靜態(tài)爆破技術(shù)在高速公路石方開挖施工的應(yīng)用

霍建科

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

隨著土石方挖掘技術(shù)水平的提高，其在公路路基施工中發(fā)揮的作用也越發(fā)重要。相比于傳統(tǒng)的施工方法，土石方開挖可有效降低土基作業(yè)支出，解決土基施工中遇到的復(fù)雜問題，提高施工效率。靜態(tài)爆破技術(shù)是一項(xiàng)工序復(fù)雜、危險(xiǎn)性高的操作，將其應(yīng)用到高速公路石方開挖中，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的實(shí)施布置與防護(hù)，以提升爆破施工效果，保障施工安全，更好地服務(wù)于項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

1 靜態(tài)爆破技術(shù)

靜態(tài)爆破技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，由于操作爆破時(shí)震動(dòng)影響小，不易影響施工環(huán)境，對(duì)石方開挖施工的安全和環(huán)保具有一定提升。針對(duì)不同施工環(huán)境的高速公路石方開挖工程需求，考慮施工環(huán)境因素，選擇最佳的靜態(tài)爆破方法。

靜態(tài)爆破技術(shù)的實(shí)施內(nèi)容和工序較復(fù)雜，首先應(yīng)確定爆破點(diǎn)，在爆破點(diǎn)處進(jìn)行人工鉆孔，然后加入靜態(tài)膨脹材料，隨著材料的越發(fā)膨脹，直至產(chǎn)生破裂反應(yīng)，利用破碎錘清理坡裂的土石，裝運(yùn)后實(shí)現(xiàn)土石開挖的結(jié)果[2]。

靜態(tài)爆破材料的品質(zhì)對(duì)石方開挖靜態(tài)爆破施工的質(zhì)量至關(guān)重要，靜態(tài)膨脹劑是比較常見的靜態(tài)爆破材料，其實(shí)現(xiàn)原理是通過水與靜態(tài)膨脹劑的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)改變靜態(tài)膨脹劑的晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的能量釋放，對(duì)孔隙形成壓迫作用，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)堅(jiān)固土石裂縫完成膨脹效果，形成對(duì)周邊土石的壓力作用，達(dá)到對(duì)土石形成碎裂的效果[3]。靜態(tài)膨脹劑具有應(yīng)用性強(qiáng)、爆破效果好的特點(diǎn)，相比于常規(guī)爆破材料，其更具環(huán)保特性。

2 靜態(tài)爆破技術(shù)對(duì)比分析

2.1 深鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)

深鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)能夠精確控制炸藥量劑使用，從而能夠有效控制爆破費(fèi)用支出。通過將炸藥布置均勻，可有效減輕震動(dòng)幅度，保證了石塊的飛濺距離控制在合理區(qū)域。但針對(duì)爆破環(huán)境惡劣，操作難度高的峭壁等環(huán)境，深鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)適應(yīng)性較差。

2.2 淺鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)

淺鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是操作簡單，爆破碎石勻稱，可有效控制爆破區(qū)域，準(zhǔn)確掌控爆破石方數(shù)量。該技術(shù)可根據(jù)實(shí)際施工需求選擇不同的方式，實(shí)施前準(zhǔn)備工作便捷，無需設(shè)立腳手架等設(shè)施，基本不會(huì)破壞影響高速公路的既定線路。但淺鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)鉆孔數(shù)量大，需要大量人工配合實(shí)施，需要較長的施工工期。

2.3 藥壺靜態(tài)爆破技術(shù)

藥壺靜態(tài)爆破技術(shù)無需淺鉆孔靜態(tài)爆破技術(shù)的大量鉆孔數(shù)量，可以通過較少的鉆孔，并一次性安放一定數(shù)量的炸藥，實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積巖石的爆破目的[4]。藥壺靜態(tài)爆破技術(shù)的弊端是因?yàn)榕谘鄯胖玫乃幜坎痪鶆颍瑢?dǎo)致爆破后的石塊體積不一，為后續(xù)的轉(zhuǎn)配運(yùn)輸造成不便。

2.4 藥室靜態(tài)爆破技術(shù)

藥室靜態(tài)爆破技術(shù)主要適用于土石方集中的區(qū)域，通過利用該技術(shù)爆破，有效實(shí)現(xiàn)土石方松動(dòng)，縮短爆破施工工期，提高開挖施工效率，節(jié)約人力施工成本，減少鉆孔工作量。但藥室靜態(tài)爆破技術(shù)爆破操作需要使用大量炸藥，極易影響邊坡穩(wěn)定，對(duì)后續(xù)的開挖工作影響較大。而且此技術(shù)對(duì)場(chǎng)地要求較高，經(jīng)常受場(chǎng)地因素制約而無法實(shí)施爆破。

3 在高速公路石方開挖施工的應(yīng)用

3.1 高速公路路基土石方爆破施工難點(diǎn)

（1）受外界影響因素干擾較大。在對(duì)高速公路路基實(shí)施靜態(tài)爆破時(shí)，對(duì)環(huán)境因素要求較高，應(yīng)保證氣候天氣及溫濕度控制在爆破標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范圍，一旦超出標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)停止實(shí)施爆破操作。與此同時(shí)，靜態(tài)爆破既不能影響施工公路以外公路的正常使用，還應(yīng)不影響其他工序的正常施工，保證施工工作的正常開展。應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)、組織靜態(tài)爆破操作工作，保證靜態(tài)爆破的有序進(jìn)行。

（2）工序復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)要求較高。靜態(tài)爆破操作工序復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)性大。由于受到施工條件限制，例如大坡度的邊坡會(huì)對(duì)靜態(tài)爆破操作人員及機(jī)械設(shè)備的正常使用構(gòu)成安全威脅；因高速公路特殊的位置條件，爆破作業(yè)產(chǎn)生的碎石會(huì)對(duì)大量穿行的車輛構(gòu)成威脅?？梢婌o態(tài)爆破技術(shù)應(yīng)用存在較大危險(xiǎn)性，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)范及流程完成，提升施工安全系數(shù)。

3.2 高速公路路基土石方靜態(tài)爆破施工工藝

靜態(tài)爆破技術(shù)施工工藝的關(guān)鍵是對(duì)爆破方法及爆破工序的把握，根據(jù)高速公路路基施工場(chǎng)地的實(shí)際需求，制定合理的靜態(tài)爆破實(shí)施方案，精準(zhǔn)布置合理孔洞類型。爆破操作應(yīng)按縱向?yàn)榛A(chǔ)分層布施：①合理估算靜態(tài)爆破操作的作用范圍；②形成靜態(tài)爆破操作設(shè)計(jì)，科學(xué)選定靜態(tài)爆破操作人員；③對(duì)靜態(tài)爆破操作人員進(jìn)行操作指導(dǎo)；④對(duì)靜態(tài)爆破操作時(shí)有概率造成安全風(fēng)險(xiǎn)的大體積石塊進(jìn)行移除操作；⑤鉆孔爆破孔需檢測(cè)符合爆破設(shè)計(jì)要求；⑥在孔洞內(nèi)安裝炸藥及相應(yīng)引爆設(shè)施；⑦靜態(tài)爆破操作場(chǎng)地周圍設(shè)置警戒區(qū)域并設(shè)置專人警戒；⑧對(duì)靜態(tài)爆破操作警戒區(qū)域內(nèi)所有人員和動(dòng)物進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)趕撤離；⑨進(jìn)行發(fā)出爆破提醒，實(shí)施靜態(tài)爆破操作；⑩爆破完成后，處置清理未完成盲炮，隨即消除警戒設(shè)置及專員；利用專業(yè)設(shè)施對(duì)靜態(tài)爆破操作進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)，參考爆破設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)調(diào)整爆破方案，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)爆破目標(biāo)。

3.3 靜態(tài)爆破技術(shù)應(yīng)用過程

（1）設(shè)計(jì)孔洞布置。根據(jù)靜態(tài)爆破設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)記炮孔爆破點(diǎn)，對(duì)布置標(biāo)記好的爆破點(diǎn)禁止隨便改動(dòng)。標(biāo)記前應(yīng)進(jìn)行表面清理操作，根據(jù)實(shí)際爆破方式及設(shè)計(jì)邊坡線為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行孔洞布置。利用測(cè)量尺確保光爆孔洞和預(yù)裂孔洞打孔的精準(zhǔn)度，保證爆破效果。孔洞布置完成后應(yīng)進(jìn)行核驗(yàn)，保證實(shí)際孔洞布置與設(shè)計(jì)的最小抵抗準(zhǔn)則相符。

（2）打孔操作。打孔操作應(yīng)注意打孔角度、打孔方向及深度的控制，保證其與設(shè)計(jì)參數(shù)一致，其中邊坡光爆孔角度參數(shù)最為關(guān)鍵。根據(jù)石方材質(zhì)科學(xué)選擇打孔方法，并完成記錄，如果遇地質(zhì)變化應(yīng)根據(jù)具體情況重新選定鉆孔位置。打孔操作結(jié)束，利用高壓風(fēng)管設(shè)備對(duì)廢渣進(jìn)行清除，并保證孔洞深度、傾角、間隔符合設(shè)計(jì)需求，保證孔洞未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

（3）在孔洞安裝炸藥?？锥窗惭b炸藥時(shí)應(yīng)保證孔洞內(nèi)清潔，根據(jù)爆破參數(shù)設(shè)計(jì)并結(jié)合不耦合方法進(jìn)行不同類型孔洞精確裝藥操作。保證預(yù)裂孔洞下部的炸藥安裝密度，并利用鉆屑做好炸藥的隔離，保證起爆體安置在孔洞底部，實(shí)施反向裝藥方法。表1為常用的不同硬度石方對(duì)應(yīng)的排距和孔距布置數(shù)據(jù)。

表1 不同硬度石方對(duì)應(yīng)的排距和孔距布置

（4）封堵安裝炸藥的孔洞。利用黏土和細(xì)沙的混合作為封堵炸藥孔洞材料，材料應(yīng)保證含水率在17%左右、厚度＜3 cm。安裝炸藥完成應(yīng)馬上封堵孔洞，為保證封堵厚度滿足設(shè)計(jì)，還應(yīng)在封堵前放入紙團(tuán)。利用分層法安放封堵材料，應(yīng)用木炮棍進(jìn)行每層的壓實(shí)操作，控制層間距為10 cm，并保證導(dǎo)爆管的完整性。

（5）引爆路由連接。比較常用的引爆路由連接方式是同段毫秒雷管連起爆方法。即完成利用同段毫秒雷管將孔洞相連后，利用火雷管實(shí)施起爆操作。通過每響使用雙雷管法保證孔洞的爆破率，對(duì)預(yù)裂孔的引爆路由采用防水材料導(dǎo)爆索。

（6）靜態(tài)爆破操作遮擋掩蓋措施。此步驟主要降低飛濺石塊數(shù)量，通常使用雙層沙袋及土袋進(jìn)行遮擋掩蓋，并利用繩子將其互連，以保證引爆路由的損壞。

（7）設(shè)置警戒區(qū)域并設(shè)置專人警戒。通常設(shè)置警戒區(qū)域應(yīng)保證靜態(tài)爆破安全距離外延200 m，并在指定位置設(shè)置專人警戒。

（8）實(shí)施靜態(tài)爆破操作。在正式爆破操作前對(duì)靜態(tài)爆破操作警戒區(qū)域內(nèi)所有人員、動(dòng)物進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)趕撤離，并進(jìn)行爆破信號(hào)提醒，嚴(yán)格根據(jù)起爆信號(hào)實(shí)施爆破操作。

（9）綜合檢查、評(píng)測(cè)靜態(tài)爆破操作。靜態(tài)爆破操作完成后應(yīng)綜合檢查、評(píng)測(cè)靜態(tài)爆破結(jié)果，檢查是否存在防護(hù)受損、危石或盲炮的現(xiàn)象，如存在應(yīng)立即處理。除專業(yè)檢查人員外，其他人員均禁止進(jìn)入警戒區(qū)域。確保所有檢查工作完成后方可拆除警戒設(shè)施，待警戒設(shè)施拆除后撤離專人警戒。

（10）記錄檢查數(shù)據(jù)，并完成爆破評(píng)測(cè)。

4 安全措施

由于靜態(tài)爆破技術(shù)高速公路石方開挖施工應(yīng)用過程實(shí)施較復(fù)雜、危險(xiǎn)性高，所以應(yīng)保證施工安全。精確測(cè)算爆破操作安全距離，設(shè)立警戒區(qū)域和專人警戒，密切監(jiān)視爆破區(qū)域，確保人員在安全區(qū)域。均勻布置炸藥，保證孔洞炸藥布置后的封堵長度，采取遮擋掩蓋措施防止碎石飛濺，加強(qiáng)爆破區(qū)域周邊建筑物的安全防護(hù)。裝藥時(shí)應(yīng)保證孔洞清潔，封堵孔洞密實(shí)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。科學(xué)設(shè)計(jì)起爆次序，結(jié)合利用微差爆破方法起爆。

針對(duì)炸藥的裝配、運(yùn)輸及應(yīng)用都應(yīng)嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成，保證操作的安全。針對(duì)再用高速公路石方開挖施工時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確掌握往來車輛數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇在車輛間隔空檔較長的時(shí)間起爆，及時(shí)處理起爆后的碎石等。爆破過程應(yīng)設(shè)計(jì)不同信號(hào)語言，根據(jù)信號(hào)語言安排靜態(tài)爆破操作。

5 結(jié)語

由于靜態(tài)爆破技術(shù)本身的高危險(xiǎn)性及工序復(fù)雜的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到高速公路石方開挖中應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工需求選擇最優(yōu)方法，進(jìn)行科學(xué)的實(shí)施布置與防護(hù)措施，根據(jù)靜態(tài)爆破施工工藝科學(xué)實(shí)施爆破操作，從而有效提升爆破施工效果，保障施工安全，提升高速公路石方開挖項(xiàng)目的施工質(zhì)量。