静态爆破工法008

静态爆破施工工法
湖南路桥建设集团公司一分公司
张重
1 前言
随着我国建设事业的发展以及大量公路的修建，施工人员可以选用爆破来完成石方路基开挖任务。

说起爆破，人们很自然地就会想到它那巨大的破坏性，想到巨大冲击波、满天粉尘、飞石，这些对于无人区则没有什么影响，而对于居民集中区，巨大的冲击波对周围高大拥挤的建筑物会造成很大的安全隐患，飞石则危及人身安全，粉尘则给居民的生活带来很大不便。

虽然随着现代及边缘科学的不断发展与应用，控制爆破技术已得到了广泛的应用。

但是控制爆破产生的振动、冲击、飞石等对周围造成的影响并没有完全消除。

而一些在地区由于受爆破安全的限制而不允许使用爆破，而即使允许使用控制爆破，但由于各种各样条件限制这也会给爆破也带来很大的难度。

那么对这些特殊环境下的施工除了使用爆破外有没有更安全可靠操作更简单且比较经济的方法？当然有，其实早在上一世纪八十年代日本就研制出了一种静态破碎剂，它完全能够解决这个长期困扰我们的问题。

静态爆破施工工法是继炸药爆破之后，采用一种粉状高效能的安全破碎材料，用以拆除混凝土建筑或岩体的施工方法，可以使灌入破碎材料浆体的岩石或混凝土，经5~24小时在无振动、无燥声、无飞石、无有害气体的情况下，安全破碎。

2 工法特点
2.1 施工材料安全，易管理
静态爆破剂不属于危险品，无公害，属于非燃、非爆、无毒物品，可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输和保管中无任何限制。

2.2 静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染，安全可靠，没有爆破产生的公害。

2.3 操作简单，不需堵炮孔，不用雷管，不需点炮等操作，不需专业工种。

3 适用范围
3.1本工法适用于混凝土或钢筋混凝土构筑物的拆除，以及各种岩石的爆破。

可与控爆或油压炮相结合，拆除混凝土建筑或破碎岩体。

3.2特别适用在不宜采用炸药爆破的场合，进行破碎或拆除作业。

使用安全，效率高，不中断交通，不停工停产。

4 工艺原理
静态爆破施工工艺是将一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，用适量水调成流动状浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力（可达30～50MPa）将混凝土（抗拉强度为1.5～3.0MPa）或岩石（抗拉强度为4～10 MPa）胀裂、破碎。

5 施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程图（见图5.1）
静态爆破施工工序流程图
图5.1 施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1首先根据被破碎物体的材质、结构、形状和破碎要求等因素设计孔径、孔距、孔深和抵抗线等。

钻孔参数可参考表5.2采用。

表5.2 静态破碎剂布孔参考表
注：H为物体计划破碎高度；排距b=0.6～0.9a。

5.2.2炮孔布置及药量计算
5.2.2.1根据被破碎物体的自由面情况布置炮孔，对不同的自由面采取不同的炮孔布置。

尽可能多创造自由面，以缩短破碎时间。

D…装药破碎，或者2～3排一组依次装药破碎。

后次装药时间比前次装药时间推迟12～24h。

5.2.2.2药量计算
总用药量Q为
Q = qv
式中：q—单位体积破碎体耗药量（kg/m3）
v—破碎体体积（m3）。

5.2.3钻孔
应严格按作业设计规定的炮孔位置、方向、角度、深度施钻。

炮孔全部钻完后，须用吹风管将炮孔吹净，对吸水性大且干燥的炮孔，用净水湿润，以免破碎剂浆体水份被炮孔壁吸收过多，妨碍浆体的水化作用，影响破碎力度。

并用木楔或废棉纱、废纸等堵于孔口待装药。

5.2.4破碎剂拌制
一般水灰比为0.30～0.35，即每袋（重5kg）破碎剂，加水1.5～1.7kg。

拌制时，先将定量破碎剂倒入塑料容器内，然后缓缓加入定量水，用机械或手工拌成具有流动性的均匀浆体备用。

要求拌匀，拌和时间最多不超过3min。

随拌随用，一次不宜拌制过多。

除气温特别寒冷以外，禁用热水拌制。

5.2.5炮孔装填破碎剂
装填炮孔时，施工人员必须戴防护眼镜。

炮孔装填后直到裂缝出现前，人员不得近距离直视孔口，以防冲炮伤人。

对垂直孔，直接倒入，用炮棍捣实。

在水平孔装药时，将药浆装入与炮孔直
径相适应的塑料袋内，然后用炮棍逐个送入炮孔。

装药长度为孔深的90%。

炮孔排次装填从外向里，相隔时间为12h。

装填炮孔完毕后，及时洗手洗脸，以免破碎剂刺激皮肤。

5.2.6堵孔
将药浆灌满垂直炮孔时，可不必堵塞。

斜孔和水平可用快干水泥砂浆或用水灰比为0.25的干硬性无声破碎剂药浆堵塞，但均应用炮棍捣密实。

5.2.7 浇水及清除
装药堵塞1h后，即往拆除体上浇水。

春、夏、秋季浇冷水；冬季宜采取保温措施并浇温水，以加速浆体的水化作用和裂缝产生。

一般在炮孔装填后20～30h（随气温变化），被破碎物体破碎完成，即可清除。

6 材料与设备
6.1 无声破碎剂一般分为三种：HSCA－Ⅰ型，适用于25～40摄氏度的夏季；HSCA－Ⅱ型，适用于10～25摄氏度的春秋季；HSCA－Ⅲ型，适用于－15～10摄氏度的冬季。

表6.1 静态爆破材料用表
6.2 主要机械设备
6.2.1钻孔机具
有内燃凿岩机、风动凿岩机及相适应的空压机、钢钎、钻头、风管、水管、炮棍、吹风管等。

钻头直径35～50mm。

炮棍用木材加工，直径30mm，长1.5m，吹风管用ф25mm钢管加工。

6.2.2搅拌装药机具
有塑料筒、塑料盒、塑料水瓢、塑料漏斗各2只，搅拌木棍2～3根。

搪瓷或玻璃量杯（容积100mL）2只。

用小型电钻改制的搅拌器1～2台。

6.2.3其他
高袖橡胶手套、防护眼镜、口罩等数件。

7 质量控制
7.1静态爆破剂的质量控制
对进场材料必须进行检验，确保其符合JC506-92《无声破碎剂》强制性行业标准，不合格产品不得使用，需使用质量优良的静爆剂以取得更好的效果。

破碎剂要存于干燥通风良好的场所内，严防受潮变质，在不受潮的情况下，保存期限为一年。

存放数量多时，要先放先用，后放后用。

超过期限、受潮或前次未用完而已打开包装的破碎剂，使用前要检查是否失效。

检查方法是：用适量的SCA破碎剂和水，按比例调配好后装入玻璃瓶，在与SCA型号相当的温度下，经过一定的时间，瓶胀裂者为有效，否则不能使用。

7.2钻孔质量控制
根据调查情况，编写实施性施工方案，按方案中的设计孔位布置图测量放线，严格控制孔径、孔深、角度等技术参数。

孔距与排距的大小与岩石的硬度、混凝土强度及布筋直接相关。

硬度越大、混凝土强度越高、布筋密钢筋粗时，孔距与排距越小，反之则大。

根据此原则结合现场试验进行孔距与排距的调整。

7.3装药的质量控制
按实际施工温度选择合适的型号，不同型号不可混用。

禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次完成。

禁止打完孔后立即装药，应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温后方可装药。

拌制好的浆体，应在10min内用完，以免浆体流动性降低影响破碎力度。

灌装过程中，已经开始发生化学反应的浆体，不能再加水拌合使用，只能废弃，不允许装入孔内。

7.4药剂反应时间的控制
药剂反应时间一般控制在30至60分钟，控制参数可根据现场的施工条件测定相关的施工参数。

8 安全措施
8.1施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥。

8.2灌浆人员必须戴防护手套和防护眼镜。

孔内注入破碎剂后，作业人员应保持安全距离，严禁在注孔区域行走。

8.3在相邻两孔之间，严禁钻孔与注入破碎剂同步进行。

8.4静力破碎时，发生异常情况时必须停止作业，待查明原因并采取相应措施确保安全后，方可继续施工。

8.5在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。

药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离灌装点。

观察裂缝发展情况时应更加小心。

此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂溅入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗，立即到医院就医。

8.6在破碎工程施工过程中需要改变和控制反应时间时，必须依照规定加入抑制剂或触发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入其它任何化学物品。

8.7严禁将破碎剂加入水后装入小口容器内。

8.8刚钻完孔或刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高。

应确保温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。

8.9破碎剂在运输和储存过程中应防潮，开封后应立即使用。

如一次未使用完，应立即扎紧袋口，需用时开封。

破碎剂严禁与其它材料混放。

8.10使用破碎剂前确保操作人员对说明书已仔细阅读并理解。

9 环保措施
9.1施工人员应戴防护口罩。

9.2做好防尘措施，防止钻孔时产生的大量扬尘。

9.3在施工场地按照污水排放要求做好深沉池，施工用的污水经沉淀合格后方可排集中排放。

9.4已发生化学反应的药剂不得放回药剂瓶，也不得随意丢弃。

为防止土壤污染和其它构筑物腐蚀，要采取将未反应的药剂放在容器内，待化学反应充分完成后，随渣土一起外运。

9.5应尽量避免夜间钻孔施工，以免噪音扰民。

10 效益分析
从工程实际出发，静态爆破施工工法在造价和消耗工时上都要明显高于采用炸药爆破的施工方法，但基于安全、环保、可控性强等社会效益上，则有着采用炸药爆破无法超越的优势，因其具有无震动、无飞石、无毒气、无污染、无须繁锁的申报手续、运输和使用安全等特点，静态爆破施工工法被广泛使用于不宜采用炸药爆破的场合，并可做到需要拆除的拆除，需要保留的保留。

静态爆破是一种新型的爆破方法，它是常规的炸药爆破的一种发展、延伸，虽然静态爆破技术现阶段在我国还没有炸药爆破技术那样广泛应用，但我们也应当看到静态爆破它的前景是非常光明的。

因此本工法的技术成果是一项实用、高效、安全系数高的施工技术成果，为以后类似或相关施工提供了参考依据。

11 应用实例
垄茶高速公路第3合同段
K13+900-K14+031路段40000余方
该段线路位于居民集中区，路堑的左右侧为芙江村，房屋集中且质量差，危房多。

此例亦证明了采用静态爆破施工的确是安全可靠，施工进度也满足要求。

在本工程中采用静态爆破开创了我局采用此工法在国内大规模安全有效开挖施工的成功先例，也为以后的施工尤其为居民集中区石方爆破积累了一些施工经验。