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
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
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 ： Ｔ Ｕ ７ ４
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
７ ５
者 的 比例 为 ０ ． ７ ５ ： ０ ． １ ： ０ ． １ ５ ） 。 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 Ｖ Ｉ 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。
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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”。