路堑边坡石方静态爆破施工技术

周平安

中铁十局集团第三工程有限公司

摘要:随着我国城乡基础设施建设不断发展，邻近既有建筑设施的改扩建工程项目越来越多，传统的爆破施工技术爆破声音大，容易扰民，因此，需要探讨一种新的路堑边坡石方静态爆破施工技术，以满足现场需要。实验结果表明，设计的路堑边坡石方静态爆破施工技术满足现有的施工需求，采集到的施工分贝值远低于传统爆破施工技术的分贝值，因此具有一定的实施价值。

关键词：路堑边坡；静态爆破；施工技术；

中图分类号:U416.1文献标识码:A

0引言

随着我国城乡基础设施建设不断发展，邻近既有建筑设施的改扩建工程项目越来越多，尤其是路堑边坡土石方爆破工程，必须减少对既有建筑设施和居民生活的干扰，因此在这种情况下，兴起一种新的爆破技术，由于其爆破时分贝会比传统爆破声音小，因此被称为静态爆破技术，这种技术最早是由日本的相关科学家研究提出，该技术在日本被称为静态膨胀技术，主要是选取静态破碎剂，来进行爆破。在提出相关概念后^[1]，在二十世纪七八十年代，我国也开始进行研究，最早研究的破碎剂起源武汉建材学院，被称为JC系列，其主要成分包含大量的氧化钙，氧化钙在化学反应过程中体积急剧增大，放出大量的热，反应区压强逐渐增高，产生爆破现象。该破碎剂在使用过程中噪音非常小，且没有污染，因此在当时非常有应用的价值。

但是随着科技的发展，这种静态爆破技术也出现一定的问题，主要原因在于爆破的范围，传统的静态爆破方法的爆破范围有限^[2]，且不能满足比较高的要求，本文通过实例，探讨一种合理高效且对周边设施影响小的静态爆破方法。

1. 路堑边坡石方静态爆破施工技术设计

   1. 设计静态爆破施工网孔参数

静爆参数一般根据当地气候、岩石地质情况进行破碎剂选择和参数拟定，通过试爆逐步修正，以达到最佳孔径、孔深、孔距和装药量。本文设计的炮孔孔径选取适中大小42cm，孔径过小，不利于药剂充分发挥效力，孔径太大，易冲孔，且影响破碎效果。在进行总体规划时需要将孔排距按照标准化设计，以保证爆破的效果。考虑到成本的问题，孔数尽可能地减少，药剂灌入量也随之减少，但与此同时为保证效率，需要增大排放值，但是易产生破碎效果较差的问题。由于在施工前，需要进行所在地区地形和土壤组成成分的调查^[3]，然后根据调查制定出最优排距值方案。本文实例当地气温处于10~30℃之间，选用破碎剂型号SCA-Ⅱ，根据设计地质资料，结合破碎剂性能指标，拟定数组静爆参数，通过试爆观察效果，最终确定施工参数。

1. 2. 布置爆破炮孔

根据拟定的静爆参数，现场放样布置炮眼。钻孔方向尽可能与临空面平行，静爆开挖过程中，炮眼需要逐步调整至与设计边坡面平行，最终到达设计边坡位置。成孔后，用高压风清除余水和余渣，孔口旁应干净无土石渣。施工时，采用“由上到下，分层破碎”的施工方式，方便工人操作。爆破的石量根据爆破时选择的孔距和排距决定，其随着施工地区的土壤现状和石头分布统一判断，平行设置是整个施工最重要的部分，岩体与钻孔保持平行是切割时爆破平面是否处在正常范围的重要指标^[4]。

孔底附近的爆破效果好，由于钻孔需要精密设置，因此在钻孔时必须考虑某些初始值获得预定的爆破深度^[5]，设计的方案孔深度应经过数次静爆试爆后，视效果而进行修正。

1. 3. 装入静态爆破施工破碎剂

破碎剂配药时，水与药剂的重量之比一般为0.30~0.32比1，搅拌时应将药剂慢慢倒入已经配兑好的水中，并不停地搅拌成流质状态（糊状），迅速倒入孔内并确保药剂在孔内处于密实状态。倒入和搅拌的速度要快，从药剂加入水中至灌入钻孔结束的时间应控制在5-10分钟以内。填充深度为孔深度的94%，用粘土密封，并且每个孔用包裹在袋子中的黄沙覆盖，以防止爆破材料伤害人。岩石刚破裂后，可将水添加到裂缝中以支持助剂的持久反应并获得更好的结果。操作员的协调与合作非常重要，需要使用多个团队。每个组由一个主手和一个副手组成。配置破碎药剂时主手负责取药和混合药物，副手在混合过程中加水。填充时，主手填充爆破孔，副手负责确保药物灌入。完成后，在麻袋中用黄沙覆盖孔，每个团队采用“同步操作，减少混合和频繁安装”的方法。

1. 4. 填塞静态爆破施工炮孔及测声仪安装

静态爆破施工炮孔的填塞需要满足严格的条件，即根据不同的施工重新规划堵孔器，采用合适的堵孔器后进行相关的检查，第一步是检查施工爆破室内的保险栓状态，根据该状态对击针的弹簧进行压缩，压缩后将设计的装置按照规范插入到炮孔周围，以保证炮孔的密实度，然后进行炮孔周围部件的清理，直到炮孔的口部彻底被遮挡住。最后需要基于弹簧的反作用力将保险栓拔出，观察弹簧在该状态的张力，记录击针的分贝值然后完成整个炮孔的填塞。

1. 5. 进行爆破后养护

爆破后的养护首先是炮孔问题，在温度比较高的夏天或者中午时间段，静态破碎剂发生破碎反应膨胀时很有可能因为温度超标而产生高于承受能力的压强，导致冲孔受到压力而破碎，反之，在冬天或者凌晨温度较低的时候，由于外界温度过低，压强不足，很有可能影响反应速率，导致施工爆破延后，因此需要进行及时的养护^[6]。

2. 实例

2.1.工程概况

闽侯县道112线公路提级改造工程K0+160～K0+250段、K0+930～K1+210段路堑石方开挖，邻近既有房屋和公路，设计采用静态裂解施工方案开挖石方。该段位于低丘陵斜坡上，下伏基岩为熔岩胶结结构，主要矿物成分多为石英、长石、云母等，属于坚硬岩石，坚固性系数f=8。

2.2. 施工流程

采用本文设计的路堑边坡石方静态爆破施工技术进行爆破施工，具体的施工流程如图1所示。

图1 施工流程

施工前，现场选定四段20米长、5米宽左右的边坡岩体，作为试爆区。每组静爆完成后，记录静爆效果，作为指导施工的依据，同时对产生的噪声进行了相关测量。

2.3. 检测山体施工噪音

采用本文设计的方法进行路堑边坡石方静态爆破施工，采集7处施工时的噪音，与采用传统爆破施工方法（文献[2]方法）的噪音进行对比，结果如表1所示。

表1 噪音检测结果

由表1可知，本文设计的方法在施工时产生的爆破噪音远低于传统的爆破施工方法，因此符合施工的要求。

2.4.确定静爆参数

表2 拟定参数静爆观测结果

由表2可以看出，对于本例，在岩质和孔径同等条件下，孔深较深，孔距、排距较小时，岩石静爆效果相对较好，破裂面较连续整齐，岩石破碎块大小相对均匀易于挖装，边坡面平整度和坡率便于控制，当气温相对较高时，药剂作用时间相对较短，爆破速率快，但要注意做好防止冲孔措施，故选定第4组参数进行施工。

结束语

综上所述，本文基于目前路堑边坡石方静态爆破施工技术的问题，根据现有的施工水平进行路堑边坡石方静态爆破施工技术设计，设计选取无声破碎剂，可以成功解决传统爆破技术由于声音大，造成的扰民甚至破坏地面和其他结构的问题，经过实例分析，可知本文设计的方法在施工时产生的爆破噪音远低于传统的方法，实际爆破效率高，便于路堑开挖作业，符合施工的要求，具有一定的实施价值。

参考文献

[1].乐国成.复杂环境下大方量静力爆破施工技术研究及应用[J].安徽建筑,2021,28(2):50-51.

[2].姚捷.高速公路石方开挖中的静态爆破技术要点[J].工程建设与设计,2021(1):158-159+163.

[3].王有祥.复合式扇体变形山体抗滑桩静态爆破施工技术[J].建筑技术开发,2019,46(18):109-110.

[4].朴占华.紧邻商业区城市深基坑静态爆破技术应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(8):205-207.

[5].韩伟.紧邻站场新建隧道口高边坡无扰动开挖施工技术[J].价值工程,2019,38(17):105-107.

[6].杨天武.静态爆破技术在路基土石施工中的运用探索[J].建材与装饰,2019(2):222-223.