靜態劈裂技術在高速公路石方施工中的應用分析

蔣錦桂

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

關鍵詞：高速公路;靜態;石方;技術

中圖分類號：U412.36+6A160583

0 引言

隨著高速公路快速發展，爆破技術在石方開挖中的應用越來越廣泛，特別是大劑量的常規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周邊地區產生較大的擾動影響，如出現飛石滾落、石粉飛揚等危害因素。特別是在特殊路段、重點建筑物、臨近村莊、學校等區域無法采用常規爆破方法進行施工，因此，需要尋求一種擾動小、安全、環保、易于操作的爆破技術，以盡量減小對周邊地區的影響。本文以某高速公路臨近村莊的路基石方開挖為案例，介紹了靜態劈裂技術的施工要點，解決了施工擾動、安全、環保等問題，為同類環境下石方開挖施工提供參考。

1 工程概況

該施工作業點位于某高速公路№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。村民居住區距離路線紅線施工點較近，大部分水平距離僅有20～650 m左右;邊坡下方有一條村道，是與外界聯系的唯一路徑。

該距離明顯小于《爆破安全規程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。故只能采用劈裂機采用靜態破碎施工法進行土石方開挖施工。

2 方案比選

為解決常規爆破擾動大、飛石遠、揚塵大、噪音大等問題，從施工速度、成本、擾動、安全、環保等方面進行了分析比選，具體如表1所示。

從表1可知，方案一較另兩個方案更優，其具有施工速度快、成本低、經濟效益明顯、安全性高、環保性高、擾動性小等優點，對周邊環境、村民生活生產的影響小。因此，本路段施工選取方案一。

3 靜態劈裂技術施工要點分析

3.1 工藝原理

巖石外部抗壓強度高，從內往外抗拉強度極小。靜態劈裂技術就是根據巖石呈從內向外承受拉力脆性特點，利用楔塊原理，使楔塊在狹窄的孔中由內向外釋放巨大劈裂力，由泵站輸出的高壓油，驅動油缸，產生巨大推力，驅動楔塊組中的中間楔塊向前駛出，將反向楔塊向兩邊撐開，最終安全、快速地劈裂巖石。

3.2 工藝流程

靜態劈裂技術工藝流程為：準備工作、鉆孔、檢查孔深和垂直度、檢查、安裝劈裂機、劈裂施工、炮捶式挖掘機跟蹤破碎等步驟。具體見圖1。

3.3 劈裂機靜態爆破操作要點

3.3.1 施工前準備工作

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

（2）輔助機具：發電機、大型空壓機。

（3）施工設備：挖掘機、挖掘機（炮捶式），劈裂機（至少5槍），主要施工設備及儀器設備見表2。

3.3.2 鉆孔設備選擇和鉆孔

（1）鉆孔設備

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地群眾的正常生產和生活，因此，鉆孔設備機具應具有施工速度快、工效高、能連續不間斷作業的特點。選擇大型鉆孔機、大型空壓機等進行配套使用，進行不間斷流水作業，進一步提高工效，縮短工期。

（2）鉆孔

在鉆孔前，對石方路基巖石進行全面調查研究，認真分析，以最大凌空面為基準進行鉆孔布設，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，劈裂鉆孔時全面推進，提高劈裂工程量，確保施工進度可控。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節之一，直接決定劈裂縫施工的工效問題，要根據方案與檢測指標對成孔進行全面檢查與校核，重點對直徑、孔深等關鍵指標進行校核與檢查，對不符合要求的已鉆孔必須重新進行鉆孔。

3.3.3 劈裂機工作原理

劈裂機設備在劈裂施工中占據重要位置，直接影響著劈裂施工的推進，對劈裂機的選擇應重點考慮品牌、劈裂機槍頭質量等方面。

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

3.3.4 炮捶式挖掘機破碎

炮捶式挖掘機是劈裂施工順利推進的重要機具，能及時處理劈裂后的巖石，把巖石破碎分解成規定的尺寸，為施工填筑創造良好條件，同時也為下一步劈裂工作的開展提供良好的空間。

4 質量控制與安全保障措施

4.1 施工質量控制

施工階段的檢測項目包括邊坡坡度、平順度，外觀檢查等。檢驗方法及檢驗標準見表3。

4.2 劈裂機開挖石方質量控制

（1）單次劈裂石方數量控制：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量。

（2）鉆孔質量控制：使用劈裂機前，采用一個長>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破壞劈裂機的槍頭。

4.3 安全與環保措施

（1）實行安全生產責任制，落實安全教育制度，對進入工地的全體職工必須進行入場教育、上崗教育，定期進行安全意識教育、操作規程教育等。

（2）禁止人站在被劈裂物體的被劈裂一側。

（3）嚴格實行現場臨時用電管理?，F場施工配電箱要符合安全要求，要有防漏電裝置，工作人員要服從現場用電管理。

（4）加強安全防護措施。工作人員要嚴格佩戴安全帽、口罩，并做足安全措施，不得飲酒后進入施工現場。

（5）夏季高溫季節施工，應采取防暑降溫措施。

（6）根據施工特點編制安全操作的注意事項及具體安全文明施工管理措施。

（7）在施工現場做好粉塵、噪音等防范措施。

（8）安排專職人員進行文明施工及環保工作，檢查、監督、養成良好文明習慣。

5 結語

爆破技術的選擇對高速公路路基石方開挖的順利推進至關重要，對于一般路基石方可選擇常規炸藥爆破方法，但在臨近村莊、人口密集區、重要建筑物等對震動、沖擊、揚塵、安全等有特殊要求的路段或區域，需要選擇一種高效、安全、經濟、環保的爆破技術。本文以工程實例為研究對象，介紹了靜態劈裂技術施工要點與特點，解決了常規炸藥爆破施工產生的突出問題，具有安全、環保、成本低、簡單易操作、施工快速等優點，減少了對當地民眾正常生活、生產的影響，對特殊環境石方開挖有指導意義。

參考文獻：

[1]楊天武.靜態爆破技術在路基土石施工中的運用探索[J].建材與裝飾，2019（2）：222-223.

[2]吳佳文.靜態爆破在石質挖方中的應用[J].建筑技術開發，2019（8）：98-99.

[3]謝友廷.爆破作業項目管理中若干問題的探討[J].法制博覽，2018（19）：238-239.

[4]趙東海.跨高速公路連續梁舊橋拆除施工技術[J].鐵道建筑技術，2014（S1）：77-78.

收稿日期：2020-04-09