问题——控制性工程遇到“停摆点”。刘家棱隧道是汾西荣欣矿区铁路专用线的控制性工程之一,全长约1.843公里,围岩条件复杂、施工组织难度大。进入2025年下半年,传统钻爆法所需炸药供应中断,掌子面掘进随之受限。当时隧道剩余未开挖段落约310米,工程已进入“最后攻坚”阶段。若停工时间拉长,不仅会影响节点工期,还可能带来机械和人员闲置、工序衔接中断、成本上升等连锁问题。 原因——多因素叠加放大供应风险。隧道施工对爆破材料依赖度高,而炸药属于严格管理物资,供应链环节多、审批流程严,运输储存要求也高,任何环节波动都可能影响现场连续作业。工程后期作业面集中、工序密集,掘进、出渣、支护等环节高度耦合,一旦爆破受阻,整体生产节拍就会被打乱。外部不确定性增加的背景下,单一依赖传统炸药爆破的模式,暴露出抗风险能力不足。 影响——工期、成本与安全压力同步上升。对矿区铁路专用线而言,隧道贯通往往是线路成形的关键节点。若因爆破材料受限导致掘进停滞,施工组织需反复调整,管理成本随之增加,也更容易形成赶工压力,对安全与质量管控提出更高要求。同时,复杂地质条件下,围岩扰动控制和支护时效尤为关键,长时间停滞可能加大掌子面稳定性管理难度等风险,亟需尽快形成可落地的替代方案。 对策——以致裂管技术替代炸药爆破实现连续掘进。针对突发情况,项目部迅速组织技术团队开展专项攻关,经过多轮研讨、方案比选和现场试验,确定采用高压气体致裂管爆破技术。该技术通过装置瞬时释放高压二氧化碳气体,利用冲击效应与膨胀作用破碎岩体。相比传统炸药爆破,其安全可控性更强,对审批环节依赖更低,环境影响相对更小,振动控制也更便于精细化;核心设备可重复使用,作业过程中不产生有毒有害气体,对围岩扰动更小,更适合复杂隧道环境下的精细施工需求。 为确保“能用、好用、用得稳”,技术团队结合围岩类别与现场工况开展针对性设计:一上,优化致裂管布置和孔位参数,测算装气量、释放时间与空间布局,确保破碎范围和块度满足出渣要求;另一方面,坚持“短进尺、弱爆破、强支护”的组织原则,将每循环进尺控制在1至1.5米,通过缩短单循环距离增强可控性,降低对围岩的不利扰动。虽然单次进尺较传统炸药爆破略小,但项目部同步优化钻孔、致裂、出渣、初支等工序衔接,尽量把“单次少一点”转化为“整体不断档”,将施工节拍稳定在可控区间。 现场验证——试验先行、参数迭代形成可复制经验。项目部先后组织三次试验爆破,对气压值、致裂管间距等关键参数动态调整,最终形成适配本段地质条件的参数组合,破碎效果满足出渣与后续支护需要。通过“试验—复盘—再优化”的闭环管理,替代技术实现从“可行”到“稳定”的转变,为持续掘进提供了可靠手段,也为类似条件下的隧道施工积累了可推广的实践经验。 前景——以技术多元化提升工程韧性与绿色施工水平。当前基础设施建设对安全、环保与供应链稳定性的要求不断提高,隧道施工也需要从“单一依赖”转向“多手段协同”。高压气体致裂管爆破等新型破岩手段的应用,表明了施工单位在关键节点以技术创新应对外部风险的能力。下一步,随着参数数据库完善、工法标准化水平提升,此类技术有望在特定地质条件和环境敏感场景中发挥更大作用,并与智能化监测、精细化支护等手段协同,推动隧道施工向更安全、更环保、更有韧性的方向发展。
刘家棱隧道采用高压气体致裂管爆破技术的实践——不仅化解了当前施工难题——也为行业提供了可参考的思路。在传统施工方法受制约的情况下,以技术创新打开突破口,既反映了对工程建设规律的把握,也回应了绿色、安全、高效的建设要求。随着该技术在复杂地质条件下应用的持续深化,将为基础设施建设高质量发展提供新的支撑。