隧道工程ANFO銨油炸藥的應(yīng)用

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摘要：隧道爆破使用散裝顆粒狀的ANFO銨油炸藥是為降低爆破成本、提高經(jīng)濟(jì)效益而采用的技術(shù)。本文介紹了伊朗德黑蘭北部高速公路隧道爆破成功地應(yīng)用ANFO銨油炸藥進(jìn)行爆破作業(yè)的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：ANFO；銨油；隧道；應(yīng)用

伊朗德黑蘭北部高速公路是連接德黑蘭市區(qū)和里海南岸濱海城市Chalus的一條主要交通干線，一期工程路線全長32.455km，由中國多家集團(tuán)公司聯(lián)合組建的中國承包集團(tuán)進(jìn)行投資、勘測設(shè)計和施工。Chalus地區(qū)為伊朗不可多得的魚米之鄉(xiāng)，北依里海，旅游資源豐富，目前自德黑蘭前往該地區(qū)主要依靠一條山區(qū)雙幅路，道路等級不高，小半徑彎道較多，沿線防護(hù)簡易，且屢遭震害，路況較差。該工程的建成對于促進(jìn)Chalus地區(qū)及沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保證行車安全，縮短行車?yán)锍?、減短旅途時間，節(jié)約能耗，加快德黑蘭地區(qū)至Chalus地區(qū)的物資交流，都具有重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。因此德黑蘭北部高速公路工程被列為伊朗國家重點交通工程。伊朗德黑蘭北部高速公路地處山區(qū)主要以隧道群為主，隧道施工在一定程度上制約著全線的貫通工期和施工成本，而隧道鉆爆作業(yè)尤為關(guān)鍵。長期以來，隧道鉆爆作業(yè)一直采用以硝銨為主的藥卷型炸藥，炮孔裝藥采用原始的炮棍人工填裝方法。人工炮棍裝藥方法，工人勞動強(qiáng)度大，裝藥密度低，裝填質(zhì)量不高，炮孔得不到充分利用。在圍巖穩(wěn)定性差的作業(yè)面，人工裝藥是很不安全的，傳統(tǒng)的人工炮棍裝填方法顯的更加困難，甚至影響爆破效果和整個掘進(jìn)生產(chǎn)效率。鑒于上述情況，筆者淺析anfo炸藥在伊朗德黑蘭北部高速公路隧道內(nèi)的應(yīng)用，在實踐中采用的一套簡易的裝藥裝置，已經(jīng)多次使用，證明是安全有效的。

1ANFO銨油炸藥簡介

銨油炸藥最顯著的特點包括：成本低廉、性能可靠和比較鈍感。這就決定了它只能采取強(qiáng)力起爆方式，在大孔徑、大藥量的露天大爆破場合使用。多孔粒狀銨油炸藥是銨油炸藥的特征品種，用多孔粒狀硝酸銨和柴油混制得到。多孔粒狀硝酸銨對柴油的吸附特性決定了混制過程既簡單又快速。所以一般多采用機(jī)械化的連續(xù)“現(xiàn)場混制”的制作和裝藥相結(jié)合的方法。無論是粉狀銨油炸藥，還是多孔粒狀銨油炸藥，它們結(jié)塊強(qiáng)度比硝銨炸藥小得多，尤其多孔粒狀銨油炸藥幾乎不結(jié)塊。但是，它們的貯存穩(wěn)定性相對較差，宜于“短期存放”。由于加工制做簡單，使用安全可靠，原料來源廣泛，特別是成本低廉，因而在洞室爆破中被普遍采用。但由于其顆粒狀散裝的特點，使其在水平鉆孔爆破中的應(yīng)用受到一定限制。筆者在國外公路隧道爆破施工中，將ANFO銨油炸藥應(yīng)用于隧道掘進(jìn)爆破作業(yè)中，取得了滿意的效果。

2ANFO銨油炸藥裝藥工作原理及在實際中的應(yīng)用

2.1ANFO銨油炸藥裝藥工作原理

利用空壓機(jī)提供的高壓氣體，通過氣壓調(diào)節(jié)閥門，使裝藥器內(nèi)形成低壓區(qū)，顆粒狀A(yù)NFO炸藥從進(jìn)藥管被吸入到裝藥器，并隨高壓氣體從輸藥導(dǎo)管噴出，將設(shè)計的炸藥量通過輸藥導(dǎo)管吹入鉆孔，并在高壓氣體的作用下達(dá)到密實。裝藥器主要由高壓進(jìn)氣管、氣壓調(diào)節(jié)閥、進(jìn)藥管、半導(dǎo)體輸藥軟管等組成，具體如圖1所示。

2.2ANFO銨油炸藥裝藥在隧道工程中的實際應(yīng)用

2006~2007年間，智利一家礦山公司在進(jìn)行地下銅礦開采時就使用了ANFO炸藥，裝藥工藝和現(xiàn)在我隧道內(nèi)使用的類似。該工藝得到了智利公安部門的認(rèn)可，在智利運用相當(dāng)普遍。ANFO銨油炸藥裝藥施工工藝如圖2所示：掘進(jìn)和輔助眼用半卷直徑25mm或者32mm的硝銨炸藥做起爆體（放入孔底），裝藥時將輸藥軟管插入孔底，打開氣壓調(diào)節(jié)閥門，開始裝藥，根據(jù)裝藥的速度邊裝藥邊向外移動輸藥導(dǎo)管，當(dāng)鉆孔裝滿藥后，關(guān)閉氣壓調(diào)節(jié)閥，完成一次裝藥。起爆點的設(shè)置，無論用電雷管起爆，或用導(dǎo)爆索，均能保證穩(wěn)定爆轟。使用電雷管，掏槽眼一般設(shè)上、下部兩個起爆點，主要是防止作業(yè)過程中腳線損壞而采用的保險措施?？偟膩砜?，使用導(dǎo)爆索價格略高，但裝藥進(jìn)度快，施工簡單，節(jié)省人工，國外施工中，人工工時費高，因此，兩種起爆方式在經(jīng)濟(jì)上均是可行的。（ANFO銨油炸藥爆破施工工藝）關(guān)于ANFO炸藥在使用過程中會產(chǎn)生靜電不安全的說法在實際使用過程中是可以避免的。在隧道內(nèi)潮濕的施工環(huán)境一般是不會產(chǎn)生靜電的，再者靜電是在不導(dǎo)電的情況下才能積聚電壓，而隧道內(nèi)潮濕的環(huán)境幾乎全是導(dǎo)體，臺架亦和大地接通，所以即使產(chǎn)生輕微的靜電也會流失，不會積聚產(chǎn)生靜電反應(yīng)。伊朗的雷管在生產(chǎn)過程中兩根導(dǎo)線的尾部是包在塑料皮里面的，在裝藥過程中是安全的，連線是由伊朗專業(yè)爆破人員來完成的，連線過程和使用硝銨炸藥的工藝是一樣的，該工藝亦獲得伊朗爆破工程技術(shù)人員的認(rèn)可。

3ANFO銨油炸藥在使用過程中采取的措施

3.1使用ANFO銨油炸藥一般要求

（1）隧道施工應(yīng)嚴(yán)格按《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》，《爆破安全規(guī)程》等相關(guān)法律法規(guī)執(zhí)行。（2）電力起爆時，爆破主線，區(qū)域線、聯(lián)接線，不應(yīng)與金屬管物接觸，不應(yīng)靠近電線、電線信號、鐵軌等，應(yīng)在洞內(nèi)檢測雜散電流且其值不應(yīng)大于30mA，否則應(yīng)采取相應(yīng)措施。（3）電力起爆網(wǎng)路洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)使用絕緣性能良好的銅芯線，所有穿過填塞段的導(dǎo)線、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管，均應(yīng)采取保護(hù)，以防填塞時損壞。（4）洞內(nèi)光面爆破均應(yīng)采用不耦合裝藥，緩沖炮孔可采用不耦合裝藥和間隔裝藥；現(xiàn)場驗孔、裝藥應(yīng)在技術(shù)人員監(jiān)督下由熟練爆破員操作。（5）洞內(nèi)爆破后，應(yīng)充分通風(fēng)，保持洞內(nèi)爆破作業(yè)場所通風(fēng)良好。

3.2使用ANFO銨油炸藥使用注意事項

（1）鉆孔過程均采用水鉆工藝，整個工作面都處在潮濕的工作環(huán)境中，鑿巖臺架和大地接通，以利裝藥過程中潛在的靜電流散，不至積聚。（2）裝藥過程中，裝藥現(xiàn)場的施工及照明用電全部處于斷電狀態(tài)，在離工作面20~30m處采用探照燈或礦燈照明；加強(qiáng)洞內(nèi)施工用電的日常維護(hù)巡查工作，特別是在潮濕的作業(yè)點和作業(yè)臺架附近，要求所有照明線路必須安全可靠，防止出現(xiàn)漏電隱患。（3）輸藥管采用專用的防靜電半導(dǎo)體軟管，體積電阻應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。（4）ANFO炸藥裝藥器使用時必須接地（用銅心電線），且接地電阻不應(yīng)大于105Ω。（5）裝藥現(xiàn)場空氣相對濕度不應(yīng)小于80%，裝藥前及裝藥過程中采用濕度儀隨時對空氣濕度進(jìn)行檢測，如達(dá)不到規(guī)范要求應(yīng)采取人工噴水措施。（6）裝藥器的工作壓力不應(yīng)大于6×105Pa。（7）靜電電壓測試，采用Monroe281型靜電測試儀對由裝藥工具噴出的ANFO炸藥進(jìn)行測試炮孔內(nèi)靜電電壓不應(yīng)超過1500V，在裝藥過程中隨時對靜電電壓進(jìn)行檢測。（8）拔管速度不易太快，每孔（深3.2m~3.8m）裝藥速度控制在40s~45s內(nèi)，即裝藥速度不超過0.08m/s；拔管要均勻，嚴(yán)禁在炮孔內(nèi)反復(fù)抽動輸藥管。（9）采用ANFO炸藥進(jìn)行裝藥時，作業(yè)人員必須佩戴專門防護(hù)口罩、穿著全棉工作服；以防摩擦靜電產(chǎn)生。（10）掌子面有滲水或炮孔內(nèi)有滲水的不得采用ANFO炸藥。（11）裝藥結(jié)束，必須嚴(yán)格按照爆破安全規(guī)程進(jìn)行安全警戒，疏散影響區(qū)域內(nèi)的人員并撤離機(jī)械設(shè)備。同時應(yīng)安排炮工及監(jiān)炮人員（洞內(nèi)作業(yè)必須2人以上）配合爆破公司技術(shù)人員完成爆破作業(yè)。（12）連線要在裝藥完成之后進(jìn)行，整個連線過程由爆破公司專業(yè)人員及炮工或監(jiān)炮員共同完成。

4ANFO銨油炸藥使用過程中的優(yōu)點

ANFO炸藥使用過程具有可靠的實用性、高效性和良好的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）實用性強(qiáng)，可廣泛用于淺孔、深孔、平巷等掘進(jìn)爆破，同樣適用于水平鉆孔的隧道爆破。（2）裝藥過程操作簡單，2人即可實現(xiàn)裝藥的機(jī)械化，大大提高了裝藥效率，作業(yè)安全性和作業(yè)環(huán)境條件得到改善，降低了工人的勞動強(qiáng)度。（3）裝藥速度較快，比傳統(tǒng)的人工炮棍裝藥提高2~3倍以上，縮短了作業(yè)周期，加快了工程進(jìn)度。（4）裝藥用風(fēng)由空壓機(jī)提供，只需增加裝藥器，成本低廉，總成本不超過300元。但相對傳統(tǒng)的硝銨炸藥，可節(jié)約10倍成本（硝銨炸藥30.4元/㎏、ANFO炸藥2.3元/㎏，考慮ANFO炸藥使用率是硝銨炸藥的1.3倍，則每個工作循環(huán)將節(jié)約10倍的炸藥成本）。

5結(jié)語

5#隧道使用ANFO炸藥順利完成了多次爆破，實踐證明該裝藥工藝是安全可靠的，而且在裝藥效率、爆破效果和經(jīng)濟(jì)效益等方面較其它炸藥有著顯著優(yōu)勢。因此，只要使用及防護(hù)措施得當(dāng)，ANFO炸藥用于隧道爆破施工較之其它炸藥更安全更經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

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作者：宋占輝 單位：中鐵三局集團(tuán)西南工程有限公司