[发明专利]一种用于隧道的二氧化碳爆破方法

说明书

本发明涉及爆破施工方法，更具体地，本发明涉及一种用于隧道的二氧化碳爆破方法。包括以下步骤：(1)设置爆破孔；(2)在爆破孔中安装二氧化碳致裂器；(3)起爆；所述二氧化碳致裂器中装有液态二氧化碳和加热粉。通过采用二氧化碳爆破，且控制二氧化碳致裂器中液态二氧化碳和加热粉的用量和成分，并控制爆破孔的分布，可实现岩石破壁，进行爆破时地震波很小，且无塌方，可实现定向爆破、无污染，可短时间内实现爆破，且对隧道爆破形成的壁面光滑。

技术领域

本发明涉及爆破施工方法，更具体地，本发明涉及一种用于隧道的二氧化碳爆破方法。

背景技术

目前，随着我国交通基础设施的大力发展，隧道工程数量不断增加，传统的隧道施工方法工序较为复杂，开挖爆破主要采用炸药，在爆破过程中会产生大量的粉尘和有害气体，且会对洞周围岩造成较大的扰动，降低了围岩的自稳能力，且传统的钻爆法在施工过程中主要依靠人工，施工速度较慢，危险性较大，洞内管理难度较大。

高压气体爆破是一种无炸药爆破，二十世纪60年代初，美国等一些发达国家开始研究这种物理爆破法，利用压缩机等机械设备或通过物理变化(例如液态变为气态)来产生高压气体，在煤、岩体中安装高压气体爆破管，通过手动和电动操作机构，使爆破管内的高压气体瞬间释放，以对周围介质膨胀做功而破碎之。爆破原理为将液态二氧化碳充入爆破管内，再将爆破管装入钻孔中，接通电源，电极加热元件将液态二氧化碳加热，变成气态二氧化碳，使爆破管内气体压力升高。当气体压力大于爆破管末端切变盘的抗剪应力时，高压气体通过爆破管末端的气门快速释放出来，为被爆物提供气动力和推力，将介质胀开崩。当前，二氧化碳爆破技术虽已在矿山应用，但其成熟度不足，仍处在不断成长和发展阶段。

现有的二氧化碳爆破管的爆破力及爆破效果欠缺，且爆破过程中存在地震波、污染等现象，且爆破时间较长，也会影响对隧道爆破后形成的壁面的光滑性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种用于隧道的二氧化碳爆破方法，包括以下步骤：

(1)设置爆破孔；

(2)在爆破孔中安装二氧化碳致裂器；

(3)起爆；

所述二氧化碳致裂器中装有液态二氧化碳和加热粉。

作为本发明一种优选的技术方案，所述爆破孔包括周边孔、辅助孔和掏槽孔，所述周边孔设置在爆破区域边缘，所述掏槽孔设置在爆破区域内部，所述辅助孔位于周边孔和掏槽孔之间。

作为本发明一种优选的技术方案，所述爆破孔的孔径为5～15cm。

作为本发明一种优选的技术方案，所述爆破孔的深度为3～15m。

作为本发明一种优选的技术方案，所述掏槽孔包括中掏槽孔、内掏槽孔和外掏槽孔，所述中掏槽孔位于爆破区域中心线，所述外掏槽孔位于内掏槽孔的外侧，且所述内掏槽孔位于矩形一的四个顶角上，所述外掏槽孔包括外掏槽孔一和外掏槽孔二，所述外掏槽孔一位于矩形二的四个顶角上，所述外掏槽孔二位于矩形二相互平行的两条边的中点处，所述矩形一和矩形二的中心重合，并位于爆破区域中心线上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述周边孔、内掏槽孔、中掏槽孔、外掏槽孔一和外掏槽孔二与水平面平行。

作为本发明一种优选的技术方案，所述掏槽孔还包括侧掏槽孔，所述侧掏槽孔对称设置在外掏槽孔所在矩形的相互平行的两条边上，所述侧掏槽孔和水平面的夹角小于5度。

作为本发明一种优选的技术方案，所述周边孔包括交替分布的做功孔和泄能孔，所述泄能孔中不安装二氧化碳致裂器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述起爆中，首先起爆掏槽孔，接着起爆辅助孔，最后起爆周边眼。