靜態(tài)破碎施工方法在緊鄰鐵路營(yíng)業(yè)線高邊坡石方開挖中的應(yīng)用

潘運(yùn)才

（中鐵西南科學(xué)研究院有限公司，四川 成都 611731）

1. 前言

本文中,作者對(duì)負(fù)責(zé)管理的貴昆鐵路沾昆二線工程施的工D1K488+135~D1K488+310 段深路塹工點(diǎn)靜態(tài)破碎施工方法進(jìn)行總結(jié)，希望對(duì)有關(guān)工程施工項(xiàng)目起到借鑒作用。

該工點(diǎn)施工范圍與貴昆鐵路營(yíng)業(yè)線交叉，地勢(shì)高，坡度陡，巖石較硬，附近營(yíng)業(yè)線設(shè)備密集等，為保證為確保營(yíng)業(yè)線行車安全，采用了靜態(tài)破碎方法進(jìn)行施工。

2. 工程概況

貴昆鐵路沾昆二線第II 標(biāo)段D1K488+136~D1K488+310 段路基位于云南曲靖市西山鄉(xiāng)，該地段屬高原丘陵地貌，相對(duì)高差30~40m，自然橫坡為15°~25°?；鶐r大多裸露，為砂巖頁巖互層，由強(qiáng)風(fēng)化逐漸過度到弱風(fēng)化，巖層整體厚度約1~30m，表層下約3m即為弱風(fēng)化巖體。

該地段設(shè)計(jì)路基以深挖路塹通過，線路與既有貴昆鐵路斜交，交點(diǎn)里程約為DIK488+232，交角42°，高差約20米，中心最大開挖深度33.4m，開挖方量約46000m3。

現(xiàn)場(chǎng)情況如圖1：

圖1

3. 施工方法

該工點(diǎn)開挖存在高差大、坡度陡、巖石較硬等特點(diǎn)，加之附近運(yùn)營(yíng)鐵路設(shè)備密集（包括接觸桿、高壓電纜、既有擋墻、鐵路軌道等）等不利條件，為了避免爆破危及鐵路營(yíng)運(yùn)安全，我們決定采用靜態(tài)爆破技術(shù)施工。

3.1 靜態(tài)破碎劑選擇

由于開挖山體為砂巖頁巖互層圍巖，巖體堅(jiān)固性好，巖體完整性好，巖體只有一個(gè)面向營(yíng)運(yùn)鐵路的自由面，應(yīng)當(dāng)選用能提供較大膨脹力的靜態(tài)破碎劑，經(jīng)比選后采用我公司自行研制并生產(chǎn)的新型靜態(tài)破碎劑（專利號(hào)：87102228）。該靜態(tài)破碎劑具備開裂時(shí)間短，適應(yīng)性強(qiáng)，膨脹力大等優(yōu)點(diǎn)，且原料能在常溫下拌合，反應(yīng)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際工作需要進(jìn)行控制。

3.2 鉆孔布置

對(duì)于靜態(tài)破碎，臨空面越多，單位藥量破石量就越大，經(jīng)濟(jì)效益也就越好。由于該工點(diǎn)只有一個(gè)面向既有營(yíng)運(yùn)線的臨空面，需要在對(duì)巖體破碎前先創(chuàng)造更多的臨空面，提升破碎效果，降低成本。

先在中間鉆兩排密集垂直孔，裝藥破碎后將碎石掏出，形成槽形空間，形成臨空面；然后再鉆周邊孔及輔助破碎孔，周邊孔采用斜孔；輔助破碎孔采用垂直孔；同一排鉆孔要布置在同一平面上。裝藥時(shí)全孔長(zhǎng)灌注，先裝輔助破碎孔，再裝周邊孔。

3.3 鉆孔參數(shù)

3.3.1 孔距與排距

孔距與排距的大小與巖石硬度有直接關(guān)系，硬度越大，孔距與排距越小；孔距與排距的大小與巖石硬碎效果及施工成本有直接關(guān)系，孔距與排距越大，破碎效果越差，成本越低，因此要通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定適宜的破碎參數(shù)。

該工點(diǎn)主要巖體為較硬的砂巖頁巖，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定的靜態(tài)破碎參數(shù)如下：

排距為50cm；兩個(gè)孔的孔距為40cm，每米耗藥量約為330g。

3.3.2 鉆孔孔徑

鉆孔直徑與破碎效果有直接關(guān)系，鉆孔過小，不利于藥劑充分發(fā)揮效力；鉆孔太大，易沖孔。根據(jù)試驗(yàn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定采用孔徑Φ40。

3.3.3 鉆孔深度和裝藥深度

每次破碎進(jìn)尺2m，巖體深度小于2m的，可垂直鉆穿整個(gè)塊石。

3.3.4 配漿、裝藥

將鉆孔內(nèi)余水和余渣用高壓風(fēng)吹洗干凈，孔口旁清理干凈至無土石渣后按照前期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求配合比向藥劑加潔凈水，盡快在桶中拌成流質(zhì)狀，及時(shí)倒入眼孔內(nèi)并用略小于鉆孔的木棍分段搗實(shí)捅緊。

巖石開裂后，每過20分鐘左右向裂縫中加水，以支持藥劑持續(xù)反應(yīng)，繼續(xù)膨脹，達(dá)到最佳破碎效果。

4. 效果與施工控制

4.1 效果

我們?cè)谠撋盥穳q工點(diǎn)采用了靜態(tài)破碎技術(shù)開挖緊鄰既有線的高邊坡山體，施工150個(gè)工作日，未對(duì)既有線設(shè)備和行車安全造成一次事故。安全可控，工期可控，開挖質(zhì)量高，施工效果較好。

4.2 施工控制

4.2.1 針對(duì)不同巖性，在施工前，先用200g做小樣試驗(yàn)，調(diào)整最佳反應(yīng)時(shí)間后再進(jìn)行施工。

4.2.2 破碎劑必須嚴(yán)格控制加水量，力爭(zhēng)既能獲得所需的膨脹壓力，又能很好地控制藥劑反應(yīng)和巖體開裂時(shí)間。

4.2.3 灌注時(shí)，必須從前往后退著施工，做到邊灌邊蓋（用砂袋或膠皮覆蓋），以防藥液從眼孔內(nèi)噴出傷人。

4.2.4 在施工過程中操作人員須戴防護(hù)眼鏡和橡膠手套，工作完畢后及時(shí)清洗，以防止堿性藥劑刺激皮膚。

5. 結(jié)束語

使用靜態(tài)破碎劑對(duì)巖石進(jìn)行破碎，施工中無震動(dòng)，無沖擊波，無飛石。在緊鄰鐵路營(yíng)業(yè)線且高陡邊坡石方開挖時(shí)采用靜態(tài)破碎技術(shù)是十分經(jīng)濟(jì)可行的，既可以保證周圍設(shè)施的安全，又能保證正常施工。

施工時(shí)不需要向行車部門申請(qǐng)?zhí)齑皶r(shí)間，加快了施工進(jìn)度和工序的連續(xù)性。藥劑在領(lǐng)用、運(yùn)輸、退庫(kù)等過程中不需要象火工產(chǎn)品一樣辦理煩瑣的手續(xù)，也大大提高施工進(jìn)度。

相關(guān)經(jīng)驗(yàn)也可用于城市或其它領(lǐng)域有關(guān)拆除工程。

[1]張振，郭偉.靜態(tài)爆破法在深圳地鐵施工中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2012年，02期.

[2]王連成.靜力破碎劑的自制與應(yīng)用[J].山東煤炭科技;2011年，01期