静态爆破在高位自然边坡的应用

赵东生

[摘要]以道路边坡开挖工程问题，分析静态爆破用于水电站高位自然边坡开挖工程中的施工程序以及相关工作要点。

[关键词]静态爆破；高位边坡

文章编号：2095-4085（2015）12-0069-02

1 静态爆破

1.1静态爆破的原理

静态爆破是一种新型破碎岩石技术，也被称为静力破碎技术。静态爆破主要依靠高效无声破碎剂发生化学反应达到破碎材料的效果，高效无声破碎剂的主要成分为铝、钙、铁、硅、钛等氧化物，将以上氧化物混合磨细后依据一定比例混合，加入相关有机物，使氧化物之间发生膨胀反应。向氧化混合物内加入水，制成浆体，灌入岩石孔内，利用水化产生的膨胀压力挤破岩石。

该方法的优点在于不产生爆炸声，不形成飞石、粉尘、振动，也不会产生爆炸破坏形成的有毒、有害气体。静态爆破对周边环境的影响极小，爆破后岩体整体稳定，适用于爆破点周边具有建筑物的工程爆破或拆除。此外，静态爆破技术的使用范围也更加广泛，O～45℃气温条件下均可使用高效静态爆破剂进行爆破；如果爆破环境的气温条件超出0～45℃，可采用相应的辅助手段，确保静态爆破顺利施工。

1.2静态爆破的参数

静态爆破参数主要包括7个关键参数，一是临空面距离（抵抗线）。二是孔径。孔径直接影响无声破碎效果，钻孔过小不利于发挥最佳效果，孔径过大容易发生冲孔；三是孔间距。四是孔排距。膨胀孔的孔排距受破碎体的自由临空面距离影响，自由临空面距离越小，孔排距越大；五是孔深。孔深需要依据石方与板低高差确定；六是破碎层次。要求依据岩石硬度等级及静态爆破剂膨胀效果确破碎层高度和宽度，才能达到最佳的静态爆破面。七是用药量，用药量需要几何孔径、孔深、高效静态膨胀剂的密度、水灰比确定单孔药量。

2 静态爆破的应用

2.1高位自然边坡工程概况

乌东德水电站左岸高位自然边坡，边坡高程1050～1800m，为方便边坡治理支护，需在上游A区开挖修筑施工道路，开挖高程为1260～1350m，扩挖宽度2～3m，下部高程1100～910m已完成部分支护及建筑物。爆破区域岩石为微风化或弱风化中粗粒花岗岩，岩石硬度高、强度大，抗压强度超过500kPa，岩石节理不发育。由于高自然边坡边坡较陡，且下方已完成部分支护施工，部分建筑物已经形成无法转移搬迁，道路爆破后石渣会顺边坡滚落到下方，损坏下方已施工部位及建筑物。

2.2静态爆破施工

静态爆破前，确定当期气温、药剂温度、拌合水温度、岩石温度和容器稳定是否符合爆破要求；准备药剂、拌合水、搅拌装置、防护眼镜、首套等物品，检查爆破药剂包是否破损。（1）布孔和钻孔。钻孔前，施工人员结合现场施工条件、静态破碎方案实测各个孔位，相邻孔位间距不得超过5cm，测出孔位后标记。使用3m³移动空压机配合YT-28手持式风钻钻孔，孔径在39～41mm左右。控制钻孔深度达到设计要求。钻孔后利用高压吹风设备清除孔内余水和余渣，保证钻孔周边无石渣。（2）选择膨胀剂。依据高效静态膨胀剂的使用温度条件，高效静态膨胀剂分为三类，依据道路边坡工程所属区域，使用的膨胀剂，使用温度范围在10～35℃，8h、24h和48h膨胀压力分别不低于20、45、60MPa。选择膨胀剂后，将膨胀剂装入桶内进行人工搅拌，膨胀机和水的重量比为0.32：1。搅拌过程中，应分若干次加入水和膨胀剂，使用人工搅拌（搅拌时需穿戴防护手套和眼睛），将水和膨胀剂搅拌成具有流动性的浆体。加入水搅拌到灌注时间不得超过10min。

3 静态爆破效果

高效无声静态爆破成功的解决了道路边坡开挖工作，边坡周边山体安全，边坡下部的建筑物未发生损坏，也没有影响下方支护的施工生产。施工过程需要做好以下几点。

（1）钻孔过程中，同排钻孔深度需要保持同一高程，并符合设计高程，以免爆破后出现层次不齐问题。

（2）解决膨胀剂的问题，应根据当期气温条件选择膨胀剂，保证膨胀破碎效果。

（3）灌注膨胀剂至岩石破碎期间，不可将面部直接面对钻孔。

4 结语

该道路边坡开挖工程实践证明，静态爆破用于高位自然边坡开挖工程可避免发生重大安全隐患，还能有效解决相关工程难题。