浅谈静力爆破技术在工程中的应用

浅谈静力爆破技术在工程中的应用

静态爆破+机械破碎解决孤石群爆破难题在英浦公路的大排导槽施工过程中，作者遇到了一个大的单石群体，通过重型机器无法去除。这组孤独的石群位于基文沟大桥和基文沟村附近，被称为普通炸药的爆炸毁，这给桥梁和村民的安全带来了巨大威胁。经过仔细研究和考虑，施工部门最终采用静态爆炸性和机械破碎的方案，对孤石群进行了爆炸切除，并取得了成功，安全运行并完成了床单结构。1、安全的施工保障映汶高速公路登基沟大桥横跨登基沟,地质资料表明:登基沟属于泥石流冲沟,雨季时水流量大,冲刷严重,曾经发生过泥石流,桥下淤积也较严重。为了减少泥石流对高速公路的安全威胁,增大桥下的过流面,设计上对登基沟大桥上下共计130m的河段进行了处治,首先需要清除河床上约30000m3的土石方,然后施作两侧挡墙,并对河床采用M10浆砌石进行硬化,形成排导槽,使洪水能够顺畅通过登基沟大桥。需要处治的130m河床范围内布满了大量的花岗岩孤石群,单块直径最大达10m以上,依靠重型机械也无法清除。孤石群位于登基沟大桥桥下,桥梁施工已先期完成,因此必须确保桥梁的安全,另外左侧10m左右就是登基沟组的村民房屋,民房安全也必须得到保障。在对炸药爆破和静态爆破两种方案的对比之下,由于静态爆破具有无噪音、无振动、无冲击波、无飞石、无毒、无粉尘、无硝烟、无污染、不影响周围环境、爆破面可以得到严格控制,而且施工安全、造价低等等诸多优点,施工方采用了静态爆破的施工方案。2、静态中断设计方案的简要介绍2.1熔喷药浆的布置(1)布孔方向:按照岩石存在的状态分别确定其布孔的方向,对于大面平坦的岩石,尽量布竖直孔,对于大面倾斜或竖直的岩石,布倾斜孔,倾斜角度不宜小于45°,由于不易灌注药浆,一般不考虑布置水平孔;(2)布孔方式:采用方形布孔方式,控制岩石开裂面,利用分解的岩石施作两侧浆砌石挡墙;(3)孔距:孔距当然越小越好,但孔距过小不利于时间和成本的控制。根据现场试验总结和参照破碎剂的使用说明书,该处虽为花岗岩岩性,但由于是孤石,其整体性较差,因此孔距按照不大于40cm进行控制;(4)孔深:约为岩石钻孔方向厚度的80%～90%;(5)孔径:采用直径为40mm的一字型钻头钻孔,孔径42mm。2.2岩石钻孔布孔采用一台20m3移动空压机供风,3台风动凿岩机钻孔,钻孔前由技术人员根据岩石所处位置及状态标出孔位,并对施工操作人员逐一进行技术交底,按照上述布孔要求明确钻孔深度及角度。2.3清孔采用1寸镀锌钢管制作吹风弯管,用压风清除孔内杂物。2.4破碎剂搅拌购买的破碎剂一般为粉状,需要加水进行拌合,按照现场试验及使用说明书的介绍确定水和破碎剂的重量比为1:3,采用电子台秤准确计量后,将破碎剂粉末逐渐倒入水中,倒入的同时采用人工木棒进行搅拌。禁止先放破碎剂,再加水拌合,否则,由于先期水量少散热慢而易发生喷射事故,造成安全威胁。搅拌必须均匀,搅拌时间以不再有未搅散的粉团为准。另外,由于施工时间处在2012年元月份,当地气温较低,要想缩短爆破时间,施工方采用了热水进行拌合,水温最好控制在40℃左右。2.5灌注和灌装(1)对于竖直孔,直接用桶灌注。对于倾斜孔,需通过简易漏斗进行灌注;(2)每一个孔均需灌满,倾斜孔需灌至不流出为止;(3)灌浆完成后,不需封口。依靠破碎剂沿炮孔径向的膨胀力撑开石块,达到破碎石头的目的。2.6施工方对岩石进行覆盖保温(1)由于气温低,药剂反应时间长,为了加快施工进度,施工方对灌注了药剂的岩石采用草垫子进行了覆盖保温;(2)为了防止拌合及灌注时发生喷孔伤人事故,要求事故人员必须佩带防护眼镜和橡胶手套等防护用品。3、现场跟踪,实时指导2012年1月8日开始进行钻孔施工,施工前对施工人员进行了详细的技术交底,同时安排技术人员在施工过程中跟踪指导,实时纠正钻孔过程中的偏差,严格按照爆破设计组织了施工,9日钻孔全部完成,10日上午进行了药浆灌注,12日爆破开裂全部完成,达到了施工目标。4、静态爆破的施工效果2012年1月12日,笔者对整个孤石群的爆破效果进行了检查,发现石头未裂开的仅有一处,裂缝未贯通的有两块,其余均已按照设计开裂,开裂后的岩石块度均能满足机械设备的施工要求,本次静态爆破的总体合格率达到了97%。同时从施工时间上看,从钻孔至全部开裂的时间为4天,其中钻孔的时间就已占用2天,灌浆0.5天,开裂时间约为1.5天,这跟正常3～8h开裂的时间相比,略有延长,其原因仍跟外界环境温度低有关。5、静态破碎剂灌浆的制备(1)使用静态爆破时,应根据需爆破物体的实际情况,选择恰当的钻孔方向及角度、布孔方式等,才能获得良好的爆破效果;(2)由于静态破碎剂灌入孔内时的形态为浆状液体,因此尽可能采用竖直孔或倾斜孔,一般不采用水平孔,如果必须采用水平孔时,需对药剂先进行封装,然后送入孔内;(3)在进行破碎剂浆液拌制时,一定要先放水,再加药粉,否则可能发生喷射伤人事故;(4)使用静态爆破的施工方式,均应充分掌握破碎剂的使用要求及现场环境状况,采取必要的措施,克服破碎时间长的缺点,满足进度要求。6、静态爆破的施工特点,和传统爆破方式工(1)虽然静态爆破适用范围广,但其钻孔数量大、破碎时间长,因此在选择爆破方式时,仍应根据实际情况优先选择炸药爆破方式,可以大大提高施工效率;(2)在选择静态爆破的施工方式后,必须根据现场实际情况,编制详细的爆破设计方案,并严