隧道工程ANFO銨油炸藥的應用

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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、提高經濟效益而采用的技術。本文介紹了伊朗德黑蘭北部高速公路隧道爆破成功地應用ANFO銨油炸藥進行爆破作業的經驗。

關鍵詞：ANFO；銨油；隧道；應用

伊朗德黑蘭北部高速公路是連接德黑蘭市區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，由中國多家集團公司聯合組建的中國承包集團進行投資、勘測設計和施工。Chalus地區為伊朗不可多得的魚米之鄉，北依里海，旅游資源豐富，目前自德黑蘭前往該地區主要依靠一條山區雙幅路，道路等級不高，小半徑彎道較多，沿線防護簡易，且屢遭震害，路況較差。該工程的建成對于促進Chalus地區及沿線地區的經濟發展，保證行車安全，縮短行車里程、減短旅途時間，節約能耗，加快德黑蘭地區至Chalus地區的物資交流，都具有重要的意義和深遠的影響。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，而隧道鉆爆作業尤為關鍵。長期以來，隧道鉆爆作業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，工人勞動強度大，裝藥密度低，裝填質量不高，炮孔得不到充分利用。在圍巖穩定性差的作業面，人工裝藥是很不安全的，傳統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生產效率。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的應用，在實踐中采用的一套簡易的裝藥裝置，已經多次使用，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。所以一般多采用機械化的連續“現場混制”的制作和裝藥相結合的方法。無論是粉狀銨油炸藥，還是多孔粒狀銨油炸藥，它們結塊強度比硝銨炸藥小得多，尤其多孔粒狀銨油炸藥幾乎不結塊。但是，它們的貯存穩定性相對較差，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銨油炸藥應用于隧道掘進爆破作業中，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用

2.1ANFO銨油炸藥裝藥工作原理

利用空壓機提供的高壓氣體，通過氣壓調節閥門，使裝藥器內形成低壓區，顆粒狀ANFO炸藥從進藥管被吸入到裝藥器，并隨高壓氣體從輸藥導管噴出，將設計的炸藥量通過輸藥導管吹入鉆孔，并在高壓氣體的作用下達到密實。裝藥器主要由高壓進氣管、氣壓調節閥、進藥管、半導體輸藥軟管等組成，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用

2006~2007年間，智利一家礦山公司在進行地下銅礦開采時就使用了ANFO炸藥，裝藥工藝和現在我隧道內使用的類似。該工藝得到了智利公安部門的認可，在智利運用相當普遍。ANFO銨油炸藥裝藥施工工藝如圖2所示：掘進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，打開氣壓調節閥門，開始裝藥，根據裝藥的速度邊裝藥邊向外移動輸藥導管，當鉆孔裝滿藥后，關閉氣壓調節閥，完成一次裝藥。起爆點的設置，無論用電雷管起爆，或用導爆索，均能保證穩定爆轟。使用電雷管，掏槽眼一般設上、下部兩個起爆點，主要是防止作業過程中腳線損壞而采用的保險措施。總的來看，使用導爆索價格略高，但裝藥進度快，施工簡單，節省人工，國外施工中，人工工時費高，因此，兩種起爆方式在經濟上均是可行的。（ANFO銨油炸藥爆破施工工藝）關于ANFO炸藥在使用過程中會產生靜電不安全的說法在實際使用過程中是可以避免的。在隧道內潮濕的施工環境一般是不會產生靜電的，再者靜電是在不導電的情況下才能積聚電壓，而隧道內潮濕的環境幾乎全是導體，臺架亦和大地接通，所以即使產生輕微的靜電也會流失，不會積聚產生靜電反應。伊朗的雷管在生產過程中兩根導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人員的認可。

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）隧道施工應嚴格按《公路隧道施工技術規范》，《爆破安全規程》等相關法律法規執行。（2）電力起爆時，爆破主線，區域線、聯接線，不應與金屬管物接觸，不應靠近電線、電線信號、鐵軌等，應在洞內檢測雜散電流且其值不應大于30mA，否則應采取相應措施。（3）電力起爆網路洞內導線應使用絕緣性能良好的銅芯線，所有穿過填塞段的導線、導爆索、導爆管，均應采取保護，以防填塞時損壞。（4）洞內光面爆破均應采用不耦合裝藥，緩沖炮孔可采用不耦合裝藥和間隔裝藥；現場驗孔、裝藥應在技術人員監督下由熟練爆破員操作。（5）洞內爆破后，應充分通風，保持洞內爆破作業場所通風良好。

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，裝藥現場的施工及照明用電全部處于斷電狀態，在離工作面20~30m處采用探照燈或礦燈照明；加強洞內施工用電的日常維護巡查工作，特別是在潮濕的作業點和作業臺架附近，要求所有照明線路必須安全可靠，防止出現漏電隱患。（3）輸藥管采用專用的防靜電半導體軟管，體積電阻應符合產品標準。（4）ANFO炸藥裝藥器使用時必須接地（用銅心電線），且接地電阻不應大于105Ω。（5）裝藥現場空氣相對濕度不應小于80%，裝藥前及裝藥過程中采用濕度儀隨時對空氣濕度進行檢測，如達不到規范要求應采取人工噴水措施。（6）裝藥器的工作壓力不應大于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炸藥進行測試炮孔內靜電電壓不應超過1500V，在裝藥過程中隨時對靜電電壓進行檢測。（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，即裝藥速度不超過0.08m/s；拔管要均勻，嚴禁在炮孔內反復抽動輸藥管。（9）采用ANFO炸藥進行裝藥時，作業人員必須佩戴專門防護口罩、穿著全棉工作服；以防摩擦靜電產生。（10）掌子面有滲水或炮孔內有滲水的不得采用ANFO炸藥。（11）裝藥結束，必須嚴格按照爆破安全規程進行安全警戒，疏散影響區域內的人員并撤離機械設備。同時應安排炮工及監炮人員（洞內作業必須2人以上）配合爆破公司技術人員完成爆破作業。（12）連線要在裝藥完成之后進行，整個連線過程由爆破公司專業人員及炮工或監炮員共同完成。

4ANFO銨油炸藥使用過程中的優點

ANFO炸藥使用過程具有可靠的實用性、高效性和良好的經濟性等優點，具體表現在以下幾個方面：（1）實用性強，可廣泛用于淺孔、深孔、平巷等掘進爆破，同樣適用于水平鉆孔的隧道爆破。（2）裝藥過程操作簡單，2人即可實現裝藥的機械化，大大提高了裝藥效率，作業安全性和作業環境條件得到改善，降低了工人的勞動強度。（3）裝藥速度較快，比傳統的人工炮棍裝藥提高2~3倍以上，縮短了作業周期，加快了工程進度。（4）裝藥用風由空壓機提供，只需增加裝藥器，成本低廉，總成本不超過300元。但相對傳統的硝銨炸藥，可節約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，則每個工作循環將節約10倍的炸藥成本）。

5結語

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、爆破效果和經濟效益等方面較其它炸藥有著顯著優勢。因此，只要使用及防護措施得當，ANFO炸藥用于隧道爆破施工較之其它炸藥更安全更經濟。

參考文獻

[1]江長逵.伊朗德黑蘭北部高速公路一期工程設計綜述[J].中外公路，2006（04）.

[2]劉建亮.銨油炸藥在炮孔爆破中的應用[J].爆破器材，1993（02）.

[3]辛明印.銨油炸藥在深孔爆破中的合理使用[J].爆破器材，1984（01）.

作者：宋占輝 單位：中鐵三局集團西南工程有限公司