隧道工程ANFO铵油炸药的应用

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摘要：隧道爆破使用散装颗粒状的ANFO铵油炸药是为降低爆破成本、提高经济效益而采用的技术。本文介绍了伊朗德黑兰北部高速公路隧道爆破成功地应用ANFO铵油炸药进行爆破作业的经验。

关键词：ANFO；铵油；隧道；应用

伊朗德黑兰北部高速公路是连接德黑兰市区和里海南岸滨海城市Chalus的一条主要交通干线，一期工程路线全长32.455km，由中国多家集团公司联合组建的中国承包集团进行投资、勘测设计和施工。Chalus地区为伊朗不可多得的鱼米之乡，北依里海，旅游资源丰富，目前自德黑兰前往该地区主要依靠一条山区双幅路，道路等级不高，小半径弯道较多，沿线防护简易，且屡遭震害，路况较差。该工程的建成对于促进Chalus地区及沿线地区的经济发展，保证行车安全，缩短行车里程、减短旅途时间，节约能耗，加快德黑兰地区至Chalus地区的物资交流，都具有重要的意义和深远的影响。因此德黑兰北部高速公路工程被列为伊朗国家重点交通工程。伊朗德黑兰北部高速公路地处山区主要以隧道群为主，隧道施工在一定程度上制约着全线的贯通工期和施工成本，而隧道钻爆作业尤为关键。长期以来，隧道钻爆作业一直采用以硝铵为主的药卷型炸药，炮孔装药采用原始的炮棍人工填装方法。人工炮棍装药方法，工人劳动强度大，装药密度低，装填质量不高，炮孔得不到充分利用。在围岩稳定性差的作业面，人工装药是很不安全的，传统的人工炮棍装填方法显的更加困难，甚至影响爆破效果和整个掘进生产效率。鉴于上述情况，笔者浅析anfo炸药在伊朗德黑兰北部高速公路隧道内的应用，在实践中采用的一套简易的装药装置，已经多次使用，证明是安全有效的。

1ANFO铵油炸药简介

铵油炸药最显著的特点包括：成本低廉、性能可靠和比较钝感。这就决定了它只能采取强力起爆方式，在大孔径、大药量的露天大爆破场合使用。多孔粒状铵油炸药是铵油炸药的特征品种，用多孔粒状硝酸铵和柴油混制得到。多孔粒状硝酸铵对柴油的吸附特性决定了混制过程既简单又快速。所以一般多采用机械化的连续“现场混制”的制作和装药相结合的方法。无论是粉状铵油炸药，还是多孔粒状铵油炸药，它们结块强度比硝铵炸药小得多，尤其多孔粒状铵油炸药几乎不结块。但是，它们的贮存稳定性相对较差，宜于“短期存放”。由于加工制做简单，使用安全可靠，原料来源广泛，特别是成本低廉，因而在洞室爆破中被普遍采用。但由于其颗粒状散装的特点，使其在水平钻孔爆破中的应用受到一定限制。笔者在国外公路隧道爆破施工中，将ANFO铵油炸药应用于隧道掘进爆破作业中，取得了满意的效果。

2ANFO铵油炸药装药工作原理及在实际中的应用

2.1ANFO铵油炸药装药工作原理

利用空压机提供的高压气体，通过气压调节阀门，使装药器内形成低压区，颗粒状ANFO炸药从进药管被吸入到装药器，并随高压气体从输药导管喷出，将设计的炸药量通过输药导管吹入钻孔，并在高压气体的作用下达到密实。装药器主要由高压进气管、气压调节阀、进药管、半导体输药软管等组成，具体如图1所示。

2.2ANFO铵油炸药装药在隧道工程中的实际应用

2006~2007年间，智利一家矿山公司在进行地下铜矿开采时就使用了ANFO炸药，装药工艺和现在我隧道内使用的类似。该工艺得到了智利公安部门的认可，在智利运用相当普遍。ANFO铵油炸药装药施工工艺如图2所示：掘进和辅助眼用半卷直径25mm或者32mm的硝铵炸药做起爆体（放入孔底），装药时将输药软管插入孔底，打开气压调节阀门，开始装药，根据装药的速度边装药边向外移动输药导管，当钻孔装满药后，关闭气压调节阀，完成一次装药。起爆点的设置，无论用电雷管起爆，或用导爆索，均能保证稳定爆轰。使用电雷管，掏槽眼一般设上、下部两个起爆点，主要是防止作业过程中脚线损坏而采用的保险措施。总的来看，使用导爆索价格略高，但装药进度快，施工简单，节省人工，国外施工中，人工工时费高，因此，两种起爆方式在经济上均是可行的。（ANFO铵油炸药爆破施工工艺）关于ANFO炸药在使用过程中会产生静电不安全的说法在实际使用过程中是可以避免的。在隧道内潮湿的施工环境一般是不会产生静电的，再者静电是在不导电的情况下才能积聚电压，而隧道内潮湿的环境几乎全是导体，台架亦和大地接通，所以即使产生轻微的静电也会流失，不会积聚产生静电反应。伊朗的雷管在生产过程中两根导线的尾部是包在塑料皮里面的，在装药过程中是安全的，连线是由伊朗专业爆破人员来完成的，连线过程和使用硝铵炸药的工艺是一样的，该工艺亦获得伊朗爆破工程技术人员的认可。

3ANFO铵油炸药在使用过程中采取的措施

3.1使用ANFO铵油炸药一般要求

（1）隧道施工应严格按《公路隧道施工技术规范》，《爆破安全规程》等相关法律法规执行。（2）电力起爆时，爆破主线，区域线、联接线，不应与金属管物接触，不应靠近电线、电线信号、铁轨等，应在洞内检测杂散电流且其值不应大于30mA，否则应采取相应措施。（3）电力起爆网路洞内导线应使用绝缘性能良好的铜芯线，所有穿过填塞段的导线、导爆索、导爆管，均应采取保护，以防填塞时损坏。（4）洞内光面爆破均应采用不耦合装药，缓冲炮孔可采用不耦合装药和间隔装药；现场验孔、装药应在技术人员监督下由熟练爆破员操作。（5）洞内爆破后，应充分通风，保持洞内爆破作业场所通风良好。

3.2使用ANFO铵油炸药使用注意事项

（1）钻孔过程均采用水钻工艺，整个工作面都处在潮湿的工作环境中，凿岩台架和大地接通，以利装药过程中潜在的静电流散，不至积聚。（2）装药过程中，装药现场的施工及照明用电全部处于断电状态，在离工作面20~30m处采用探照灯或矿灯照明；加强洞内施工用电的日常维护巡查工作，特别是在潮湿的作业点和作业台架附近，要求所有照明线路必须安全可靠，防止出现漏电隐患。（3）输药管采用专用的防静电半导体软管，体积电阻应符合产品标准。（4）ANFO炸药装药器使用时必须接地（用铜心电线），且接地电阻不应大于105Ω。（5）装药现场空气相对湿度不应小于80%，装药前及装药过程中采用湿度仪随时对空气湿度进行检测，如达不到规范要求应采取人工喷水措施。（6）装药器的工作压力不应大于6×105Pa。（7）静电电压测试，采用Monroe281型静电测试仪对由装药工具喷出的ANFO炸药进行测试炮孔内静电电压不应超过1500V，在装药过程中随时对静电电压进行检测。（8）拔管速度不易太快，每孔（深3.2m~3.8m）装药速度控制在40s~45s内，即装药速度不超过0.08m/s；拔管要均匀，严禁在炮孔内反复抽动输药管。（9）采用ANFO炸药进行装药时，作业人员必须佩戴专门防护口罩、穿着全棉工作服；以防摩擦静电产生。（10）掌子面有渗水或炮孔内有渗水的不得采用ANFO炸药。（11）装药结束，必须严格按照爆破安全规程进行安全警戒，疏散影响区域内的人员并撤离机械设备。同时应安排炮工及监炮人员（洞内作业必须2人以上）配合爆破公司技术人员完成爆破作业。（12）连线要在装药完成之后进行，整个连线过程由爆破公司专业人员及炮工或监炮员共同完成。

4ANFO铵油炸药使用过程中的优点

ANFO炸药使用过程具有可靠的实用性、高效性和良好的经济性等优点，具体表现在以下几个方面：（1）实用性强，可广泛用于浅孔、深孔、平巷等掘进爆破，同样适用于水平钻孔的隧道爆破。（2）装药过程操作简单，2人即可实现装药的机械化，大大提高了装药效率，作业安全性和作业环境条件得到改善，降低了工人的劳动强度。（3）装药速度较快，比传统的人工炮棍装药提高2~3倍以上，缩短了作业周期，加快了工程进度。（4）装药用风由空压机提供，只需增加装药器，成本低廉，总成本不超过300元。但相对传统的硝铵炸药，可节约10倍成本（硝铵炸药30.4元/㎏、ANFO炸药2.3元/㎏，考虑ANFO炸药使用率是硝铵炸药的1.3倍，则每个工作循环将节约10倍的炸药成本）。

5结语

5#隧道使用ANFO炸药顺利完成了多次爆破，实践证明该装药工艺是安全可靠的，而且在装药效率、爆破效果和经济效益等方面较其它炸药有着显著优势。因此，只要使用及防护措施得当，ANFO炸药用于隧道爆破施工较之其它炸药更安全更经济。

参考文献

[1]江长逵.伊朗德黑兰北部高速公路一期工程设计综述[J].中外公路，2006（04）.

[2]刘建亮.铵油炸药在炮孔爆破中的应用[J].爆破器材，1993（02）.

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

作者：宋占辉 单位：中铁三局集团西南工程有限公司