靜態(tài)爆破在高位自然邊坡的應(yīng)用

趙東生

(葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)工程公司，云南 昆明610042)

1 靜態(tài)爆破

1.1 靜態(tài)爆破的原理

靜態(tài)爆破是一種新型破碎巖石技術(shù)，也被稱為靜力破碎技術(shù)。靜態(tài)爆破主要依靠高效無聲破碎劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到破碎材料的效果，高效無聲破碎劑的主要成分為鋁、鈣、鐵、硅、鈦等氧化物，將以上氧化物混合磨細(xì)后依據(jù)一定比例混合，加入相關(guān)有機(jī)物，使氧化物之間發(fā)生膨脹反應(yīng)［1］。向氧化混合物內(nèi)加入水，制成漿體，灌入巖石孔內(nèi)，利用水化產(chǎn)生的膨脹壓力擠破巖石。

該方法的優(yōu)點(diǎn)在于不產(chǎn)生爆炸聲，不形成飛石、粉塵、振動，也不會產(chǎn)生爆炸破壞形成的有毒、有害氣體。靜態(tài)爆破對周邊環(huán)境的影響極小，爆破后巖體整體穩(wěn)定，適用于爆破點(diǎn)周邊具有建筑物的工程爆破或拆除。此外，靜態(tài)爆破技術(shù)的使用范圍也更加廣泛，0 ～45 ℃氣溫條件下均可使用高效靜態(tài)爆破劑進(jìn)行爆破;如果爆破環(huán)境的氣溫條件超出0 ～45 ℃，可采用相應(yīng)的輔助手段，確保靜態(tài)爆破順利施工［2］。

1.2 靜態(tài)爆破的參數(shù)

靜態(tài)爆破參數(shù)主要包括7 個關(guān)鍵參數(shù)，一是臨空面距離(抵抗線)。二是孔徑?？讖街苯佑绊憻o聲破碎效果，鉆孔過小不利于發(fā)揮最佳效果，孔徑過大容易發(fā)生沖孔;三是孔間距。四是孔排距。膨脹孔的孔排距受破碎體的自由臨空面距離影響，自由臨空面距離越小，孔排距越大;五是孔深。孔深需要依據(jù)石方與板低高差確定;六是破碎層次。要求依據(jù)巖石硬度等級及靜態(tài)爆破劑膨脹效果確破碎層高度和寬度，才能達(dá)到最佳的靜態(tài)爆破面。七是用藥量，用藥量需要幾何孔徑、孔深、高效靜態(tài)膨脹劑的密度、水灰比確定單孔藥量。

2 靜態(tài)爆破的應(yīng)用

2.1 高位自然邊坡工程概況

烏東德水電站左岸高位自然邊坡，邊坡高程1 050 ～1 800 m，為方便邊坡治理支護(hù)，需在上游A 區(qū)開挖修筑施工道路，開挖高程為1 260 ～1 350 m，擴(kuò)挖寬度2 ～3 m，下部高程1 100 ～910 m 已完成部分支護(hù)及建筑物。爆破區(qū)域巖石為微風(fēng)化或弱風(fēng)化中粗粒花崗巖，巖石硬度高、強(qiáng)度大，抗壓強(qiáng)度超過500 kPa，巖石節(jié)理不發(fā)育。由于高自然邊坡邊坡較陡，且下方已完成部分支護(hù)施工，部分建筑物已經(jīng)形成無法轉(zhuǎn)移搬遷，道路爆破后石渣會順邊坡滾落到下方，損壞下方已施工部位及建筑物。

2.2 靜態(tài)爆破施工

靜態(tài)爆破前，確定當(dāng)期氣溫、藥劑溫度、拌合水溫度、巖石溫度和容器穩(wěn)定是否符合爆破要求;準(zhǔn)備藥劑、拌合水、攪拌裝置、防護(hù)眼鏡、首套等物品，檢查爆破藥劑包是否破損。(1)布孔和鉆孔。鉆孔前，施工人員結(jié)合現(xiàn)場施工條件、靜態(tài)破碎方案實(shí)測各個孔位，相鄰孔位間距不得超過5 cm，測出孔位后標(biāo)記。使用3 m3移動空壓機(jī)配合YT－28 手持式風(fēng)鉆鉆孔，孔徑在39 ～41 mm 左右。控制鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求［3］。鉆孔后利用高壓吹風(fēng)設(shè)備清除孔內(nèi)余水和余渣，保證鉆孔周邊無石渣。(2)選擇膨脹劑。依據(jù)高效靜態(tài)膨脹劑的使用溫度條件，高效靜態(tài)膨脹劑分為三類，依據(jù)道路邊坡工程所屬區(qū)域，使用的膨脹劑，使用溫度范圍在10 ～35 ℃，8 h、24 h 和48 h 膨脹壓力分別不低于20、45、60 MPa。選擇膨脹劑后，將膨脹劑裝入桶內(nèi)進(jìn)行人工攪拌，膨脹機(jī)和水的重量比為0.32 ∶1。攪拌過程中，應(yīng)分若干次加入水和膨脹劑，使用人工攪拌(攪拌時需穿戴防護(hù)手套和眼睛)，將水和膨脹劑攪拌成具有流動性的漿體。加入水?dāng)嚢璧?灌注時間不得超過10 min。

3 靜態(tài)爆破效果

高效無聲靜態(tài)爆破成功的解決了道路邊坡開挖工作，邊坡周邊山體安全，邊坡下部的建筑物未發(fā)生損壞，也沒有影響下方支護(hù)的施工生產(chǎn)。施工過程需要做好以下幾點(diǎn)。

(1)鉆孔過程中，同排鉆孔深度需要保持同一高程，并符合設(shè)計(jì)高程，以免爆破后出現(xiàn)層次不齊問題。

(2)解決膨脹劑的問題，應(yīng)根據(jù)當(dāng)期氣溫條件選擇膨脹劑，保證膨脹破碎效果。

(3)灌注膨脹劑至巖石破碎期間，不可將面部直接面對鉆孔。

4 結(jié) 語

該道路邊坡開挖工程實(shí)踐證明，靜態(tài)爆破用于高位自然邊坡開挖工程可避免發(fā)生重大安全隱患，還能有效解決相關(guān)工程難題。

［1］張文斌，龍永平. 靜態(tài)爆破技術(shù)在臨近水庫大壩高邊坡開挖工程中的應(yīng)用［J］.湖南水利水電，2012，(1):17－19.

［2］唐勇.公路危巖靜態(tài)爆破應(yīng)用實(shí)例分析［J］.中國公路，2012，(23):122－123.

［3］張培輝.高速公路高邊坡靜態(tài)爆破施工［J］.建設(shè)科技，2009，(13):87.