靜態爆破技術在工程建設中的應用

鮑傳齊 方志梅 遲 平 王 枚

安徽江南化工股份有限公司寧國分公司（242300）

現階段社會發展對工程建設的質量有了更高的需求。 在工程建設中，靜態爆破工藝借助了液壓力的強大作用， 對巖土結構內的堅硬部位進行爆破。 爆破可以提升一瞬間的液壓力，使堅硬石體分裂。 施工方積極對靜態爆破工藝進行研究，可以提升施工工藝的技術含量，實現經濟效益、社會效益的雙豐收。

1 靜態爆破概述

通常情況下，需要使用到爆破工藝的施工目標巖石，都具有抗壓強度高的特點。 但是這種巖石一般不會有很強的抗拉強度[1]。 而靜態的液壓爆破工藝， 就是利用了目標巖石抗拉強度低這一特點；其使用高壓油為能量源， 在液壓動力泵站的作用下，使超高壓油缸輸出巨大的推動力。 在推動力作用下，液壓頂向外伸出，使巖石在作用力下最終脹裂。靜態爆破能瞬間產生高達30 000 kN 的超高壓分裂力，在短短2 min 內即可讓堅硬的巖石分裂。 靜態爆破具有較高的精準性，可以保證目標巖石按計劃的方向分裂，從而實現脹裂破碎開挖[2]。

液壓巖石分裂機的工作原理：機器在電動機驅動下工作；油泵轉動后，可以從油箱中吸油并供油；液壓泵吸出的美孚液壓油首先在增壓棒的作用下增壓至10 MPa， 再通過增壓器的機械作用增壓至100 MPa；在達到100 MPa 的超高壓后，液壓油通過油管被傳輸至分裂棒內；分裂棒在液壓油的驅動下向既定方向輸出巨大的推動力； 在推動力的作用下，液壓頂向外伸出，使巖石最終脹裂。

2 靜態爆破在工程建設中的應用

2.1 施工技術

在液壓巖石分裂棒進入堅硬巖體之前，為了提升靜態爆破的最終效果，應提前使用鉆孔機在預定位置進行鉆孔施工。 為了提升機械施工效率，應使用直徑為18 cm 的分裂棒，設計孔間距應為1.5 m，孔深為1.3 m，鉆孔角度為35°。

2.2 測量定位

在對巖體進行鉆孔前，應先對預定鉆孔位置進行測量定位， 為后續鉆孔工作的準確性提供保障。因為每天靜態爆破的施工任務有所不同，所以要每天定時根據石方爆破鉆孔點位布置進行測量定位，并做好標記[3]。

2.3 鉆孔

使用2 臺225 型巖石鉆孔機同時進行鉆孔施工。 施工要按照鉆孔點位排列有序進行，需要分層破碎巖體，鉆孔深度為1.3 m，角度控制在35°。鉆孔施工中的石方支護邊坡范圍內石方開挖，需先從距離邊坡或支護樁 2 m 開始，先對第1 排鉆孔進行施工。 在距邊坡及支護樁2 m 的范圍內，當一層的巖石破碎成臨空面后，在邊坡區域參照角度的差異來完成鉆孔工藝；在支護樁區域，應在樁間進行鉆孔施工，鉆孔角度為90°。當破碎施工進行到最后1 層結構時，鉆孔的深度應依據石方厚度的實際情況來確定； 可以預留出300 mm 厚的巖層不進行靜態爆破，而是使用破碎錘、松土器并配合人工來破碎巖層[4]。

2.4 分離機巖體爆破

首先用鉆機將分裂棒吊起。 為了保證現場施工的安全性，在吊起分裂棒之前，必須對鋼絲繩的捆綁狀態進行細致的再檢查， 確保鋼絲繩系緊分裂棒。 在吊起、輸送過程中，如果分裂棒擺動幅度較大，需要工作人員進行處理[5]。 工作人員應做好施工防護工作，禁止施工人員在鉆孔機大臂半徑內停留。當分裂棒走到提前打好的鉆孔位置后，可以在工作人員的配合下，將分裂棒插入孔中。 其次，檢查分裂棒的進入狀態， 必須確保分裂棒的頂端頂到孔洞的底部。 隨后開啟液壓泵站，液壓頂向外伸出，巖石在作用力下最終脹裂。 最后，再次吊起分裂棒，進行細致的再檢查，確保鋼絲繩系緊分裂棒。 吊起后進行下一個巖土爆破的工作循環。 多次重復巖土分裂后，堅硬的巖土結構會出現大量裂縫，這時應將短臂松土器插入裂縫中，拖拽、分裂、翻起巖層。 使用破碎錘分解翻起的巖層，將碎裂的小石塊運離施工現場[6]。

3 靜態爆破效益分析

3.1 經濟效益

與傳統的膨脹爆破劑工藝相比，靜態爆破施工工藝具有鉆孔直徑大、鉆孔間隔大、裂縫更大的優勢，并且對小體積的堅硬石體也能起到較好的破碎效果。 靜態爆破設備對于工作環境的要求不高，不受雨水和溫度影響， 能夠實現不間斷重復作業，經濟價值較高。

在工程建設中應用靜態爆破施工工藝，與傳統爆破工藝、切割機施工工藝相比，在施工周期方面具有明顯的優勢，至少能縮短40 d 的施工時間，即使受到降水、高溫等極端天氣的影響，也能至少節約30 d 的施工時間； 能夠節省大量的機械費和人工費，在很小的成本投入下，推動靜態爆破施工的順利進行。 對既往工程建設應用靜態爆破工藝的案例進行分析，發現能夠節省數萬元的成本投入[7]。

3.2 社會效益

傳統的施工技術對人力的需求較大，也會產生一些空氣污染、噪聲污染。 而靜態爆破技術具有先進性特征，其應用中一般依賴機械化作業，對于人力、水電的需求不高，也不會產生非常大的噪聲污染、空氣污染，更無巖漿和強堿性危害，符合節約資源、保護環境的新生態發展理念。

4 結語

相較于傳統的爆破技術，靜態爆破技術在技術特點、經濟效益等方面均具有明顯的優勢。 施工企業使用靜態爆破技術，能夠極大地提高施工效率和質量，保證施工安全，并獲得良好的經濟效益。 靜態爆破施工不會產生大量的污染物質和噪聲，有利于保護周邊自然環境，提升工程的社會效益。