引言
目前，修建公路、铁路、兴建水利电力工程，矿山开采国防建设等，无论是隧道还是隧洞开挖，无论是巷道还是坑道开挖，目前基本是采用钻爆方法，所以提高钻爆技术对加快施工建设非常重要。
1. 项目基本情况
1.1研究内容及考核指标
主要技术指标
1、确定液体间隔爆破技术最佳装药结构，提高爆破效果、节约炸药用量。
2、确定液体间隔爆破技术中液体袋内添加何种化学制剂，从改善炸药氧平衡和爆破后有毒气体吸附两方面进行研究。
3、通过实验对比液体间隔爆破技术与传统的钻爆技术在提高施工进度、绿色施工节能环保等方面的优势。
主要经济指标
1、木札岭隧道出口段采用液体间隔爆破掘进与原先采用炮孔无回填堵塞的常规爆破相比，每循环多掘进了0.5m，并节省了炸药17.6kg，仅炸药，折合每循环可节省211.2元，若把因通风、装碴时间缩短而节省的通风和装碴费以及项目部管理费考虑进去，每延米节省的费用比211.2元更多。
2、木札岭隧道出口段III级围岩采用水压爆破掘进每延米节省211.2元计算，就可节省费用45.72万元；如按木札岭隧道出口采用水压爆破掘进，1140m可少钻爆45.5个循环，那么8227m则可少钻爆326个循环，缩短施工时间129d。
1.2项目实施方案
项目由黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司郑西高速尧栾段YLTJ-3项目经理部具体组织实施，依托郑西高速尧栾段YLTJ-3标段木扎岭特长隧道工程,研究分为三个阶段。
第一阶段：
聘请爆破专家咨询2017年8月31日第一次指导
2017年9月聘用空气检测机构、采购炮泥机、液袋机、震动监测仪
2017年10月安置机器，培训相关技术人员及操作手
2017年11月-2017年12月落实应用工程段落，确定试验段，确定试验方案，确定爆破手、化学添加成分实验，理论分析
第二阶段：
依托项目实施阶段2017年12月-2018年12月在不同等级围岩下进行液体间隔爆破试验，分段、使用不同炸药用量进行试验，使用震动观测仪监测爆破破坏力、验证爆破效果，检测空气质量对比爆破前后空气质量
第三阶段：组织材料完成课题结题
2 项目执行情况
2.1完成任务情况
根据年初制定的目标，按照合同书的要求，各项研究工作已经完成。得到以下结论：
通过设计计算和现场应用，可以得到以下结论：
1、通过对水不偶合和空气不偶合的情况理论计算对比分析,在同一炮孔中进行不同偶合介质的爆破时,水比空气具有更好的传能作用，液体间隔爆破技术较常规爆破方法具有其明显的技术优势。
2、运用 ANSYS/LS-DYNA软件对液体间隔爆破隧道内岩体过程进行数值模拟计算结果符合理论计算结果，该方法是可行的。
3、常规爆破与液体间隔爆破的施工对比研究结果，表明液体间隔爆破比常规爆破能提高炮眼利用率、岩石破碎均匀及大块率低、环保效果也较为理想。
4、液体袋中加入含能材料可以改善乳化炸药炸药的氧平衡。
5、液体袋中加入一定量的还原剂尿素较纯水的情况对氮的氧化物有更好的吸附作用。
6、液体间隔爆破技术在木札岭隧道出口段施工中有效保证了工期的顺利完成，提高了炸药能量利用率，改善了洞内施工作业环境，提高了整体施工效率，降低了工程施工成本，保证了洞内施工安全，取得了较好的经济效益和社会效益。
7、液体间隔爆破技术是一种节能环保型工程爆破技术，符合我国可持续发展的国家战略方针。
（4）、 研究内容完成情况对照表
2.2技术保障措施
（1）本项目采用理论联系实际的研究方法，收集相关的技术文献，并进行分析和总结，提出存在的优点和不足，制定研究方案，进行阶段性总结。
（2）课题研究过程科研方法总体上采用归纳总结法，归纳总结，再到实际中验证。
（3）根据主持单位的各种优势，本着充分发挥特点的原则，细化科研内容，落实到单项负责人，最大化地发挥科研主动性，以保科研任务的完成。
3 主要技术成果
3.1攻克的关键技术
1、 确定液体间隔爆破技术最佳装药结构，提高爆破效果、节约炸药用量。
2、确定液体间隔爆破技术中液体袋内添加何种化学制剂，从改善炸药氧平衡和爆破后有毒气体吸附两方面进行研究。
3、通过实验对比液体间隔爆破技术与传统的钻爆技术在提高施工进度、绿色施工节能环保等方面的优势。
3.2创新点
1、炮眼中水袋布设顺序；2、水袋中添加尿素有效中和爆破时产生的有害物质；3、提高施工效率增加掘进深度。
4 经济社会效益
经济效益：
木札岭隧道出口左线全长4448m，右线全长4467米。以Ⅱ、III级围岩为主。隧道围岩主要为花岗岩，较硬。设4个作业面，2个作业面通过斜井辅助施工。隧道斜井正线主攻方向施工任务1101m，该方向作业面的洞内施工环境直接影响该工作面施工进度。将4个作业面分为两组，一组传统爆破，一组液体间隔爆破技术。木札岭特长隧道主洞长，斜井坡度大（12%），这两种隧道形势爆破后的排险、排烟有很大的难度，排烟时间长不彻底。
木札岭隧道出口段采用液体间隔爆破掘进与原先采用炮孔无回填堵塞的常规爆破相比，每循环多掘进了0.5m，并节省了炸药17.6kg，仅炸药，折合每循环可节省211.2元，把因通风、装碴时间缩短而节省的通风和装碴费以及项目部管理费考虑进去，每延米节省的费用比211.2元更多。
木札岭隧道出口段Ⅲ级围岩采用液体间隔爆破掘进每延米节省211.2元计算，就可节省费用45.72万元；如按木札岭隧道出口采用液体间隔爆破掘进，1140m可少钻爆45.5个循环，那么8227m则可少钻爆326个循环，缩短施工时间129d。
传统方案?：
隧道掘进所谓“常规爆破”，系指炮眼只装药卷（含起爆药卷）而无回填堵塞，对光爆炮眼除装药外，用炸药箱纸壳卷成卷侵水塞入炮眼口，这种炮眼装药结构的隧道爆破掘进，惯称隧道掘进常规爆破，名副其实应称之为隧道掘进无回填堵塞爆破。
隧道施工中保护围岩是隧道安全施工最重要的原则，其重要标志就是控制隧道的超欠挖。传统爆破方式超欠挖难以控制，给以后防排水工程的施工带来困难，增加渗漏隐患。超挖加大了出碴和支护混凝土的工程量，增加建设费用，致使工程成本增加。
5 依托工程及其与科研结合情况
5.1依托工程概况
木札岭隧道出口左线全长4448m，右线全长4467米。以Ⅱ、III级围岩为主。隧道围岩主要为花岗岩，较硬，设4个作业面，2个作业面通过斜井辅助施工。隧道斜井正线主攻方向施工任务1101m，该方向作业面的洞内施工环境直接影响该工作面施工进度。
5.2工程与科研结合情况
本项目依托郑西高速尧栾段YLTJ-3标段木扎岭特长隧道工程，针对该工程III、II级围岩比占整条隧道的90%、进度要求较高的特点而设立。公司投入主要科研人员8人，其中高级工程师5人、工程师3人；投入交通部材料及公路专业试验检测工程师3人，先进的试验检测设备40余台套；参加科研项目的人员技术力量强、施工经验丰富，投入的设备性能先进、状态良好，能够胜任本科研项目的组织实施。通过研究加入了特殊化学物质有效的解决的爆率的问题。
6 成果推广应用前景
6.1成果成熟程度分析
隧道掘进液体间隔爆破技术对洞内施工环境及掘进进尺具有显著的 “节能环保”作用，该问题一直是施工单位需要解决的技术难题，解决工程爆破存在多年已久的未能充分利用炸药能量和严重污染环境等两大难题。近年来，在高速公路中，长、大隧道的施工显的尤其关键，而采用液体间隔爆破技术，有效解决了在长、大隧道开挖过程中存在进度慢、洞内环境差、用炸药量大的难题。液体间隔爆破技术被建设部推选为首项科技新项目。本文通过液体间隔爆破技术在木札岭隧道长大断面施工的成功应用，进一步完善了液体间隔爆破技术的施工工艺和突破了这项应用技术的经济效果。
6.2成果推广应用前景分析
通过对隧道液体间隔爆破技术的研究与应用，试验表明，液体间隔爆破技术具有“三提高一改善”的显著作用，即提高了炸药能量利用率、提高了施工效率、提高了经济效益和改善了洞内施工作业环境，针对洞内半封闭施工作业环境问题，采用液体间隔爆破技术，加入改善炸药爆炸过程氧平衡、吸附炸药爆炸后有毒气体分子的混合液体，爆破后大大降低爆破有毒气体对环境的污染，显著的改善了洞内施工作业环境。
7 项目总体评价
完成课题合同的研究内容和考核指标，按照合同中的进度计划和施工方案严格执行，管理工作运行良好，达到了预期效果。
论文作者:陈玉波
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/8
标签：隧道论文; 液体论文; 间隔论文; 炸药论文; 技术论文; 围岩论文; 作业论文; 《防护工程》2019年第2期论文;