靜態(tài)劈裂技術(shù)在高速公路石方施工中的應(yīng)用分析

蔣錦桂

摘要：常規(guī)的爆破方法在高速公路路基石方開(kāi)挖施工中應(yīng)用非常廣泛，施工效率高、成本低，但對(duì)于一些臨近村莊、建筑物等防震要求高的路段不宜采用常規(guī)爆破施工工藝，因此，需要采取一些特殊工藝進(jìn)行石方開(kāi)挖，以解常規(guī)爆破帶來(lái)的震動(dòng)、飛石等破壞。文章以某高速公路某路段石方開(kāi)挖為案例，介紹了靜態(tài)劈裂技術(shù)的施工要點(diǎn)，解決了特殊路段常規(guī)爆破的安全問(wèn)題，為同類環(huán)境石方開(kāi)挖施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路;靜態(tài);石方;技術(shù)

中圖分類號(hào)：U412.36+6A160583

0 引言

隨著高速公路快速發(fā)展，爆破技術(shù)在石方開(kāi)挖中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是大劑量的常規(guī)爆破方法能迅速提升施工工效、降低成本，但該爆破方法常常對(duì)周邊地區(qū)產(chǎn)生較大的擾動(dòng)影響，如出現(xiàn)飛石滾落、石粉飛揚(yáng)等危害因素。特別是在特殊路段、重點(diǎn)建筑物、臨近村莊、學(xué)校等區(qū)域無(wú)法采用常規(guī)爆破方法進(jìn)行施工，因此，需要尋求一種擾動(dòng)小、安全、環(huán)保、易于操作的爆破技術(shù)，以盡量減小對(duì)周邊地區(qū)的影響。本文以某高速公路臨近村莊的路基石方開(kāi)挖為案例，介紹了靜態(tài)劈裂技術(shù)的施工要點(diǎn)，解決了施工擾動(dòng)、安全、環(huán)保等問(wèn)題，為同類環(huán)境下石方開(kāi)挖施工提供參考。

1 工程概況

該施工作業(yè)點(diǎn)位于某高速公路№1合同段K7+000～K7+420路段，邊坡坡度為1：0.75，為石方挖方路段，地形陡峭，坡腳征地紅線邊樁外坡腳處有民房等附著物，且不屬于拆遷范圍。村民居住區(qū)距離路線紅線施工點(diǎn)較近，大部分水平距離僅有20～650 m左右;邊坡下方有一條村道，是與外界聯(lián)系的唯一路徑。

該距離明顯小于《爆破安全規(guī)程GB 6722-2011》中界定的一般石方爆破（淺孔爆破）施工300 m的最低安全距離。故只能采用劈裂機(jī)采用靜態(tài)破碎施工法進(jìn)行土石方開(kāi)挖施工。

2 方案比選

為解決常規(guī)爆破擾動(dòng)大、飛石遠(yuǎn)、揚(yáng)塵大、噪音大等問(wèn)題，從施工速度、成本、擾動(dòng)、安全、環(huán)保等方面進(jìn)行了分析比選，具體如表1所示。

從表1可知，方案一較另兩個(gè)方案更優(yōu)，其具有施工速度快、成本低、經(jīng)濟(jì)效益明顯、安全性高、環(huán)保性高、擾動(dòng)性小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)周邊環(huán)境、村民生活生產(chǎn)的影響小。因此，本路段施工選取方案一。

3 靜態(tài)劈裂技術(shù)施工要點(diǎn)分析

3.1 工藝原理

巖石外部抗壓強(qiáng)度高，從內(nèi)往外抗拉強(qiáng)度極小。靜態(tài)劈裂技術(shù)就是根據(jù)巖石呈從內(nèi)向外承受拉力脆性特點(diǎn)，利用楔塊原理，使楔塊在狹窄的孔中由內(nèi)向外釋放巨大劈裂力，由泵站輸出的高壓油，驅(qū)動(dòng)油缸，產(chǎn)生巨大推力，驅(qū)動(dòng)楔塊組中的中間楔塊向前駛出，將反向楔塊向兩邊撐開(kāi)，最終安全、快速地劈裂巖石。

3.2 工藝流程

靜態(tài)劈裂技術(shù)工藝流程為：準(zhǔn)備工作、鉆孔、檢查孔深和垂直度、檢查、安裝劈裂機(jī)、劈裂施工、炮捶式挖掘機(jī)跟蹤破碎等步驟。具體見(jiàn)圖1。

3.3 劈裂機(jī)靜態(tài)爆破操作要點(diǎn)

3.3.1 施工前準(zhǔn)備工作

（1）清理表面：對(duì)路基表的土、雜物、縫隙植被與泥土等全部清理干凈，使石質(zhì)暴露在外，增大石質(zhì)的凌空面。

（2）輔助機(jī)具：發(fā)電機(jī)、大型空壓機(jī)。

（3）施工設(shè)備：挖掘機(jī)、挖掘機(jī)（炮捶式），劈裂機(jī)（至少5槍），主要施工設(shè)備及儀器設(shè)備見(jiàn)表2。

3.3.2 鉆孔設(shè)備選擇和鉆孔

（1）鉆孔設(shè)備

本路段臨近村莊，施工條件艱苦，施工周期在很大程度上影響了當(dāng)?shù)厝罕姷恼Ｉa(chǎn)和生活，因此，鉆孔設(shè)備機(jī)具應(yīng)具有施工速度快、工效高、能連續(xù)不間斷作業(yè)的特點(diǎn)。選擇大型鉆孔機(jī)、大型空壓機(jī)等進(jìn)行配套使用，進(jìn)行不間斷流水作業(yè)，進(jìn)一步提高工效，縮短工期。

（2）鉆孔

在鉆孔前，對(duì)石方路基巖石進(jìn)行全面調(diào)查研究，認(rèn)真分析，以最大凌空面為基準(zhǔn)進(jìn)行鉆孔布設(shè)，各斷面要鉆多孔，孔距離凌空面1 m左右，孔間距為1.2 m左右，劈裂鉆孔時(shí)全面推進(jìn)，提高劈裂工程量，確保施工進(jìn)度可控。布孔如圖2所示。

（3）鉆孔檢查

鉆孔檢查是劈裂施工的重要環(huán)節(jié)之一，直接決定劈裂縫施工的工效問(wèn)題，要根據(jù)方案與檢測(cè)指標(biāo)對(duì)成孔進(jìn)行全面檢查與校核，重點(diǎn)對(duì)直徑、孔深等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行校核與檢查，對(duì)不符合要求的已鉆孔必須重新進(jìn)行鉆孔。

3.3.3 劈裂機(jī)工作原理

劈裂機(jī)設(shè)備在劈裂施工中占據(jù)重要位置，直接影響著劈裂施工的推進(jìn)，對(duì)劈裂機(jī)的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮品牌、劈裂機(jī)槍頭質(zhì)量等方面。

把劈裂機(jī)的劈裂槍鍥塊組按需要的劈裂方向放入鉆好的孔內(nèi)，控制前進(jìn)檔位，鍥塊往前插入，巖石被劈裂。

3.3.4 炮捶式挖掘機(jī)破碎

炮捶式挖掘機(jī)是劈裂施工順利推進(jìn)的重要機(jī)具，能及時(shí)處理劈裂后的巖石，把巖石破碎分解成規(guī)定的尺寸，為施工填筑創(chuàng)造良好條件，同時(shí)也為下一步劈裂工作的開(kāi)展提供良好的空間。

4 質(zhì)量控制與安全保障措施

4.1 施工質(zhì)量控制

施工階段的檢測(cè)項(xiàng)目包括邊坡坡度、平順度，外觀檢查等。檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

4.2 劈裂機(jī)開(kāi)挖石方質(zhì)量控制

（1）單次劈裂石方數(shù)量控制：鉆孔位置盡量選擇凌空面比較大的位置和巖石分層斷面，能提高單次劈裂石方數(shù)量。

（2）鉆孔質(zhì)量控制：使用劈裂機(jī)前，采用一個(gè)長(zhǎng)>50 cm，直徑小于鉆孔孔徑的檢查棒，檢查孔的垂直度和深度，孔不夠深或者不垂直都會(huì)破壞劈裂機(jī)的槍頭。

4.3 安全與環(huán)保措施

（1）實(shí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，落實(shí)安全教育制度，對(duì)進(jìn)入工地的全體職工必須進(jìn)行入場(chǎng)教育、上崗教育，定期進(jìn)行安全意識(shí)教育、操作規(guī)程教育等。

（2）禁止人站在被劈裂物體的被劈裂一側(cè)。

（3）嚴(yán)格實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電管理?，F(xiàn)場(chǎng)施工配電箱要符合安全要求，要有防漏電裝置，工作人員要服從現(xiàn)場(chǎng)用電管理。

（4）加強(qiáng)安全防護(hù)措施。工作人員要嚴(yán)格佩戴安全帽、口罩，并做足安全措施，不得飲酒后進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（5）夏季高溫季節(jié)施工，應(yīng)采取防暑降溫措施。

（6）根據(jù)施工特點(diǎn)編制安全操作的注意事項(xiàng)及具體安全文明施工管理措施。

（7）在施工現(xiàn)場(chǎng)做好粉塵、噪音等防范措施。

（8）安排專職人員進(jìn)行文明施工及環(huán)保工作，檢查、監(jiān)督、養(yǎng)成良好文明習(xí)慣。

5 結(jié)語(yǔ)

爆破技術(shù)的選擇對(duì)高速公路路基石方開(kāi)挖的順利推進(jìn)至關(guān)重要，對(duì)于一般路基石方可選擇常規(guī)炸藥爆破方法，但在臨近村莊、人口密集區(qū)、重要建筑物等對(duì)震動(dòng)、沖擊、揚(yáng)塵、安全等有特殊要求的路段或區(qū)域，需要選擇一種高效、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的爆破技術(shù)。本文以工程實(shí)例為研究對(duì)象，介紹了靜態(tài)劈裂技術(shù)施工要點(diǎn)與特點(diǎn)，解決了常規(guī)炸藥爆破施工產(chǎn)生的突出問(wèn)題，具有安全、環(huán)保、成本低、簡(jiǎn)單易操作、施工快速等優(yōu)點(diǎn)，減少了對(duì)當(dāng)?shù)孛癖娬Ｉ睢⑸a(chǎn)的影響，對(duì)特殊環(huán)境石方開(kāi)挖有指導(dǎo)意義。

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收稿日期：2020-04-09