靜力爆破施工方案

PAGE12500kV線58#--59#檔中邊坡風偏不足靜力爆破施工方案建筑公司2010年1．前言為了保證線路的安全運行。尤其是在巖石地段的爆破施工，對于線路，巨大的沖擊波、飛石造成很大的安全隱患。雖然隨著現(xiàn)代及邊緣科學的不斷發(fā)展與應(yīng)用，控制爆破技術(shù)已得到了廣泛的應(yīng)用，但是控制爆破產(chǎn)生的振動、沖擊、飛石等對周圍造成的影響并沒有完全消除。并且與相鄰構(gòu)筑物間距小時，爆破施工也無法滿足控制要求。此種情況，可選用靜力爆破施工方法。靜力爆破是近年來發(fā)展起來的一種新型爆破施工技術(shù)，由于它可無振動、無飛石，無噪音、無污染的條件下破碎巖石，之所以為本項目施工最佳選擇方案。2．方法特點靜力爆破技術(shù)其實質(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，從而達到破碎的目的，可在無振動、無飛石，無噪音、無污染的條件下破碎巖石等，特別適用于危石、老廠改造和房屋拆遷工程，爆破時不會損壞周圍的任何物體，在確保安全的前提下又能達到破碎的目的。靜力爆破劑屬于非燃、非爆、無毒物品，是一種含有鋁、鎂、鈣、鐵、氧、硅、磷、鈦等元素的無機鹽粉末狀破碎劑，用適量水調(diào)成流動漿體，直接裝入炮孔中，經(jīng)水化后，產(chǎn)生巨大膨脹壓力，并施加給孔壁，將巖石悄悄地破碎。2.0.1靜力爆破法特點：1）．低效率、成本高；2）．操作簡單、安全；3）．易管理，可按普通貨物托運、儲存、保管；2.0.2環(huán)保、安全靜力爆破在破碎過程中無震動、無飛石、無噪聲、無毒、無污染。靜力爆破劑不屬于危險品，無公害?？砂雌胀ㄘ浳镞M行運輸和儲存，在購買、運輸、保管中無任何限制。2.0.3使用方便使用時按配比要求用水攪拌后灌入鉆孔中即可。2.0.4溫度高速度快、力量大，且具有可控性，一般裝藥后半個小時左右即可出現(xiàn)裂縫，擴張力可達30~50MPa。按破碎要求，設(shè)計適當?shù)目讖健⒖拙?、角度，能夠達到“外科手術(shù)式”的分裂巖石。2.0.5在不適于炸藥爆破環(huán)境條件下，更顯其超眾的優(yōu)越性。新型破碎劑，適用環(huán)境溫度范圍更廣(－5℃到403．適用范圍3.0.1靜力破碎適用范圍非常廣泛，概括起來主要應(yīng)用于下列幾個方面：1）．不允許和不適宜使用炸藥爆破和機械破碎施工的條件下，需要拆除的巖石松動等工程。2）．不允許和不適宜出現(xiàn)飛石的鐵路復(fù)線、高壓輸電線、通訊光纜旁施工、機關(guān)學校、公共場所及密集民宅旁的破碎施工；3）．不允許和不適宜出現(xiàn)強烈震動的破碎施工，如建筑物保留拆除、邊坡險情處理、文物搶救保護工程、既有管線周圍的地下工程；4）．不允許和不適宜出現(xiàn)巨大聲響和噪聲的破碎施工；如城市深夜的破碎施工等。5）．城市建筑、大型設(shè)備混凝土基礎(chǔ)拆除，水利、路橋、隧道等工程需要“靜力爆破法”破碎施工的工程。保留部分的巖石和混凝土完整性和結(jié)構(gòu)強度要求不能受到任何損害的破碎拆除。6）．貴重巖石荒料開采及石料切割。7）．欠挖處理及開挖和支護要求同時進行的邊坡處理工程。4．工藝原理4.0.1靜力爆破工藝的原理是：人工造孔后，在靜力爆破劑的作用下使巖石脹裂、產(chǎn)生裂縫，再用風鎬解小、破除達到開挖目的。因此，靜爆產(chǎn)品直接影響爆破開挖效果。4.0.2靜力爆破劑的破碎機理：1）．靜力爆破劑進行破碎的機理與炸藥破碎機理不同，它主要是靠破碎劑在被破碎體內(nèi)發(fā)生緩慢的化學反應(yīng)和物理變化而使晶粒變形、溫度升高、體積膨脹，以致逐漸增大對孔壁的靜膨脹壓力作用，使介質(zhì)產(chǎn)生龜裂而解體，靜力膨脹破碎法也稱靜力迫裂和靜力破碎技術(shù)。2）．巖石脆性介質(zhì)的抗拉強度遠小于其抗壓強度，巖石的抗拉強度約為5～10Mpa,通常無聲破碎劑的膨脹壓力可達30～50Mpa,當炮孔中的靜力爆破劑發(fā)揮作用時，炮孔周圍介質(zhì)產(chǎn)生周向拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力值超過介質(zhì)的抗拉強度時，炮孔之間便產(chǎn)生裂隙，隨著膨脹壓力的增加，裂隙逐步擴展成裂縫，繼而導(dǎo)致介質(zhì)破壞。4.0.3靜力爆破劑是以特殊硅酸鹽、氧化鈣為主要原料，配合其他有機、無機添加劑而制成的粉狀物質(zhì)，典型的化學反應(yīng)式為：CaO＋H2O→Ca(OH)2＋6.5×104J（4-1）式中CaO——————氧化鈣H2O——————水Ca(OH)2————氫氧化鈣J———————焦（熱量單位）當氧化鈣變成氫氧化鈣時，其晶體由立方晶體轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)三方偏三角面體，這種晶體的轉(zhuǎn)化，會引起晶體體積的膨脹。根據(jù)測定，在自由膨脹的前提下，反應(yīng)后的體積可增長3～4倍，其表面積也增大近100倍，同時每mol還釋放出6.5×104J的熱量。如果將它注入炮孔內(nèi)，這種膨脹受到孔壁的約束，壓力可上升到50Mpa,介質(zhì)在這種壓力作用下會產(chǎn)生徑向壓縮應(yīng)力和切向的拉伸應(yīng)力。5.施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程圖：5.1靜力爆破工藝流程圖5.1.1施工前準備1）把需要開方的山體的雜木雜草清除明朗；2）把無需進行靜力爆破輕小浮石人力清除；3）把人力無法清除大型浮石進行安全固定或者錨固。5.1.2定位、布孔1）根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)進行劃印定開方范圍；2）根據(jù)現(xiàn)場定落石方向；3）先把錨固的大型浮石從側(cè)面分層劃印布孔；4）大型浮石清除后根據(jù)山體的巖石線走向分層劃印布孔。5.1.3鉆孔1）鉆孔按照布孔劃印點及方向進行；2）鉆孔時注意觀察巖石密度或存在空洞，做好記錄；3）操作人員及鉆孔設(shè)備做好安全措施。5.1.4裝藥1）根據(jù)實際溫度、孔和石體的厚度填裝合適藥量。5.1.5反應(yīng)、清方1）操作人員在安全地方觀察反應(yīng)；2）山體滑落下方設(shè)專人警戒；3）待反應(yīng)完成后清方。5.1.6進行下一循環(huán)5.2操作要點:5.2.1破碎前應(yīng)對巖石破碎需要了解巖石性質(zhì)、作業(yè)環(huán)境、工程量、破碎程度、工期要求、氣候條件情況、節(jié)理、走向及地下水情況進行詳細調(diào)查。鉆孔參數(shù)、鉆孔分布和破碎順序則需要根據(jù)破碎對象的實際情況（巖石性狀）確定。5.2.2設(shè)計布眼布眼前首先要確定至少有一個以上臨空面，鉆孔方向應(yīng)盡可能做到與臨空面平行，臨空面（自由面）越多，單位破石量就越大，經(jīng)濟效益也更高?？拙嗯c排距的大小與巖石硬度直接關(guān)系，硬度大時，孔距與排距越小，反之則大，孔距與排距布置，見下表：表5.2.2孔距與排距簡易布置表巖石硬度F=4F=6F=8F=12孔距（CM）50--100403020排距（CM）805040305.2.3鉆孔鉆孔直徑與破碎效果有直接關(guān)系，鉆孔過小，不利于藥劑充分發(fā)揮效力；鉆孔太大，孔口難以堵塞。推薦用直徑為38~42mm的鉆頭。鉆孔內(nèi)余水和余渣應(yīng)用高壓風吹洗干凈，孔口旁應(yīng)干凈無土石渣。5.2.4鉆孔深度和裝藥深度孤立的巖石鉆孔深度為目標破碎體80%~90%；礦山荒料開采鉆孔深度可達到6m左右，大體積需要分步破碎的巖石，鉆孔深度可根據(jù)施工要求選擇，一般在1~2m較好。裝藥深度為孔深的100%。5.2.5裝藥1）．向下和向下傾斜的眼孔，可在藥荊中加入22~32%（重量比）左右的水（具體加水量由顆粒大小決定）拌成流質(zhì)狀態(tài)后，迅速倒入孔內(nèi)并確保藥劑在孔內(nèi)處于密實狀態(tài)。用藥卷裝填鉆孔時，應(yīng)逐條捅實。粗顆粒藥劑水灰比調(diào)節(jié)到0.22~0.25時靜力破碎劑的流動性較好，細粉末藥劑水灰比在32%左右時流動性較好，也可以不通過捅實過程。向下灌裝搗實較方便，如施工條件允許，推薦采用“由上到下，分層破碎”的施工方式，方便工人操作。2）．水平方向和向上方向的鉆孔，可用比鉆孔直徑略小的高強長纖維紙袋裝入藥劑，按一個操作循環(huán)所需要的藥卷數(shù)量，放在盆中，倒入潔凈水完全浸泡，30~50秒左右藥卷充分濕潤、完全不冒氣泡時，取出藥卷從孔底開始逐條裝入并捅緊，密實地裝填到孔口。即“集中浸泡，充分浸透，逐條裝入，分別搗實”。也可將藥劑拌和后用灰漿泵壓入，孔口留5cm用黃泥封堵保證水分藥劑不流出。3）．巖石剛開裂后，可向裂縫中加水，支持藥劑持續(xù)反應(yīng)，可獲得更好效果。4）．對于采石場和超大體積的設(shè)備基礎(chǔ)破碎施工，操作人員的協(xié)調(diào)配合很重要。采用“同步操作，少拌勤裝”的方式操作。即：每組施工工人在每次操作循環(huán)過程中負責裝孔的孔數(shù)不能過多。每次拌藥量不能超過實際完成的工作量。各灌裝小組在取藥、加水、拌和、灌裝過程中應(yīng)基本保持同步，可以讓每個孔內(nèi)藥劑的最大膨脹壓基本保持同期出現(xiàn)，有利于混凝土和巖石的破碎。5）．每次裝填藥劑，都要觀察確定巖石、藥劑、拌和水的溫度是不是符合要求。灌裝過程中，已經(jīng)開始發(fā)生化學反應(yīng)的藥劑（表現(xiàn)開始冒氣和溫度快速上升）不允許裝入孔內(nèi)。從藥劑加入拌合水到灌裝結(jié)束，這個過程的時間不能超過五分鐘。表5.2.5靜力爆破劑布孔設(shè)計參數(shù)表：破碎目標孔深:L相鄰孔距:a(cm)排距:b孔徑:d(mm)使用量kg/m3低硬度巖石1.0H40--100（0.6-0.9）a38--505--10中硬度巖石1.05H30--40（0.6-0.9）a38--5012--22堅硬花崗巖石1.05H25--4030--8038--5018--256）．藥劑反應(yīng)時間的控制藥劑反應(yīng)的快慢與溫度有直接的關(guān)系，溫度越高，反應(yīng)時間越快，反之則慢。實際操作中，控制藥劑反應(yīng)時間太快的方法有兩種，一種是在拌合水中加入抑制劑。另一種方法是嚴格控制拌和水、干粉藥劑和巖石（或混凝土）的溫度。夏季氣溫較高，破碎前應(yīng)對被破碎物遮擋，藥劑存放低溫入，避免曝曬。將拌合水溫度控制在15℃以下。藥劑（卷）反應(yīng)時間過快易發(fā)生沖孔傷人事故，可用延緩反應(yīng)時間的抑制劑。抑制劑入浸泡藥劑（卷）的拌和水中。加入量為拌合水的0.5%~6%。冬季加入促發(fā)劑和提高拌和水溫度。拌和水溫最高不可超過50℃。反應(yīng)時間一般控制在30~60分鐘較好，條件較好的施工現(xiàn)場可根據(jù)實際情況縮短反應(yīng)時間，以利于施工。6．材料與設(shè)備表6-1靜力爆破材料用表序號名稱單位數(shù)量備注1靜力爆破劑Kg若干按實際施工溫度選擇合適的型號，不同型號不可互用。2潔凈水L若干表6-2靜力爆破設(shè)備用表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量1空壓機12m臺22鑿巖機SKQ20-Y28臺根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)面情況定3全站儀套14盛水桶個25拌和盆個36捅棍根37防護眼鏡個若干8防護手套副若干9電子稱臺110量筒個27．質(zhì)量控制7.0.1靜力爆破劑的質(zhì)量控制對進場材料必須進行檢驗，確保其符合JC506-92《無聲破碎劑》強制性行業(yè)標準，不合格產(chǎn)品不得使用；7.0.2打孔質(zhì)量控制根據(jù)調(diào)查情況，編寫實施性施工方案，按方案中的設(shè)計孔位布置圖進行測量放線，嚴格控制孔深、角度等技術(shù)參數(shù)。鉆孔直徑宜采用38~42mm?？拙嗯c排距的大小與巖石硬度有直接關(guān)系，硬度越大、強度越高，孔距與捧距越小，反之則大。根據(jù)此原則結(jié)合現(xiàn)場試驗進行孔距與排距調(diào)整。7.0.3裝藥的質(zhì)量控制因本地區(qū)9-10月份氣溫在20℃~30℃，故選用無聲破碎劑型號SCA-I。禁止邊打孔邊裝藥，打孔要一次完成，裝藥要一次完成。禁止打孔完成后立即裝藥，應(yīng)用高壓風將孔清洗完成后，待孔壁溫度降到常溫度后方可裝藥。灌裝過程中，已經(jīng)開始發(fā)生化學反應(yīng)的藥劑不允許裝入孔內(nèi)。7.0.4藥劑反應(yīng)時間控制藥劑反應(yīng)時間一般控制在30~60分鐘，控制參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場的施工條件試驗測定相關(guān)的施工參數(shù)。8.安全措施8.0.1無關(guān)人員不得進入施工現(xiàn)場。8.0.2施工范圍設(shè)置安全圍檔。8.0.3山體上作業(yè)人員一定有安全帶保護措施。8.0.4大型浮石打孔前一定有錨固定措施。8.0.5山上施工做好防滑措施，操作人員一定腳穿膠底鞋。8.0.6施工工具的移動不能超出山體，避免山、線距離不足。8.0.7施工現(xiàn)場設(shè)置專人安全監(jiān)護人，不要讓周邊農(nóng)村的牲畜或者務(wù)農(nóng)人員誤入。8.0.8采用具有腐蝕性的靜力破碎劑作業(yè)時，灌漿人員必須戴防護手套和防護眼鏡?？變?nèi)注入破碎劑后，作業(yè)人員應(yīng)保持安全距離，嚴禁在注孔區(qū)域行走。8.0.9在相鄰的兩孔之間，嚴禁鉆孔與注入破碎劑同步進行施工。8.0.10靜力破碎時，發(fā)生異常情況，必須停止作業(yè)，查清原因并取相應(yīng)措施確保安全后，方可繼續(xù)施工。8.0.11在藥劑灌入鉆孔到巖石開裂前，不可將面部直接近距離面對已裝藥的鉆孔。藥劑灌裝完成后，蓋上麻袋或棕墊，遠離裝灌點。觀察裂隙發(fā)展情況時應(yīng)更加小心。此外施工現(xiàn)場應(yīng)專門備好清水和毛巾，沖孔時如藥劑濺入眼內(nèi)和皮膚上，應(yīng)立即用清水沖洗。情況嚴重者立即送醫(yī)院清洗治療。8.0.12在破碎工程施工中需要改變和控制反應(yīng)時間，必須依照規(guī)定加入抑制劑和促發(fā)劑，并按要求配制使用，嚴禁擅自加入去他任何化學物品。8.0.13嚴禁將破碎劑加入水后裝入小孔容器內(nèi)（如口玻璃杯、啤酒瓶等）。8.0.14剛鉆完孔和剛沖孔的鉆孔，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。8.0.15破碎劑運輸和存放中應(yīng)防潮，開封后請立