緊鄰500kVA高壓鐵塔弱風化巖石路塹靜態爆破開挖施工技術

單飛

摘 要：K24+000～K24+123路基處為弱風化凝灰巖石質高邊坡挖方地段，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施，通過采用靜態爆破開挖施工技術在保證電力設施安全的前提下解決了該段路基石質挖方的施工問題，并對靜態爆破施工工藝及需要注意的問題進行了分析總結，為解決類似的工程施工問題具有一定的指導和借鑒意義。

關鍵詞：靜態爆破 弱風化石質路塹 緊鄰高壓電力設施 施工技術

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

靜態爆破是通過化學膨脹劑反應來對周圍介質產生較為緩慢的壓力作用，經過一段時間后達到最大值將介質破碎，而非傳統意義的炸藥爆破方法。由于K24+000～K24+123路基地質條件為弱風化凝灰巖石，緊鄰500KVA高壓鐵塔且高壓線橫穿路基，采用傳統的炸藥爆破施工工藝無法實施，通過采用靜態爆破的施工工藝，在保證電力設施安全的前提下解決了該段路基石質挖方的施工問題，本文對靜態爆破施工工藝及需要注意的問題進行了分析總結，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 該段路塹基本地質情況

K24+000～K24+123處設計為路基高邊坡石質挖方地段，最大開挖高度12m，其基本地質情況為：

（1）表層1～1.5m范圍內為粉質粘土。

（2）2.5～3m范圍內為強、中風化凝灰巖，節理發育。

（3）3m以下為弱風化凝灰巖，巖體堅硬，且解理不發育，巖石完整性較好。

1.2 路塹與高壓鐵塔位置關系

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；根據我部測量技術人員測量放樣，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凈高18.78m。根據該段落的高邊坡與高壓線路的地理位置關系，采用常規的炸藥露天爆破方案，炸藥爆炸時所產生的地震波、沖擊波必定對天瓶5406線53號高壓鐵塔造成影響，炸藥爆炸時所產生的飛石必定對高壓鐵塔之間的電纜線造成損害，根據《電力設施保護條例實施細則》《電力法》及《電力設施保護條例》的相關條款的規定“任何單位和個人不得在距離電力設施周圍500m范圍內進行普通爆破作業”。

因此確定采取以下方案施工：

（1）表層1～1.5m范圍內為粉質粘土層采用大型挖掘機直接挖出轉運。

（2）2.5～3m范圍內為強、中風化凝灰巖，節理較發育層采用破碎錘配合大型挖掘機進行破碎開挖、轉運。

（3）3m以下為弱風化凝灰巖，巖體堅硬，且解理不發育，巖石完整性較好層，采用破碎錘施工效率極其低下，故采用靜態爆破的方法進行石方開挖。

3 靜態爆破基本原理及特點

靜態破碎劑是一種利用非炸藥爆破技術使混凝土、巖石破碎、開裂的工程施工材料。其主要化學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硬物質的鉆孔中的靜態破碎劑加水后發生水化化學反應，產生體積大量膨脹，從而緩慢的將較大的膨脹壓力施加給周圍孔壁，經過一段時間后達到最大值，從而使物質破碎。它較為廣泛的應用于混凝土、巖石等物質，在不允許采用炸藥爆破技術的條件下的破碎。

靜態爆破特點：

（1）使用安全，管理簡單。靜態爆破劑為非爆炸危險品，使用時不需要雷管、導爆索等炸藥物品，不需要按照常規炸藥爆破用品使用要求的使用許可證。操作時不需要爆破員等專業人員及專業運輸設備等。

（2）適用于不允許炸藥爆破環境條件。

4 K24+000～K24+123段路基高邊坡弱風化凝灰巖靜態爆破方案

4.1 靜態爆破的施工

靜態爆破基本施工工藝為：選擇破碎劑→爆破體及現場的調查研究→爆破參數的設計→鉆孔→炮孔裝填破碎劑→養生→二次破碎清理。

4.1.1 靜態破碎劑選擇

根據我部前期調查，選定采用四川省珙縣建洪化工廠生產的“超力牌”靜態破碎劑，該產品外觀總體為淺灰白色粉末，由多種結構無機化合物細微顆粒粉末混合組成。主要特點為：

（1）產生的膨脹力較大。膨脹力峰值可達到120MPa。

（2）反應時間短。最大膨脹力可調整到在10min左右。

（3）反應時間可以調節。根據現場實際情況，反應時間可以按照需求進行調節。

4.1.2 爆破炮眼設計

靜態爆破技術需要待爆破體具有一個或多個臨空面，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平面。同時，臨空面的數量直接關系到爆破的經濟效益，臨空面與單位靜態爆破劑的破碎量成正比關系。

炮孔的橫向、縱向間距與需爆破體的強度、硬度等參數有直接關系，具體參數見表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左右的鉆頭進行鉆孔施工。endprint

（2）鉆孔里殘留水分及巖渣等必須用高壓風清理徹底。

（3）根據本項目的現場實際情況，需要爆破體的深度較深，靜態爆破作業需采用分步、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：將爆破劑與水進行混合攪拌，攪拌至半流體狀態，實際的摻水量與顆粒的大小相關，摻水量控制約在20%～30%。完成攪拌后，立即倒入鉆孔內，保證爆破劑的密實度。

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

（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，支持爆破劑持續化學反應，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，對于開始發生化學反應的藥劑不允許裝入孔內，具體表現為爆破劑已經開始出現起泡和溫度急劇上升，嚴格控制操作時間，爆破劑加入拌合水（或者浸泡）到填塞完成應控制在5min以內。

4.2 爆破劑反應時間的控制

爆破劑的反應速度與溫度有直接的關系，溫度越高，反應時間越快，溫度越低，反應時間越慢。為了控制反應速度，確保操作時間，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

（1）非施工人員不得進入施工現場。

（2）為了避免意外發生，防護眼鏡必須配戴，施工操作人員未戴防護眼鏡情況下進行爆破劑的相關作業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。爆破劑塞填結束后，蓋上麻袋等覆蓋物，遠離施工現場，在近距離觀察裂隙發展情況時應佩戴好防護眼鏡、安全帽等防護用品并注意安全。

（4）在破碎工程施工中需要改變和控制反應時間，必須依照規定加入，嚴禁擅自加入其他任何化學物品。

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

5 結語

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

參考文獻

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[2] 張寧.李志.靜態破碎技術在堅硬巖質邊坡開挖中的應用[J].中國水運，2009（4）：186-187.

[3] 曹紋龍，江雄輝.靜態爆破技術在永寧高速公路中的應用[J].公路交通科技：應用技術版，2013（3）：344-346.endprint