鄰近高壓線巖質邊坡靜態爆破施工技術

摘要：高速公路建設中，由于臨近高壓線、建筑物等特殊環境，常常采用靜態爆破代替常規炸藥爆破。結合關花大道工程實際，詳細介紹了臨近高壓線巖質邊坡靜態爆破施工技術的應用，并分析總結靜態爆破的施工工藝和質量控制措施。實踐證明，采用靜態爆破不僅能保證既有建筑物的安全，還可降低施工風險，減少人工刷坡工作量。

關鍵詞：臨近高壓線;巖質;路基邊坡;靜態爆破

0" "引言

對巖質邊坡進行開挖施工，有時會受到場地的限制或者炸藥的管控，某些特殊工況境則嚴禁使用原始的爆破施工技術。鑒于采用傳統破碎機械開挖效率太低，為了保證既有建筑物在開挖過程中的安全，有效提高作業效率，常常選擇靜態爆破進行破碎。選擇靜態爆破進行破碎，需要在爆破的位置先行鉆孔，然后在孔內放入靜態爆破劑，靜置一段時間，使孔內靜態爆破劑的發生化學作用，引起物理體積膨脹，以此來支撐和破裂待爆物體。

1" "工程概況

關花大道道路工程設計等級為城市主干路，設計速度60km/h，一標段起止里程K0+015.902～K15+300，主線長度15.284km。K5+820～K6+540段最大開挖深度59.2m，開挖石方80萬m3。高挖方路段附近分布眾多民房，距離爆破點非常近（直線距離約25m）。X470縣道在此高挖方路段分布220m10kV高壓線（距10kV高壓線桿直線距離約25m），通信光纜沿線路走向分布，在K5+810處有一座500kV發八甲高壓線塔（距500KV高壓線塔直線距離約50m）。上述工況給該路段的挖方施工帶來較大難度。

2" "總體施工方案

根據現場調查可知，該段為石質挖方段，石質大多為普堅石，強度較高。由于臨近高壓線及民房，線路500m范圍內嚴禁爆破作業[1]。通過與地方多個行政部門溝通，決定選用靜態爆破的方式開挖。先利用靜態膨脹劑發生化學作用使巖石開裂，再采用機械破碎錘，以將對500kV高壓線塔、10kV高壓線桿、居民房的影響減至最小。

3" "靜態爆破技術

3.1" "工藝流程

靜態爆破工藝流程如圖1所示。

3.2" "施工準備

先用液壓破碎錘沿山坡修建一條4m寬的施工便道至山頂，并根據開口線的位置鑿出寬度大于5m的一個階梯式作業平臺。在靠近臨空面的山腳下填筑約300m2的裝料平臺，如圖2所示。巖石破碎后，分多次將其拋擲到裝載平臺上，再運至施工現場填平路基[2]。挖掘機應沿施工便道，挖除邊坡坡面上的雜草，如發現松動石塊危及施工安全，應立即采取措施進行處理。

3.3" "設計布眼

鉆孔前應至少有一個確定的臨空面，鉆孔方向盡量與臨空面平行[3]。孔間距30cm，按平排炮孔布置，排距約40cm，如圖3所示。布眼必須采取逐排作業，嚴禁多排同時作業[4]。根據現場石方情況確定鉆孔深度，以1.2～2m為宜。孔距與排距布置參照表1。

3.4" "鉆孔

鉆孔直徑直接影響破碎效果，直徑過大，易沖孔[5];反之，不利于藥劑充分發揮效力。根據以往施工經驗，采用Φ40mm的鉆孔。

3.4.1" "鉆孔孔位

鉆孔盡可能按照爆破設計的炮孔間距和排距進行。由于地質、地形等因素的影響，在實際鉆孔過程中，對無法完全準確地按設計位置進行鉆孔時，應左右、前后移動。為控制孔位精度，將鉆孔位置誤差控制在±20cm。不能輕易取消爆破孔，否則不僅爆破效果差，還會產生根坎，對下一層的鉆爆作業非常不利[6]。

3.4.2" "鉆孔角度

為了控制爆破飛石，提高爆破效果，有時會將炮孔設計成斜孔[7]。鉆孔作業時，尤其是同一排炮孔應按設計角度鉆斜孔，傾角誤差應小于±1.5°。

3.4.3" "鉆孔深度

無論是分層爆破還是一次性爆破，鉆孔深度都非常關鍵。如果鉆孔深度不夠，無法達到設計深度，會使下一層的鉆爆作業非常困難。因此，必須嚴格控制鉆孔深度，一般誤差不大于±10cm。對于個別堵孔、卡孔，可用炮棍搗通或用高壓風管吹通，否則應重新補孔。

3.4.4" "鉆孔數量

為了減少放炮時對周圍的干擾，應盡可能減少爆破次數，一般一次爆破的炮孔數為20～30個。

3.5" "靜態破碎劑和添加劑的選擇

靜態破碎劑須在現場進行樣板段實驗，評估其操作性及安全性后，提交監理人和業主審查和批準。結合工程所在地區的水文氣象條件，在滿足施工進度條件情況下，盡量選取高效I型破碎劑（其反應速度快，膨脹壓高）。膨脹劑需要存放于干燥處，嚴防潮濕，單獨存放時嚴禁混放。不同型號的破碎劑不能混摻使用。

通過現場實驗，綜合確定靜態破碎劑型號和添加劑劑量的參數。需根據現場巖石的性質，確定巖石破碎所需要的膨脹壓力。同時結合現場溫度情況，選取適合現場巖石破碎和溫度環境的破碎劑型號。

3.6" "裝藥

靜態破碎劑用藥量原則上要填滿空孔，具體用藥量要根據孔的總長度計算，并隨孔直徑和孔間距而變化[8]。可參考表2選擇單位孔長的裝藥量。破碎劑的總用量Q可按式（1）計算：

Q=V·q" " " " " " " " " " " " " " " " （1）

式中：V為破碎體體積（m3），q為單位體積消耗破碎劑量（kg/m3）。

針對向下傾斜的眼孔，根據顆粒大小，向藥劑中加水，質量比約22%～32%[9]。將其混合成液態（糊狀），立即倒入孔中，并確保其處于緊實狀態。用藥卷填充鉆孔時，按照要求逐個捅實[10]。粗顆粒的水灰比0.22～0.25、不加破碎劑的細粉水灰比為32%時，靜態破碎劑的流動性較好。

針對水平方向的眼孔，采用比鉆孔直徑略小的高強長纖維紙袋裝入藥劑。計算一個操作循環需要的藥卷數量，將藥卷放入盆中用清水將其完全浸泡。當藥卷在30～50s內完全濕潤且不再冒泡時，取出藥卷，從孔底逐個裝入眼孔并捅緊，依次密實地裝填至孔口。按照“集中浸泡、充分浸泡、逐條裝入、分別捅實”的要點操作完成后[11]，用灰漿泵壓入拌和后藥劑，距孔口處預留5cm用黃泥封堵，以確保水性藥劑不流出[12]。

一般裝藥后約3～5h巖石開裂，裂泡寬度約2～3cm。在巖石開始開裂時向裂縫加水，促使藥劑的連續、完全反應，可獲得最佳施工效果。

3.7" "封孔

為了提高施工速度，破碎劑采用高效I型破碎劑。為了防止破碎劑在反應過程中噴孔，采用開縫鋼管楔入孔內進行封孔。從現場情況來看，封孔后沒有發生破碎劑噴孔問題。

3.8" "石料的二次解小及拋甩

巖石膨脹開裂后采用破碎錘對巖石進行二次解小，解小的巖石粒徑應小于50cm，且不宜超過路基填筑厚度的2/3。粒徑小于15cm的可用作路床底面以下40cm范圍內填料。巖石解小后，由挖掘機自階梯式作業每級平臺上向外側拋甩一次，然后多次拋甩至裝料平臺，如圖4所示。采用挖掘機配合裝載自卸車，裝運至現場進行路基填筑。

4" "結論

本文結合關花大道工程實際，詳細介紹了臨近高壓線巖質邊坡靜態爆破施工技術的應用，并分析總結靜態爆破的施工工藝和質量控制措施。在邊坡附近存在對爆破施工敏感的既有建（構）筑物，采用靜態爆破降低了爆破振動對臨近建筑物的影響，不產生爆破聲響、飛石、粉塵和震動，有效地降低了施工風險，保證了臨近高壓線和建筑物的安全，取得較好的經濟和社會效益。

參考文獻

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