紧邻500kVA高压铁塔弱风化岩石路堑静态爆破开挖施工技术

单飞

摘 要：K24+000～K24+123路基處为弱风化凝灰岩石质高边坡挖方地段，由于紧邻天瓶5406线，天瓶线5405线500kVA高压铁塔且高压线横穿路基，常规的炸药爆破方案由于振动和飞石对高压铁塔和高压线造成影响的原因而无法实施，通过采用静态爆破开挖施工技术在保证电力设施安全的前提下解决了该段路基石质挖方的施工问题，并对静态爆破施工工艺及需要注意的问题进行了分析总结，为解决类似的工程施工问题具有一定的指导和借鉴意义。

关键词：静态爆破 弱风化石质路堑 紧邻高压电力设施 施工技术

中图分类号：U215.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（c）-0022-02

静态爆破是通过化学膨胀剂反应来对周围介质产生较为缓慢的压力作用，经过一段时间后达到最大值将介质破碎，而非传统意义的炸药爆破方法。由于K24+000～K24+123路基地质条件为弱风化凝灰岩石，紧邻500KVA高压铁塔且高压线横穿路基，采用传统的炸药爆破施工工艺无法实施，通过采用静态爆破的施工工艺，在保证电力设施安全的前提下解决了该段路基石质挖方的施工问题，本文对静态爆破施工工艺及需要注意的问题进行了分析总结，对类似工程施工问题的较好解决具有一定的借鉴意义。

1 K24+000～K24+123段路堑基本情况

1.1 该段路堑基本地质情况

K24+000～K24+123处设计为路基高边坡石质挖方地段，最大开挖高度12m，其基本地质情况为：

（1）表层1～1.5m范围内为粉质粘土。

（2）2.5～3m范围内为强、中风化凝灰岩，节理发育。

（3）3m以下为弱风化凝灰岩，岩体坚硬，且解理不发育，岩石完整性较好。

1.2 路堑与高压铁塔位置关系

天瓶5406线，天瓶线5405线500kVA的高压线穿越K24+000～K24+123高边坡路基范围；根据我部测量技术人员测量放样，其中天瓶5406线53号高压铁塔中心距离高边坡坡口线最近35.73m，天瓶5406线53号、54号高压铁塔之间及天瓶线5405线55号、56号高压铁塔之间的电缆线距离原地表最高点净高18.78m，距离成型路基平面净高32.625m。

2 该段路堑开挖方法基本思路

由于天瓶5406线53号高压铁塔中心距离该段路基高边坡坡口线最近35.73m；天瓶5406线53号、54号高压铁塔之间及天瓶线5405线55号、56号高压铁塔之间的电缆线距离原地表最高点净高18.78m。根据该段落的高边坡与高压线路的地理位置关系，采用常规的炸药露天爆破方案，炸药爆炸时所产生的地震波、冲击波必定对天瓶5406线53号高压铁塔造成影响，炸药爆炸时所产生的飞石必定对高压铁塔之间的电缆线造成损害，根据《电力设施保护条例实施细则》《电力法》及《电力设施保护条例》的相关条款的规定“任何单位和个人不得在距离电力设施周围500m范围内进行普通爆破作业”。

因此确定采取以下方案施工：

（1）表层1～1.5m范围内为粉质粘土层采用大型挖掘机直接挖出转运。

（2）2.5～3m范围内为强、中风化凝灰岩，节理较发育层采用破碎锤配合大型挖掘机进行破碎开挖、转运。

（3）3m以下为弱风化凝灰岩，岩体坚硬，且解理不发育，岩石完整性较好层，采用破碎锤施工效率极其低下，故采用静态爆破的方法进行石方开挖。

3 静态爆破基本原理及特点

静态破碎剂是一种利用非炸药爆破技术使混凝土、岩石破碎、开裂的工程施工材料。其主要化学成份是生石灰及化合物催化剂。其原理就是利用装在岩石或混凝土等坚硬物质的钻孔中的静态破碎剂加水后发生水化化学反应，产生体积大量膨胀，从而缓慢的将较大的膨胀压力施加给周围孔壁，经过一段时间后达到最大值，从而使物质破碎。它较为广泛的应用于混凝土、岩石等物质，在不允许采用炸药爆破技术的条件下的破碎。

静态爆破特点：

（1）使用安全，管理简单。静态爆破剂为非爆炸危险品，使用时不需要雷管、导爆索等炸药物品，不需要按照常规炸药爆破用品使用要求的使用许可证。操作时不需要爆破员等专业人员及专业运输设备等。

（2）适用于不允许炸药爆破环境条件。

4 K24+000～K24+123段路基高边坡弱风化凝灰岩静态爆破方案

4.1 静态爆破的施工

静态爆破基本施工工艺为：选择破碎剂→爆破体及现场的调查研究→爆破参数的设计→钻孔→炮孔装填破碎剂→养生→二次破碎清理。

4.1.1 静态破碎剂选择

根据我部前期调查，选定采用四川省珙县建洪化工厂生产的“超力牌”静态破碎剂，该产品外观总体为浅灰白色粉末，由多种结构无机化合物细微颗粒粉末混合组成。主要特点为：

（1）产生的膨胀力较大。膨胀力峰值可达到120MPa。

（2）反应时间短。最大膨胀力可调整到在10min左右。

（3）反应时间可以调节。根据现场实际情况，反应时间可以按照需求进行调节。

4.1.2 爆破炮眼设计

静态爆破技术需要待爆破体具有一个或多个临空面，炮眼的方向与临空面需要基本平行，同一断面的炮眼需保持在同一个平面。同时，临空面的数量直接关系到爆破的经济效益，临空面与单位静态爆破剂的破碎量成正比关系。

炮孔的横向、纵向间距与需爆破体的强度、硬度等参数有直接关系，具体参数见表1，表2。

4.1.3 钻孔

（1）炮眼孔径大小与岩石破碎的效果有较大关系，钻孔直径过大，容易造成冲孔，从而影响爆破效果；钻孔直径太小，不利于爆破剂作用的效力。建议使用直径在40mm左右的钻头进行钻孔施工。endprint

（2）钻孔里残留水分及岩渣等必须用高压风清理彻底。

（3）根据本项目的现场实际情况，需要爆破体的深度较深，静态爆破作业需采用分步、分层破碎的方法，钻孔深度选择在1～2m之间，爆破剂的装填深度为钻孔深度。

4.1.4 装药

（1）向下倾斜或者方向垂直的钻孔：将爆破剂与水进行混合搅拌，搅拌至半流体状态，实际的掺水量与颗粒的大小相关，掺水量控制约在20%～30%。完成搅拌后，立即倒入钻孔内，保证爆破剂的密实度。

（2）方向水平的钻孔：将爆破剂装入较炮眼孔径稍小的高强度纤维材质的纸袋内，用水浸泡湿润约40s，以不冒气泡为标准，将浸泡后的药卷逐条塞至炮孔内直至填满，填塞要确保填装的密实度，以免影响爆破效果，“分批浸泡，完全浸透，逐条填塞，分条密实”。

（3）为了提高爆破效果，可以在岩石开裂初期，向裂缝中加入水，支持爆破剂持续化学反应，加大膨胀力。

（4）采用“同步操作，少拌勤装”的方式操作。

（5）在填塞的过程中，对于开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内，具体表现为爆破剂已经开始出现起泡和温度急剧上升，严格控制操作时间，爆破剂加入拌合水（或者浸泡）到填塞完成应控制在5min以内。

4.2 爆破剂反应时间的控制

爆破剂的反应速度与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，温度越低，反应时间越慢。为了控制反应速度，确保操作时间，可以添加抑制剂，降低拌合水的温度。

4.3 操作安全措施及注意事项

（1）非施工人员不得进入施工现场。

（2）为了避免意外发生，防护眼镜必须配戴，施工操作人员未戴防护眼镜情况下进行爆破剂的相关作业操作属安全违章行为，必须予以注意。

（3）在爆破剂填塞到炮孔、岩石开始开裂之前，要注意面部与炮孔的距离，不得直接近距离面对。爆破剂塞填结束后，盖上麻袋等覆盖物，远离施工现场，在近距离观察裂隙发展情况时应佩戴好防护眼镜、安全帽等防护用品并注意安全。

（4）在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间，必须依照规定加入，严禁擅自加入其他任何化学物品。

（5）钻孔作业结束，孔壁温度非常高，不得立即进行爆破剂填塞工作，等待孔壁温度降温至正常情况，并清洗杂物后才能进行填塞爆破剂的施工作业。

5 结语

K24+000～K24+123段石质路堑开挖，通过采用静态爆破的施工工艺，在保证电力设施安全的前提下解决了该段路基石质挖方的施工问题，为解决类似的工程施工问题具有一定的指导和借鉴。

参考文献

[1] 张爱莉，姚刚.静态爆破的设计及应用[J].建筑技術， 2002，33（6）：420-422.

[2] 张宁.李志.静态破碎技术在坚硬岩质边坡开挖中的应用[J].中国水运，2009（4）：186-187.

[3] 曹纹龙，江雄辉.静态爆破技术在永宁高速公路中的应用[J].公路交通科技：应用技术版，2013（3）：344-346.endprint