广州地铁18号线隧道砂岩二氧化碳爆-破施工总结

一、项目概括

广州地铁18号线是广州地铁在建在建线路之一，大致呈南北走向，线路起于南沙区万顷沙枢纽和明珠湾起步区，经明珠湾、琶洲西区电商区、珠江新城等，止于广州东站枢纽。其增强了广州东站的综合交通枢纽功能，是中国首批可以实现地铁服务水平的全地下市域快线之一，重要意义不言而喻。

本项目位于广州市海珠区石榴岗路-政务服务中心附近，为18号线石榴岗站隧道施工。广州市位于珠江三角洲区域，本地区为珠江冲积平原，地质较为松软，同时该区域地下也分布着粒状碎屑结构的红砂岩，天然红砂岩单轴抗压强度为15MPa左右，强度较小，遇水可能出现崩解。

项目为地铁隧道暗挖岩石爆-破，工作面距地表垂深为30左右，工作面基本情况如图1所示，前期预估掘进深度80m左右，方量5000方左右；

图1  暗挖工作面示意图

隧道内有小规模透水，砂岩崩解后工作面遇水形成约30cm淤泥，且工作面高度有限，原钻机滑架太高工作受限，将滑架改装为适用于隧道施工的矮式滑架，使用1m长钻杆。

二、致裂管充装技术要求

    1、设备放置与稳固

设备使用之前，首先将本设备根据实际需要摆放好，设备应放置到水平地面并使之平稳；灌装机由电机、CO2高压泵、压力表、安全阀、排气阀及与之相配套的高压管路组成；充装架摆放到位，并将控制气管接好，供气空压机供电。

2、接线

开机前，先将电源线接好并连接好接地线，打开电源开关之后，电源指示灯亮，表示供电正常。

3、管路连接

第1根灌装管一头与CO2气源连接后另一头与进气口相连；第2根灌装管一头与灌装机出气口相连另一头与待灌装容器相连。将连接好的管路按要求全方-位检查无误后，试开气罐手动球阀，观察管线无泄漏后再准备进行灌装CO2。

4、容器的灌装

首先将各管路连接好之后，将连接被灌装容器管路上的手动球阀关闭，然后再打开CO2气源阀门，观察压力表示数，当压力表不再变化时，管路内压力达到平衡。在第1次充填时由于管内有空气或CO2气体，当高压力泵运转时很容易造成气化，所以等管路阀门放气至有白雾状液体排出、灌装机上的排气阀发出液体的声音时才可开机灌装。然后打开关闭的手动球阀，按下启动按钮，高压泵开始工作，CO2经过灌装机内高压力泵的吸入和排出，由泵的出口将CO2  输送至待装容器内。达到灌装压力后，应立即按下停止按钮，再关闭连接容器的手动球阀，然后关闭容器灌装阀，将连接容器的灌装管接头拧松并取下，然后将灌装完成的容器取下即完成灌装工作。

5、检查与接线

将充装好的致裂管摆放至阴凉处，使用万用表测量电路通断，测量合格后进行接线。

三、钻孔及爆-破技术要求

1、钻孔要求

该项目为暗挖隧道内钻孔，空间受限，大型钻机操作不便，故选用小型分体式钻机，更改滑架后使用1m短钻杆施工，该项目使用的是直径89mm、长度1m的一次性致裂管；钻孔直径按爆-破要求应为115mm，孔距为1m，排距为1m，孔深为3.5m-5.5m不等（施工面不平整，凌空面高度限制）；

2、下管及填充要求

将充装好的致裂管平稳的运至工作面，摆放至各个爆-破孔，用尼龙绳人工下放置爆-破孔底部，测量线路通断，无误后再进行填充；

填充要求使用米石填充，填充时特别注意不得将大块石头落入孔内，防止出现堵塞导致填充不充分；填充时还要注意爆-破线，防止石子将爆-破线带入孔内，若爆-破孔较浅，则需要注意填充紧实后上覆沙袋或其他遮挡物，防止石子或者致裂管冲出钻孔造成事故。

四、总结

1、广州地铁18号线隧道砂岩暗挖累计使用二氧化碳气体爆-破7次，累计爆-破方量692.5方，累计使用致裂管84根，平均单根致裂管出方量为8.24方，出方量较明挖爆破相差较多。

2、工作面在地下30m左右，照明较差，且有地下水渗出，红砂岩遇水崩解后再地面形成了大约30cm深的淤泥，工作环境较为恶劣给钻孔作业造成了一定影响，在有淤泥的情况下钻机吸尘器不能开启，导致作业空间灰尘较大，影响施工进度。

3、前期，因炮机型号较小和炮机故障，爆-破后二次破碎及出渣进度缓慢，影响爆-破施工进程。

4、后期，多家作业单位及多种作业方式共同施工，包括钻机打孔，炮机破碎，及掘进机掘进，交叉作业过程中沟通协调不充分，各作业机械相互影响，掘进机掘进时工作面灰尘太大，后加装降尘雾炮，效果不明显，灰尘依然很大，能见度太低，钻机手无法观察，进度较之前并没有加快多少。

5、二氧化碳爆-破在隧道硐室或其他受限空间内破岩作业较明挖破岩单根出方量差距较大（即单耗要大），暗挖出方量较明挖大约少40%左右，成本自然提高，且因工作面单一工作空间狭小各工序协调等问题，施工连续性较差，导致施工周期较长，人工及设备成本增加。