簡(jiǎn)述工程爆破新技術(shù)—靜力爆破

潘小龍

摘要：靜力爆破技術(shù)其實(shí)質(zhì)是在巖體上鉆孔，在鉆孔中灌裝靜力爆破劑，依靠其膨脹力使巖石產(chǎn)生裂隙或裂縫，從而達(dá)到破碎的目的，可在無(wú)振動(dòng)、無(wú)飛石，無(wú)噪音、無(wú)污染的條件下破碎或切割巖石或混凝土構(gòu)筑物。

關(guān)鍵詞：靜力爆破 鉆孔 膨脹力 巖石 破碎

0 引言

說(shuō)起爆破，人們很自然地就會(huì)想到它那巨大的破壞性，想到巨大沖擊波、滿天粉塵、飛石，這些對(duì)于遠(yuǎn)離城市的郊區(qū)則沒(méi)有什么影響，而對(duì)于城市市區(qū)，巨大的沖擊波對(duì)周圍高大擁擠的建筑物會(huì)造成很大的安全隱患，飛石則危及街道上的行人人身安全，粉塵則給城市居民的生活帶來(lái)很大不便。早在二十世紀(jì)八十年代日本就研制出了一種靜力破碎劑，它完全能夠解決這個(gè)長(zhǎng)期困擾我們的問(wèn)題，這就是靜力爆破技術(shù)。這種靜力爆破技術(shù)擬用于珠海市板樟山森林公園隧道南危險(xiǎn)邊坡治理工程（主要是對(duì)板樟山公園南面山腰和盤(pán)山公路兩側(cè)危險(xiǎn)邊坡的危石、浮石和孤石進(jìn)行靜力爆破）和珠海市斗門(mén)區(qū)新青水質(zhì)凈化廠管網(wǎng)配套一期工程（主要是對(duì)管線溝槽開(kāi)挖中遇見(jiàn)石方進(jìn)行靜力爆破）等工程，這為工程爆破提供了新的途徑。

1 工作原理

靜力破碎是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的破碎或切割巖石和混凝土的方法，亦稱為靜態(tài)迫裂或靜態(tài)破碎技術(shù)，其主要原理是利用裝在介質(zhì)鉆孔中的靜力破碎劑（英文名：High Rang Soundless Cracking Agent,簡(jiǎn)稱HSCA）加水后發(fā)生水化反應(yīng)，使破碎劑晶體變形，產(chǎn)生體積膨脹，從而緩慢的、靜靜地將膨脹壓力（可達(dá)30Mpa—50Mpa）施加給孔壁，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到最大值，將介質(zhì)破碎。

靜力破碎劑是這種新型技術(shù)的核心，它是一種非燃、非爆、無(wú)毒物品，是一種含有鋁、鎂、鈣、鐵、氧、硅、磷、鈦等元素的具有高膨脹性能的粉狀無(wú)機(jī)材料（習(xí)慣也稱之為：靜態(tài)破碎劑、靜態(tài)爆破劑、脹裂劑、靜裂劑，膨脹劑，破碎劑，爆破劑，無(wú)聲炸藥、破石劑、裂石劑等）。它主要是經(jīng)回轉(zhuǎn)窯煅燒,以生石灰（氧化鈣）為主體,加入適量外加劑共同磨粉制成，宜在-5℃-35℃范圍內(nèi)使用，超出此溫度范圍，應(yīng)采取輔助措施。它可廣泛應(yīng)用于混凝土構(gòu)筑物的無(wú)聲破碎與拆除及巖石開(kāi)采，解決了爆破工程施工中遇到不允許使用炸藥爆破而又必須將混凝土或巖石破碎的難題，是國(guó)際上流行的新型、環(huán)保、非爆炸施工材料。

2 特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的爆破相比，靜力爆破具有以下特點(diǎn)：

2.1 安全，易管理。靜力爆破劑為非爆炸危險(xiǎn)品，施工時(shí)不需要雷管炸藥，無(wú)需辦理常規(guī)炸藥爆破所需要的各種許可證。操作時(shí)不需要爆破等特殊工種。破碎劑與其它普通貨物一樣可以購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)輸、使用。

2.2 環(huán)保材料。使用中無(wú)聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)飛石、無(wú)毒氣、無(wú)粉塵，是國(guó)際流行的無(wú)公害環(huán)保產(chǎn)品。

2.3 施工簡(jiǎn)單，易操作。用水?dāng)嚢韬蠊嗳脬@孔中即可。

2.4 使用方便。按破碎要求，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目讖?、孔距、角度，能夠達(dá)到“外科手術(shù)式”的分裂、切割巖石和混凝土。針對(duì)開(kāi)采巖石可提高石材成材率3-4倍。

2.5 在不適于炸藥爆破環(huán)境條件下，更顯其超眾的優(yōu)越性。最新卷型破碎劑，適用環(huán)境溫度范圍更廣(－5℃到40℃)，使用更方便，效力更大。

3 適用范圍

3.1 城市建筑、大型設(shè)備混凝土拆除，建筑、園林、裝修、市政、公路、水利、電力、通信、鐵路等工程需要“靜力爆破法”破碎施工的工程。

3.2 不充許或不適宜使用炸藥爆破和機(jī)械破碎施工的條件下，需要拆除的混凝土工程和巖石松動(dòng)工程。如禁止出

現(xiàn)燃點(diǎn)、明火和高溫的儲(chǔ)油罐、儲(chǔ)氣罐、油氣管線、炸藥庫(kù)、危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)、軍火庫(kù)旁的破碎拆除施工。

3.3 不充許或不適宜出現(xiàn)的飛石的鐵路復(fù)線、高壓輸電線、通訊光纜旁施工、機(jī)關(guān)學(xué)校、公共場(chǎng)所及密集民宅旁的施工。

3.4 不容許或不適宜出現(xiàn)強(qiáng)烈震動(dòng)的破碎施工，如建筑物保留拆除、邊坡險(xiǎn)情處理、文物搶救保護(hù)工程、既有管線周圍的地下工程。

3.5 不容許或不宜出現(xiàn)巨大聲響或噪音的破碎施工。如城市深夜的破碎施工。

3.6 貴重巖石的石料開(kāi)采及切割。

3.7 欠挖處理及開(kāi)挖和支護(hù)要求同時(shí)進(jìn)行的邊坡處理工程。

4 施工流程

靜力破碎的施工過(guò)程非常簡(jiǎn)單:對(duì)被破碎介質(zhì)，經(jīng)過(guò)合理的破碎設(shè)計(jì)（孔徑、孔距等的確定）及鉆孔，將粉狀破碎劑用適量水調(diào)成流動(dòng)狀漿體，直接注入鉆孔中。半小時(shí)或數(shù)小時(shí)（主要由水灰比來(lái)確定）后，介質(zhì)(巖石的拉伸強(qiáng)度為5-10Mpa或混凝土的拉伸強(qiáng)度為2-6Mpa）自行脹裂、破碎。這一過(guò)程可通過(guò)以下流程圖表示,由圖可見(jiàn)，施工過(guò)程簡(jiǎn)潔明了。

施工前的準(zhǔn)備→設(shè)計(jì)布孔→測(cè)量定位→鉆孔→裝藥→藥劑反應(yīng)、清渣→進(jìn)入下個(gè)循環(huán)

5 操作要點(diǎn)

5.1 破碎前應(yīng)對(duì)建筑物或構(gòu)筑物的構(gòu)造、性質(zhì)、作業(yè)環(huán)境、工程量、破碎程度、工期要求、氣候條件、配置鋼筋規(guī)格及布筋等情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查；對(duì)巖石破碎需要了解巖石性質(zhì)、節(jié)理、走向及地下水情況。鉆孔參數(shù)、鉆孔分部和破碎順序則需要根據(jù)破碎對(duì)象的實(shí)際情況（材質(zhì)種類、鋼筋配置情況、巖石性狀、破碎或切割快度等）確定。

5.2 布眼前首先要確定至少有一個(gè)以上的臨空面，鉆孔方向要盡可能做到與臨空面平行，臨空面越多，單位破石量越大，經(jīng)濟(jì)效益也更高。切割巖石時(shí)同一排鉆孔應(yīng)盡可能保持在一個(gè)平面上?？拙嗯c排距的大小與巖石硬度、混凝土強(qiáng)度及布筋有直接關(guān)系，硬度越大、混凝土強(qiáng)度越高、布筋密鋼筋粗時(shí)，孔距與排距越小，反之則大。

5.3 鉆孔直徑與破碎效果有直接關(guān)系，鉆孔過(guò)小，不利于藥劑充分發(fā)揮效力；鉆孔太大，空口難以堵塞?？變?nèi)的余水應(yīng)用高壓風(fēng)吹洗干凈，孔旁應(yīng)干凈無(wú)土石渣。

5.4 孤立的巖石（或混凝土塊）鉆孔深度為目標(biāo)破碎體80%-90%，礦山荒料開(kāi)采鉆孔深度可達(dá)6m左右，大體積需要分步破碎的巖石（或混凝土塊），鉆孔深度可根據(jù)施工要求選擇，一般在1-2m左右。裝藥深度為孔深的100%。

6 安全措施

6.1 靜力破碎時(shí)，發(fā)生異常情況，必須停止作業(yè)。查清原因并采取相應(yīng)措施確保安全后，方可繼續(xù)施工。

6.2 采用具有腐蝕性的靜力爆破劑作業(yè)時(shí)，灌漿人員必須帶防護(hù)手套和防護(hù)眼鏡?？變?nèi)注入破碎劑后，作業(yè)人員應(yīng)保持安全距離，嚴(yán)禁在注孔區(qū)域行走。在相鄰兩孔之間，嚴(yán)禁鉆入或灌入破碎劑同時(shí)施工。

6.3 在藥劑灌入鉆孔到巖石或混凝土開(kāi)裂前，不可將面部直接近距離面對(duì)已裝藥的鉆孔。藥劑灌裝完成后，蓋上麻袋或棕墊，遠(yuǎn)離裝灌點(diǎn)。觀察裂隙發(fā)展情況時(shí)應(yīng)更加小心。此外，施工現(xiàn)場(chǎng)專門(mén)備好清水和毛巾，沖孔時(shí)如藥劑漸入眼內(nèi)或皮膚上，應(yīng)立即用清水沖洗。情況嚴(yán)重者應(yīng)立即送醫(yī)院治療。

6.4 在破碎施工中需要改變和控制反應(yīng)時(shí)間，必須按照規(guī)定加入抑制劑和促發(fā)劑，并按要求進(jìn)行配置使用，嚴(yán)禁擅自加入其它任何化學(xué)物品。

6.5 剛鉆孔完或沖孔完的孔，孔壁溫度較高，應(yīng)確定溫度正常符合要求并清洗干凈后才能繼續(xù)裝藥。

6.6 破碎劑的運(yùn)輸和存放應(yīng)防潮，開(kāi)封后立即使用。如一次未使用完畢，應(yīng)立即扎緊袋口，需要時(shí)開(kāi)封。破碎劑嚴(yán)禁與其他材料混放。

7 環(huán)保措施

7.1 在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)按市政污水排放要求做好深沉池，施工用的污水經(jīng)沉淀合格后方可排入相關(guān)市政管道。

7.2 已發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的藥劑不得放回藥劑瓶，也不允許隨地丟棄。為防止土壤污染及其他構(gòu)筑物被腐蝕，要采取未反應(yīng)完成的藥劑放在容器內(nèi)，待化學(xué)反應(yīng)充分完成后，隨棄渣一起外運(yùn)。

8 結(jié)語(yǔ)

靜力爆破這種新的爆破方法在某些特殊情況下與常規(guī)炸藥爆破相比更具有優(yōu)越性，它既保證了安全要求，又縮短了施工工期，極大地降低了工程施工成本。當(dāng)然靜力爆破也有它的局限性，由于工人操作、環(huán)境等客觀因素，采用靜力爆破要使整個(gè)構(gòu)筑物同時(shí)破碎則很難達(dá)到，而這種情況則更適宜采用使用炸藥的控制爆破技術(shù)，它瞬間即可完成拆除任務(wù)。因此對(duì)拆除工程來(lái)說(shuō)，靜力爆破則更適宜對(duì)單個(gè)大體積混凝土構(gòu)筑物進(jìn)行破碎，像大體積混凝土基礎(chǔ)、地下室等。這就要求我們施工技術(shù)人員在施工中針對(duì)不同的爆破對(duì)象，不同的環(huán)境、安全、工期要求，選用最適宜的爆破方法和爆破方案完成施工任務(wù)。

靜力爆破的建安造價(jià)要比控制爆破或普通爆破的建安造價(jià)高8-10倍，這在爆破方案比選時(shí)應(yīng)較好地注重技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的原則。

參考文獻(xiàn)：

[1]深圳市市政工程總公司.靜力爆破施工工法（SZJXGF31-2008）.