靜態爆破在高位自然邊坡的應用

趙東生

(葛洲壩集團三峽建設工程公司，云南 昆明610042)

1 靜態爆破

1.1 靜態爆破的原理

靜態爆破是一種新型破碎巖石技術，也被稱為靜力破碎技術。靜態爆破主要依靠高效無聲破碎劑發生化學反應達到破碎材料的效果，高效無聲破碎劑的主要成分為鋁、鈣、鐵、硅、鈦等氧化物，將以上氧化物混合磨細后依據一定比例混合，加入相關有機物，使氧化物之間發生膨脹反應［1］。向氧化混合物內加入水，制成漿體，灌入巖石孔內，利用水化產生的膨脹壓力擠破巖石。

該方法的優點在于不產生爆炸聲，不形成飛石、粉塵、振動，也不會產生爆炸破壞形成的有毒、有害氣體。靜態爆破對周邊環境的影響極小，爆破后巖體整體穩定，適用于爆破點周邊具有建筑物的工程爆破或拆除。此外，靜態爆破技術的使用范圍也更加廣泛，0 ～45 ℃氣溫條件下均可使用高效靜態爆破劑進行爆破;如果爆破環境的氣溫條件超出0 ～45 ℃，可采用相應的輔助手段，確保靜態爆破順利施工［2］。

1.2 靜態爆破的參數

靜態爆破參數主要包括7 個關鍵參數，一是臨空面距離(抵抗線)。二是孔徑。孔徑直接影響無聲破碎效果，鉆孔過小不利于發揮最佳效果，孔徑過大容易發生沖孔;三是孔間距。四是孔排距。膨脹孔的孔排距受破碎體的自由臨空面距離影響，自由臨空面距離越小，孔排距越大;五是孔深。孔深需要依據石方與板低高差確定;六是破碎層次。要求依據巖石硬度等級及靜態爆破劑膨脹效果確破碎層高度和寬度，才能達到最佳的靜態爆破面。七是用藥量，用藥量需要幾何孔徑、孔深、高效靜態膨脹劑的密度、水灰比確定單孔藥量。

2 靜態爆破的應用

2.1 高位自然邊坡工程概況

烏東德水電站左岸高位自然邊坡，邊坡高程1 050 ～1 800 m，為方便邊坡治理支護，需在上游A 區開挖修筑施工道路，開挖高程為1 260 ～1 350 m，擴挖寬度2 ～3 m，下部高程1 100 ～910 m 已完成部分支護及建筑物。爆破區域巖石為微風化或弱風化中粗粒花崗巖，巖石硬度高、強度大，抗壓強度超過500 kPa，巖石節理不發育。由于高自然邊坡邊坡較陡，且下方已完成部分支護施工，部分建筑物已經形成無法轉移搬遷，道路爆破后石渣會順邊坡滾落到下方，損壞下方已施工部位及建筑物。

2.2 靜態爆破施工

靜態爆破前，確定當期氣溫、藥劑溫度、拌合水溫度、巖石溫度和容器穩定是否符合爆破要求;準備藥劑、拌合水、攪拌裝置、防護眼鏡、首套等物品，檢查爆破藥劑包是否破損。(1)布孔和鉆孔。鉆孔前，施工人員結合現場施工條件、靜態破碎方案實測各個孔位，相鄰孔位間距不得超過5 cm，測出孔位后標記。使用3 m3移動空壓機配合YT－28 手持式風鉆鉆孔，孔徑在39 ～41 mm 左右。控制鉆孔深度達到設計要求［3］。鉆孔后利用高壓吹風設備清除孔內余水和余渣，保證鉆孔周邊無石渣。(2)選擇膨脹劑。依據高效靜態膨脹劑的使用溫度條件，高效靜態膨脹劑分為三類，依據道路邊坡工程所屬區域，使用的膨脹劑，使用溫度范圍在10 ～35 ℃，8 h、24 h 和48 h 膨脹壓力分別不低于20、45、60 MPa。選擇膨脹劑后，將膨脹劑裝入桶內進行人工攪拌，膨脹機和水的重量比為0.32 ∶1。攪拌過程中，應分若干次加入水和膨脹劑，使用人工攪拌(攪拌時需穿戴防護手套和眼睛)，將水和膨脹劑攪拌成具有流動性的漿體。加入水攪拌到 灌注時間不得超過10 min。

3 靜態爆破效果

高效無聲靜態爆破成功的解決了道路邊坡開挖工作，邊坡周邊山體安全，邊坡下部的建筑物未發生損壞，也沒有影響下方支護的施工生產。施工過程需要做好以下幾點。

(1)鉆孔過程中，同排鉆孔深度需要保持同一高程，并符合設計高程，以免爆破后出現層次不齊問題。

(2)解決膨脹劑的問題，應根據當期氣溫條件選擇膨脹劑，保證膨脹破碎效果。

(3)灌注膨脹劑至巖石破碎期間，不可將面部直接面對鉆孔。

4 結 語

該道路邊坡開挖工程實踐證明，靜態爆破用于高位自然邊坡開挖工程可避免發生重大安全隱患，還能有效解決相關工程難題。

［1］張文斌，龍永平. 靜態爆破技術在臨近水庫大壩高邊坡開挖工程中的應用［J］.湖南水利水電，2012，(1):17－19.

［2］唐勇.公路危巖靜態爆破應用實例分析［J］.中國公路，2012，(23):122－123.

［3］張培輝.高速公路高邊坡靜態爆破施工［J］.建設科技，2009，(13):87.