制冲击波、飞石，减弱爆破振动。

根据当前国内隧道工程爆破的吊桥现状，为解决工程爆破中存在多年已久的不能充分利用炸药中曾能量和严重污染环境两大难题，结合炮眼阻塞技术，总结了一整套完善的吊装压差爆破施工工法。

相对于常规爆破，水压爆破起到了“三提高、两减少、一保护”的作用，主要表现在：1、提高单循环进尺0.3～0.5m；2、提高光面爆破效果，常规爆破的钻有利用率为80%左右，而水压爆破的炮眼利用率可以达到98%以上，隧道线性超挖由原来的10cm～15cm降低到现在的7cm～11cm；3、提高炸药利用率，每米进尺可节省炸药16.338kg，炸药节省率达到15.9%；4、减少洞碴大块率；5、降低振动速度，比常规爆破振动速度增大50%左右，减少了对周边围岩扰动；6、粉尘含量降低，比常规爆破粉尘浓度降低55％左右，通风排烟时间可以减少30分钟，保障了作业人员身体健康。

（二）水压爆破原理
水压爆破是往炮眼中的一定位置注入一定量的水，然后用专门的炮泥机生产炮泥回填堵塞。

由于炮眼中有水，因水具有压缩性极小、变形能低、热能损失小等特性，在水中传播边界层的水激波能够按照水的“液压”作用，较均匀的、几乎无损失地把能量传递到围岩中。

另外，在水激波做功的同时，被爆炸气体冲击压缩的高压水挤入爆生裂隙中，形成“水楔”，这种“水楔”的尖劈作用加剧了裂隙的延伸和扩展，使破碎块度当更均匀；同时，炮眼中的水在高温高压下被坚信雾化，充分吸收了有毒、有害爆生二氧化碳及粉尘，起到了雾化降尘的作用，明显降低了粉尘工业污染对环境的污染，改善了洞内空气质量。

常规隧道爆破与水压爆破不同点及原理

常规隧道爆破与水压爆破不同点及原理在常规隧道的爆破施工中，炮眼的设置经常采用无回填堵塞的方法，或仅对炸药进行简单处理之后直接放置在炮眼口的方法，这两种方法都有很明显的隐患，可能会导致工程事故的发生。

当炸药爆炸时，简单包装处理的炸药无法应对爆炸时产生爆轰波，一方面，爆轰波会沿提前设置的炮眼径进行传播，产生应力波，而应力波的强度是与炸药直接相关的，它不受炮眼是否堵塞的影响；另一方面，爆轰波会沿着炮眼向外传播，这一部分爆轰波在专业术语上称为击波，炮眼外部充满了空气，会导致击波部分能量被空气压缩而部分损失（一般来说，会损失气体能量的45%），当击波传播到炮眼周围的岩层时，击波又转化为了沿炮眼路径传播的应力波，这种应力波的强度与前一种直接产生的应力波不同，它会受到无回填堵塞的影响，导致炸药的效用降低，从而削弱了对周围岩层的破碎作用，这是炮眼设置对爆炸效果的影响，也是常规隧道爆破中难以解决的第一个问题。

第二个问题，是在炸药爆炸的过程中产生的。

根据科学研究，炸药爆炸除在炮眼周围岩层中产生应力波作用之外，还有爆炸气体膨胀作用。

炸药爆炸必须采用无堵塞的炮眼设置方法，这样爆炸时产生的膨胀气体就会很迅速地从炮眼冲出，这会大大降低炸药的爆炸效果，从而必须再一次采用同样的方法进行爆破，这带来了极大的资源浪费，也会影响整个隧道工程的施工效率。

总之，常规的隧道爆破技术在炮眼上的独特要求，使得炸药不能充分利用出全部的能量，但在目前的隧道爆破工作中，依然普遍存在这种炮眼设置方法，这种方法尤其在对抑制膨胀气体冲出炮眼上效果微乎其微，如同不堵一样。

第三，在爆炸时产生的高温，会让水形成水雾，能够在爆炸中和爆炸之后产生降尘的作用，从而大大降低了爆破粉尘对环境的污染，因此水压爆破也被人们
称为“绿色爆破”。