靜態爆破技術在工程建設中的應用

劉星然

(廣西建工集團第一建筑工程有限責任公司)

靜態爆破技術在工程建設中的應用

劉星然

(廣西建工集團第一建筑工程有限責任公司)

靜態爆破是近年來發展起來的一種新型爆破施工技術，由于它可在無振動、無飛石、無噪音、無污染的條件下破碎或切割巖石或混凝土構筑物 ，極適合于城市建設中各類鋼筋混凝土基礎、建筑物的拆遷及改擴建，因而具有廣闊的發展前景。本文介紹了靜態爆破技術在工程建設中的應用施工技術，供類似工程作施工參考。

靜態爆破 鋼筋混凝土 破碎劑 膨脹壓力 養生

1．前言

隨著我國建設事業的發展以及老城的改造擴建，舊有建筑物拆除任務越來越多，拆除工程量越來越大，拆除的難度也越來越高。在這些拆除工程中，一般情況下，對鋼筋混凝土結構的舊建筑物和構筑物，施工人員可以選用爆破來完成拆除任務。說起爆破，人們很自然地就會想到它那巨大的破壞性，想到巨大沖擊波、滿天粉塵、飛石,這些對于遠離城市的郊區則沒有什么影響，而對于城市市區，巨大的沖擊波對周圍高大擁擠的建筑物會造成很大的安全隱患，飛石則危及街道上的行人人身安全,粉塵則給城市居民的生活帶來很大不便。而一些在市區內的舊建筑的拆除由于受爆破安全的限制而不允許使用爆破,而即使允許使用控制爆破,但由于各種各樣條件限制這也會給爆破也帶來很大的難度；另外像煉油廠及加油站等這些特殊防火環境也不允許使用爆破。那么對上述這些特殊環境下的構筑物拆除可采取靜態爆破（又稱靜態無聲爆破）施工技術，既達到省時、省力的良好效果，又有效地減少對周圍環境及構筑物的影響作用。

2．靜態破碎劑及靜態無聲爆破施工

2.1 靜態破碎劑

靜態破碎劑（又名無聲破碎劑，靜態爆破劑，破石劑等），是一種不使用炸藥就能使巖石、混凝土破裂的粉狀工程施工材料，它的主要成份是生石灰(即氧化鈣)，還含有一些按一定比例摻入的化合物催化劑。

2.2 靜態爆破原理

靜態無聲爆破是將破碎劑，用適量水調成流動狀漿體，直接裝入構筑物炮孔中，經水化反應后，產生巨大膨脹壓力而引起兩個方向的力，即徑向壓應力和切（環）向拉應力。隨著時間的增長產生的膨脹壓力作用而使孔壁上引起的拉應力大于混凝土或巖石的抗拉強度時，混凝土或巖石即被破碎而解體。

2.3 靜態爆破施工特點

2.3 .1 安全，易管理

靜態爆破劑為非爆炸危險品，施工時不需要雷管炸藥，無需辦理常規

炸藥爆破所需要的各種許可證，操作時不需要爆破等特殊工種。破碎劑非易燃、易爆危險品，它與其它普通貨物一樣可以購買、運輸、使用。

2.3 .2 環保材料

爆破無振動、無飛石、無毒氣、無粉塵，無噪聲，有效地減少對構筑的影響，特別在鬧市區能夠有效減少對周圍居民的干擾，是國際流行的無公害環保產品。

2.3 .3 施工簡單，易操作

施工時不需堵炮眼，不用雷管，不需專業人員操作，用水攪拌后灌入鉆孔中即可。

2.3 .4 使用方便

按破碎要求，設計適當的孔徑、孔距、角度，能夠達到“外科手術式”的分裂、切割巖石和混凝土。

3．施工程序

爆破結構調查→爆破設計→鉆孔→選擇破碎劑→充填灌注→養生→二次破碎→清理。

4．塔吊基礎爆破實例

某部隊禮堂塔吊基礎概況：塔吊基礎承臺混凝土強度等級為 C30，基礎承臺平面尺寸6250×6250mm，承臺厚度為1350mm。禮堂工程竣工后，塔吊基礎要拆除，附近為部隊加油站，為了安全起見，采用靜態爆破施工，經過靜態爆破填塞藥劑并養生24h后，塔吊基礎完全疏松達到破碎效果。

4.1 爆破設計

孔徑d：對鋼筋混凝土為35～50mm，本工程取孔徑為Φ50mm。（注：孔徑過大，水化熱大易出現噴出現象）

孔深L：對鋼筋混凝土結構取L=0.9H=0.9×1350＝1215 mm。

結構體計劃破碎高度H：本工程取H=1350 mm。

孔距a：一般對鋼筋混凝土取100～400mm，本工程取a＝10d =500 mm。

排距b：b=(0.6～0.9)a，取b=0.9a ＝450mm。

破碎體體積v：v＝6.252×1.35＝52.73 m3。

單位體積耗破碎劑量q：q＝20kg/m3

單位炮孔長度裝藥量：3.12kg/m

4.2 藥量計算

破碎劑總用藥量Q=v×q＝52.73×20＝1054.6kg

4.3 孔布置及爆破程序

塔吊基礎鋼筋混凝土承臺炮孔布置采用一個自由面方格形垂直布孔，（詳見炮孔布置圖），在砼澆筑時可按靜態爆破設計要求預埋Φ50PVC爆破孔，以減少爆破鉆孔的費用，方便施工。采取靠近鋼筋里層密集打孔，先將混凝土承臺上面保護層脹裂割鑿，露出鋼筋后，用氣割焊切割鋼筋，再用破碎劑破碎。對難于鉆垂直炮孔的部位，可鉆朝下的斜孔，并清潔孔內塵埃等雜物。

4．4 破碎劑的拌制、灌注、養生

4.4 .1 破碎劑拌制

SCA-Ⅱ型破碎劑一般水灰比為0.3～0.35，即每袋（重5kg）破碎劑，加水1.5～1.75kg，拌制時，先將定量破碎劑倒入塑料容器中，然后緩緩加入定量水，用手提式攪拌機或人工（戴橡膠手套）拌成具有流動性的漿體備用，要求拌勻，拌和時間不超過3分鐘。

4.4 .2 破碎劑灌注

對于垂直孔，可直接傾倒進去并搗實；并用快凝砂漿或泡沫塑料塞子迅速堵口，或用干稠的膠體搓成條狀塞入孔中用木棍搗實，或將膠體裝入塑料袋內，用木棍送入炮孔中（藥面高度應較孔口低2cm）。如采用分層破碎，當外排裝藥12h后，再裝填里排孔。

4.4 .3 養生

灌孔后不用覆蓋，裂縫出現后，可用水澆縫，以加速膨脹壓的發生和裂縫的擴大。在冬天灌孔后，要覆蓋保溫，或用電熱絲插入孔中通電加熱，以加速水化反應和裂縫的產生。填充破碎劑后，一般在10～24h產生裂縫，經20～30h后，即可用鋼釬撬松并清除碎碴。

4.5 施工注意事項

4.5 .1 要按實際的施工環境溫度選擇合適的破碎劑型號，不得錯用或隨意交換使用。

4.5 .2 裝破碎劑的容器，應避免雨水侵入，以防發生噴出或炸裂。

4.5 .3 破碎劑要放在干燥、通風良好的場所內，以防受潮變質，在干燥情況下，有效使用期為6個月。

4.5 .4 破碎劑要隨配隨用，一次不宜拌制過多，拌好的漿體應在10分鐘內用完。如流動度喪失，不得加水拌和使用。

4.5 .5 裝填炮孔須清洗干凈，裝藥前應檢查炮孔干濕程度，對吸水性強的干燥炮孔，應先以凈水濕潤孔壁，然后裝填，以免孔壁大量吸收漿體中的水分，影響水化作用和降低破碎效果。

4.5 .6 裝填炮孔時，操作人員要戴防護眼鏡，在灌漿到裂縫出現前，不得在近距離直視孔口，以防發生噴出傷人事故。

4.5 .7 破碎劑漿體稍有腐蝕性，施工完畢，應及時洗手和臉，以防堿性刺激皮膚。如藥液碰到皮膚或進入眼睛，要立即用水沖洗。

4.5 .8 靜態破碎劑的效力和初始開裂時間，除了與原料配合比有關外，還與施工水溫、水灰比、孔徑、孔距、鉆孔布置、灌漿時間和速度、鋼筋混凝土中配筋量、構件尺寸、操作人員的經驗等因素有關。

5．效益分析

靜態無聲爆破技術應用于工程拆除，施工比較安全，操作簡便，而且施工過程中具有無振動、無噪音、無煙無害、省時省力的特點，與常規的機械破碎施工費用相當。上述實例中，如果在塔吊基礎砼澆筑時預埋爆破孔，施工費用將大幅減少。在對于場地狹小機械破碎無法施工的環境中，減少對周圍構筑物的影響方面，選用靜態爆破技術進行拆除處理是項比較理想的選擇。

6．結束語

靜態爆破，解決了在某些特殊情況及特殊環境下不允許使用常規炸藥爆破來拆除的構筑物。靜態爆破這種新的爆破方法在某些特殊情況下與常規炸藥爆破相比更具有優越性。當然靜態爆破也有它的局限性，由于工人操作、環境等客觀因素，采用靜態爆破要使整個構筑物同時破碎則很難達到，這就要求我們施工技術人員在施工中針對不同的爆破對象，因地適宜，綜合考慮不同的環境、安全、工期要求，選用最適宜的爆破方法和爆破方案完成施工任務。

[1]譚毅;靜態破碎劑的應用技術研究[J];山西煤炭;2012年05期

[2]張振;郭偉;靜態爆破法在深圳地鐵施工中的應用[J];現代隧道技術;2012年02期

K928

B

1007–6344（2015）01–0249–02

裴寒蕊（1981.10），女 漢族 重慶永川人 重慶大學 碩士，講師，從事巖土工程勘察、設計、治理及檢測的研究