静态劈裂技术在高速公路石方施工中的应用分析

蒋锦桂

摘要：常规的爆破方法在高速公路路基石方开挖施工中应用非常广泛，施工效率高、成本低，但对于一些临近村庄、建筑物等防震要求高的路段不宜采用常规爆破施工工艺，因此，需要采取一些特殊工艺进行石方开挖，以解常规爆破带来的震动、飞石等破坏。文章以某高速公路某路段石方开挖为案例，介绍了静态劈裂技术的施工要点，解决了特殊路段常规爆破的安全问题，为同类环境石方开挖施工提供借鉴。

关键词：高速公路;静态;石方;技术

中图分类号：U412.36+6A160583

0 引言

随着高速公路快速发展，爆破技术在石方开挖中的应用越来越广泛，特别是大剂量的常规爆破方法能迅速提升施工工效、降低成本，但该爆破方法常常对周边地区产生较大的扰动影响，如出现飞石滚落、石粉飞扬等危害因素。特别是在特殊路段、重点建筑物、临近村庄、学校等区域无法采用常规爆破方法进行施工，因此，需要寻求一种扰动小、安全、环保、易于操作的爆破技术，以尽量减小对周边地区的影响。本文以某高速公路临近村庄的路基石方开挖为案例，介绍了静态劈裂技术的施工要点，解决了施工扰动、安全、环保等问题，为同类环境下石方开挖施工提供参考。

1 工程概况

该施工作业点位于某高速公路№1合同段K7+000～K7+420路段，边坡坡度为1：0.75，为石方挖方路段，地形陡峭，坡脚征地红线边桩外坡脚处有民房等附着物，且不属于拆迁范围。村民居住区距离路线红线施工点较近，大部分水平距离仅有20～650 m左右;边坡下方有一条村道，是与外界联系的唯一路径。

该距离明显小于《爆破安全规程GB 6722-2011》中界定的一般石方爆破（浅孔爆破）施工300 m的最低安全距离。故只能采用劈裂机采用静态破碎施工法进行土石方开挖施工。

2 方案比选

为解决常规爆破扰动大、飞石远、扬尘大、噪音大等问题，从施工速度、成本、扰动、安全、环保等方面进行了分析比选，具体如表1所示。

从表1可知，方案一较另两个方案更优，其具有施工速度快、成本低、经济效益明显、安全性高、环保性高、扰动性小等优点，对周边环境、村民生活生产的影响小。因此，本路段施工选取方案一。

3 静态劈裂技术施工要点分析

3.1 工艺原理

岩石外部抗压强度高，从内往外抗拉强度极小。静态劈裂技术就是根据岩石呈从内向外承受拉力脆性特点，利用楔块原理，使楔块在狭窄的孔中由内向外释放巨大劈裂力，由泵站输出的高压油，驱动油缸，产生巨大推力，驱动楔块组中的中间楔块向前驶出，将反向楔块向两边撑开，最终安全、快速地劈裂岩石。

3.2 工艺流程

静态劈裂技术工艺流程为：准备工作、钻孔、检查孔深和垂直度、检查、安装劈裂机、劈裂施工、炮捶式挖掘机跟踪破碎等步骤。具体见图1。

3.3 劈裂机静态爆破操作要点

3.3.1 施工前准备工作

（1）清理表面：对路基表的土、杂物、缝隙植被与泥土等全部清理干净，使石质暴露在外，增大石质的凌空面。

（2）辅助机具：发电机、大型空压机。

（3）施工设备：挖掘机、挖掘机（炮捶式），劈裂机（至少5枪），主要施工设备及仪器设备见表2。

3.3.2 钻孔设备选择和钻孔

（1）钻孔设备

本路段临近村庄，施工条件艰苦，施工周期在很大程度上影响了当地群众的正常生产和生活，因此，钻孔设备机具应具有施工速度快、工效高、能连续不间断作业的特点。选择大型钻孔机、大型空压机等进行配套使用，进行不间断流水作业，进一步提高工效，缩短工期。

（2）钻孔

在钻孔前，对石方路基岩石进行全面调查研究，认真分析，以最大凌空面为基准进行钻孔布设，各断面要钻多孔，孔距离凌空面1 m左右，孔间距为1.2 m左右，劈裂钻孔时全面推进，提高劈裂工程量，确保施工进度可控。布孔如图2所示。

（3）钻孔检查

钻孔检查是劈裂施工的重要环节之一，直接决定劈裂缝施工的工效问题，要根据方案与检测指标对成孔进行全面检查与校核，重点对直径、孔深等关键指标进行校核与检查，对不符合要求的已钻孔必须重新进行钻孔。

3.3.3 劈裂机工作原理

劈裂机设备在劈裂施工中占据重要位置，直接影响着劈裂施工的推进，对劈裂机的选择应重点考虑品牌、劈裂机枪头质量等方面。

把劈裂机的劈裂枪锲块组按需要的劈裂方向放入钻好的孔内，控制前进档位，锲块往前插入，岩石被劈裂。

3.3.4 炮捶式挖掘机破碎

炮捶式挖掘机是劈裂施工顺利推进的重要机具，能及时处理劈裂后的岩石，把岩石破碎分解成规定的尺寸，为施工填筑创造良好条件，同时也为下一步劈裂工作的开展提供良好的空间。

4 质量控制与安全保障措施

4.1 施工质量控制

施工阶段的检测项目包括边坡坡度、平順度，外观检查等。检验方法及检验标准见表3。

4.2 劈裂机开挖石方质量控制

（1）单次劈裂石方数量控制：钻孔位置尽量选择凌空面比较大的位置和岩石分层断面，能提高单次劈裂石方数量。

（2）钻孔质量控制：使用劈裂机前，采用一个长>50 cm，直径小于钻孔孔径的检查棒，检查孔的垂直度和深度，孔不够深或者不垂直都会破坏劈裂机的枪头。

4.3 安全与环保措施

（1）实行安全生产责任制，落实安全教育制度，对进入工地的全体职工必须进行入场教育、上岗教育，定期进行安全意识教育、操作规程教育等。

（2）禁止人站在被劈裂物体的被劈裂一侧。

（3）严格实行现场临时用电管理。现场施工配电箱要符合安全要求，要有防漏电装置，工作人员要服从现场用电管理。

（4）加强安全防护措施。工作人员要严格佩戴安全帽、口罩，并做足安全措施，不得饮酒后进入施工现场。

（5）夏季高温季节施工，应采取防暑降温措施。

（6）根据施工特点编制安全操作的注意事项及具体安全文明施工管理措施。

（7）在施工现场做好粉尘、噪音等防范措施。

（8）安排专职人员进行文明施工及环保工作，检查、监督、养成良好文明习惯。

5 结语

爆破技术的选择对高速公路路基石方开挖的顺利推进至关重要，对于一般路基石方可选择常规炸药爆破方法，但在临近村庄、人口密集区、重要建筑物等对震动、冲击、扬尘、安全等有特殊要求的路段或区域，需要选择一种高效、安全、经济、环保的爆破技术。本文以工程实例为研究对象，介绍了静态劈裂技术施工要点与特点，解决了常规炸药爆破施工产生的突出问题，具有安全、环保、成本低、简单易操作、施工快速等优点，减少了对当地民众正常生活、生产的影响，对特殊环境石方开挖有指导意义。

参考文献：

[1]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.

[2]吴佳文.静态爆破在石质挖方中的应用[J].建筑技术开发，2019（8）：98-99.

[3]谢友廷.爆破作业项目管理中若干问题的探讨[J].法制博览，2018（19）：238-239.

[4]赵东海.跨高速公路连续梁旧桥拆除施工技术[J].铁道建筑技术，2014（S1）：77-78.

收稿日期：2020-04-09