緊鄰500kVA高壓鐵塔弱風(fēng)化巖石路塹靜態(tài)爆破開挖施工技術(shù)

單飛

摘 要：K24+000～K24+123路基處為弱風(fēng)化凝灰?guī)r石質(zhì)高邊坡挖方地段，由于緊鄰天瓶5406線，天瓶線5405線500kVA高壓鐵塔且高壓線橫穿路基，常規(guī)的炸藥爆破方案由于振動和飛石對高壓鐵塔和高壓線造成影響的原因而無法實(shí)施，通過采用靜態(tài)爆破開挖施工技術(shù)在保證電力設(shè)施安全的前提下解決了該段路基石質(zhì)挖方的施工問題，并對靜態(tài)爆破施工工藝及需要注意的問題進(jìn)行了分析總結(jié)，為解決類似的工程施工問題具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：靜態(tài)爆破 弱風(fēng)化石質(zhì)路塹 緊鄰高壓電力設(shè)施 施工技術(shù)

中圖分類號：U215.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0022-02

靜態(tài)爆破是通過化學(xué)膨脹劑反應(yīng)來對周圍介質(zhì)產(chǎn)生較為緩慢的壓力作用，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到最大值將介質(zhì)破碎，而非傳統(tǒng)意義的炸藥爆破方法。由于K24+000～K24+123路基地質(zhì)條件為弱風(fēng)化凝灰?guī)r石，緊鄰500KVA高壓鐵塔且高壓線橫穿路基，采用傳統(tǒng)的炸藥爆破施工工藝無法實(shí)施，通過采用靜態(tài)爆破的施工工藝，在保證電力設(shè)施安全的前提下解決了該段路基石質(zhì)挖方的施工問題，本文對靜態(tài)爆破施工工藝及需要注意的問題進(jìn)行了分析總結(jié)，對類似工程施工問題的較好解決具有一定的借鑒意義。

1 K24+000～K24+123段路塹基本情況

1.1 該段路塹基本地質(zhì)情況

K24+000～K24+123處設(shè)計(jì)為路基高邊坡石質(zhì)挖方地段，最大開挖高度12m，其基本地質(zhì)情況為：

（1）表層1～1.5m范圍內(nèi)為粉質(zhì)粘土。

（2）2.5～3m范圍內(nèi)為強(qiáng)、中風(fēng)化凝灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育。

（3）3m以下為弱風(fēng)化凝灰?guī)r，巖體堅(jiān)硬，且解理不發(fā)育，巖石完整性較好。

1.2 路塹與高壓鐵塔位置關(guān)系

天瓶5406線，天瓶線5405線500kVA的高壓線穿越K24+000～K24+123高邊坡路基范圍；根據(jù)我部測量技術(shù)人員測量放樣，其中天瓶5406線53號高壓鐵塔中心距離高邊坡坡口線最近35.73m，天瓶5406線53號、54號高壓鐵塔之間及天瓶線5405線55號、56號高壓鐵塔之間的電纜線距離原地表最高點(diǎn)凈高18.78m，距離成型路基平面凈高32.625m。

2 該段路塹開挖方法基本思路

由于天瓶5406線53號高壓鐵塔中心距離該段路基高邊坡坡口線最近35.73m；天瓶5406線53號、54號高壓鐵塔之間及天瓶線5405線55號、56號高壓鐵塔之間的電纜線距離原地表最高點(diǎn)凈高18.78m。根據(jù)該段落的高邊坡與高壓線路的地理位置關(guān)系，采用常規(guī)的炸藥露天爆破方案，炸藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生的地震波、沖擊波必定對天瓶5406線53號高壓鐵塔造成影響，炸藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生的飛石必定對高壓鐵塔之間的電纜線造成損害，根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》《電力法》及《電力設(shè)施保護(hù)條例》的相關(guān)條款的規(guī)定“任何單位和個(gè)人不得在距離電力設(shè)施周圍500m范圍內(nèi)進(jìn)行普通爆破作業(yè)”。

因此確定采取以下方案施工：

（1）表層1～1.5m范圍內(nèi)為粉質(zhì)粘土層采用大型挖掘機(jī)直接挖出轉(zhuǎn)運(yùn)。

（2）2.5～3m范圍內(nèi)為強(qiáng)、中風(fēng)化凝灰?guī)r，節(jié)理較發(fā)育層采用破碎錘配合大型挖掘機(jī)進(jìn)行破碎開挖、轉(zhuǎn)運(yùn)。

（3）3m以下為弱風(fēng)化凝灰?guī)r，巖體堅(jiān)硬，且解理不發(fā)育，巖石完整性較好層，采用破碎錘施工效率極其低下，故采用靜態(tài)爆破的方法進(jìn)行石方開挖。

3 靜態(tài)爆破基本原理及特點(diǎn)

靜態(tài)破碎劑是一種利用非炸藥爆破技術(shù)使混凝土、巖石破碎、開裂的工程施工材料。其主要化學(xué)成份是生石灰及化合物催化劑。其原理就是利用裝在巖石或混凝土等堅(jiān)硬物質(zhì)的鉆孔中的靜態(tài)破碎劑加水后發(fā)生水化化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生體積大量膨脹，從而緩慢的將較大的膨脹壓力施加給周圍孔壁，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到最大值，從而使物質(zhì)破碎。它較為廣泛的應(yīng)用于混凝土、巖石等物質(zhì)，在不允許采用炸藥爆破技術(shù)的條件下的破碎。

靜態(tài)爆破特點(diǎn)：

（1）使用安全，管理簡單。靜態(tài)爆破劑為非爆炸危險(xiǎn)品，使用時(shí)不需要雷管、導(dǎo)爆索等炸藥物品，不需要按照常規(guī)炸藥爆破用品使用要求的使用許可證。操作時(shí)不需要爆破員等專業(yè)人員及專業(yè)運(yùn)輸設(shè)備等。

（2）適用于不允許炸藥爆破環(huán)境條件。

4 K24+000～K24+123段路基高邊坡弱風(fēng)化凝灰?guī)r靜態(tài)爆破方案

4.1 靜態(tài)爆破的施工

靜態(tài)爆破基本施工工藝為：選擇破碎劑→爆破體及現(xiàn)場的調(diào)查研究→爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)→鉆孔→炮孔裝填破碎劑→養(yǎng)生→二次破碎清理。

4.1.1 靜態(tài)破碎劑選擇

根據(jù)我部前期調(diào)查，選定采用四川省珙縣建洪化工廠生產(chǎn)的“超力牌”靜態(tài)破碎劑，該產(chǎn)品外觀總體為淺灰白色粉末，由多種結(jié)構(gòu)無機(jī)化合物細(xì)微顆粒粉末混合組成。主要特點(diǎn)為：

（1）產(chǎn)生的膨脹力較大。膨脹力峰值可達(dá)到120MPa。

（2）反應(yīng)時(shí)間短。最大膨脹力可調(diào)整到在10min左右。

（3）反應(yīng)時(shí)間可以調(diào)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，反應(yīng)時(shí)間可以按照需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.1.2 爆破炮眼設(shè)計(jì)

靜態(tài)爆破技術(shù)需要待爆破體具有一個(gè)或多個(gè)臨空面，炮眼的方向與臨空面需要基本平行，同一斷面的炮眼需保持在同一個(gè)平面。同時(shí)，臨空面的數(shù)量直接關(guān)系到爆破的經(jīng)濟(jì)效益，臨空面與單位靜態(tài)爆破劑的破碎量成正比關(guān)系。

炮孔的橫向、縱向間距與需爆破體的強(qiáng)度、硬度等參數(shù)有直接關(guān)系，具體參數(shù)見表1，表2。

4.1.3 鉆孔

（1）炮眼孔徑大小與巖石破碎的效果有較大關(guān)系，鉆孔直徑過大，容易造成沖孔，從而影響爆破效果；鉆孔直徑太小，不利于爆破劑作用的效力。建議使用直徑在40mm左右的鉆頭進(jìn)行鉆孔施工。endprint

（2）鉆孔里殘留水分及巖渣等必須用高壓風(fēng)清理徹底。

（3）根據(jù)本項(xiàng)目的現(xiàn)場實(shí)際情況，需要爆破體的深度較深，靜態(tài)爆破作業(yè)需采用分步、分層破碎的方法，鉆孔深度選擇在1～2m之間，爆破劑的裝填深度為鉆孔深度。

4.1.4 裝藥

（1）向下傾斜或者方向垂直的鉆孔：將爆破劑與水進(jìn)行混合攪拌，攪拌至半流體狀態(tài)，實(shí)際的摻水量與顆粒的大小相關(guān)，摻水量控制約在20%～30%。完成攪拌后，立即倒入鉆孔內(nèi)，保證爆破劑的密實(shí)度。

（2）方向水平的鉆孔：將爆破劑裝入較炮眼孔徑稍小的高強(qiáng)度纖維材質(zhì)的紙袋內(nèi)，用水浸泡濕潤約40s，以不冒氣泡為標(biāo)準(zhǔn)，將浸泡后的藥卷逐條塞至炮孔內(nèi)直至填滿，填塞要確保填裝的密實(shí)度，以免影響爆破效果，“分批浸泡，完全浸透，逐條填塞，分條密實(shí)”。

（3）為了提高爆破效果，可以在巖石開裂初期，向裂縫中加入水，支持爆破劑持續(xù)化學(xué)反應(yīng)，加大膨脹力。

（4）采用“同步操作，少拌勤裝”的方式操作。

（5）在填塞的過程中，對于開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的藥劑不允許裝入孔內(nèi)，具體表現(xiàn)為爆破劑已經(jīng)開始出現(xiàn)起泡和溫度急劇上升，嚴(yán)格控制操作時(shí)間，爆破劑加入拌合水（或者浸泡）到填塞完成應(yīng)控制在5min以內(nèi)。

4.2 爆破劑反應(yīng)時(shí)間的控制

爆破劑的反應(yīng)速度與溫度有直接的關(guān)系，溫度越高，反應(yīng)時(shí)間越快，溫度越低，反應(yīng)時(shí)間越慢。為了控制反應(yīng)速度，確保操作時(shí)間，可以添加抑制劑，降低拌合水的溫度。

4.3 操作安全措施及注意事項(xiàng)

（1）非施工人員不得進(jìn)入施工現(xiàn)場。

（2）為了避免意外發(fā)生，防護(hù)眼鏡必須配戴，施工操作人員未戴防護(hù)眼鏡情況下進(jìn)行爆破劑的相關(guān)作業(yè)操作屬安全違章行為，必須予以注意。

（3）在爆破劑填塞到炮孔、巖石開始開裂之前，要注意面部與炮孔的距離，不得直接近距離面對。爆破劑塞填結(jié)束后，蓋上麻袋等覆蓋物，遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場，在近距離觀察裂隙發(fā)展情況時(shí)應(yīng)佩戴好防護(hù)眼鏡、安全帽等防護(hù)用品并注意安全。

（4）在破碎工程施工中需要改變和控制反應(yīng)時(shí)間，必須依照規(guī)定加入，嚴(yán)禁擅自加入其他任何化學(xué)物品。

（5）鉆孔作業(yè)結(jié)束，孔壁溫度非常高，不得立即進(jìn)行爆破劑填塞工作，等待孔壁溫度降溫至正常情況，并清洗雜物后才能進(jìn)行填塞爆破劑的施工作業(yè)。

5 結(jié)語

K24+000～K24+123段石質(zhì)路塹開挖，通過采用靜態(tài)爆破的施工工藝，在保證電力設(shè)施安全的前提下解決了該段路基石質(zhì)挖方的施工問題，為解決類似的工程施工問題具有一定的指導(dǎo)和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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