基礎爆破開挖施工技術淺析
作者：陳工
摘　要:利用巖石劈裂機破碎所需鉆孔密度較小，對“最小抵抗線”要求低，在局部、淺孔開挖時功效高，另外可利用之為大面積靜態爆破造出理想臨空面，提高靜態爆破效果。本文主要敘述膨脹劑、巖石劈裂機以及液壓破碎錘等設備在開挖過程中的運用。
關鍵詞:基礎施工； 開挖；施工
　　一、引 言
　　舉例電纜廊道、油坑、油池離居民區較近，且為減少對地下電站已開挖形成的洞室及相鄰建筑物的影響，業主要求采用非火工的方式開挖。針對不同的地形、地質條件，選用合適的開挖方式是保證施工質量、加快施工進度，節約施工成本的關鍵。
　　二、施工布置
　　利用場內現有道路及通道進行施工。在施工部位布置1臺9m3/min和1臺20m3/min移動式空壓機作為鉆機等設備風源。從高程120m現有管路上引接2路φ80mm供水管，一用一備。在1號母線豎井與2號母線豎井之間布置一臺315kva變壓器，可滿足開挖施工用電需要。開挖料均運往棄渣區。
　　三、施工方法
　　全、強風化巖石，采用反鏟直接挖除，液壓破碎錘直接破碎較容易的巖體一般用液壓破碎錘+反鏟的方式開挖；對于臨空面面積較小，開挖深度較淺部位的弱風化或微（未）風化巖石宜采用巖石劈裂機脹裂的方式開挖；臨空面面積較大，開挖深度較深部位的堅硬巖體宜采用膨脹劑的方式開挖。這樣安排可以最大程度提高施工效率。
　　（一）液壓劈裂法
臨空面面積較小，開挖深度較淺部位的巖體采用液壓劈裂法，即“液壓劈裂機+液壓破碎錘+人工”的方式開挖。具體操作模式為：
①根據剝離巖層或解體巖石的厚度、體積和斷裂層，確定巖石開挖的方向和橫截面、鑿孔深度、以及選取的劈裂槍的數量（一般3～5支）；
②用手風鉆等鉆孔設備在橫截面上鑿深度為100～120cm的孔，孔距45～55cm，為提高作業效率，造孔的作業應提前進行；
③插入劈裂槍，以此將巖體脹裂成縫；
④用液壓破碎錘對巖體進行二次破碎，然后用反鏟、人工等方式清渣，進入下一循環。
（二）靜態破碎法
　　臨空面面積較大，開挖深度較深部位的堅硬巖體采用靜態破碎的方式進行開挖。采用膨脹劑開挖時，需按“開挖結構調查→鉆孔裝藥設計→鉆孔→選擇破碎劑→拌制→充填灌注→養護→二次破碎→清理”的基本程序實施；自臨空面開始或者采用膨脹劑在開挖結構中部破碎形成臨空面，然后進行兩側或周邊開挖；在正式實施前進行生產性試驗，以優化孔網、裝藥、時間間隔等參數；采用手風鉆鉆孔，孔徑42mm；選擇成熟廠家生產的膨脹劑，嚴格根據破碎劑的詳細使用說明進行操作；充灌拌制好的破碎劑前先對鉆孔進行清孔，對吸水性較強的孔在清孔前用凈水濕潤孔壁；破碎劑隨拌隨用，拌制后超時未用的不得使用；冬季對表面覆蓋保溫；表面出現裂縫后灑水加速破碎；二次破碎用液壓破碎錘及人工風鎬輔助，浮渣清理后即可進入下一個破碎循環。
　　施工方法具體如下：
（1）操作前準備。首先確定氣溫、藥劑溫度、拌合水溫度、巖石溫度、容器溫度是否與要求相符合；檢查藥劑包裝是否破損。操作前確定已準備好以下材料物品：
①藥劑。
②潔凈拌和水。
③盛水桶、拌和盆和水瓢。
④捅棍（水平灌裝） 。
⑤防護眼鏡。
⑥橡膠手套。
⑦備用潔凈水和毛巾。
　　（2）設計布孔。鉆孔方向應盡可能做到與臨空面（自由面）平行；同一排鉆孔盡可能保持在一個平面上。孔距與排距的大小與巖石硬度、混凝土強度及布筋有直接關系，硬度越大、混凝土強度越高、布筋密鋼筋粗時，孔距與排距越小，反之則大。此次溝槽開挖采用排距20～40cm，孔距30～40cm 的方式進行鉆孔。
（3）鉆孔。鉆孔直徑與破碎效果有直接關系，孔徑過小，不利于藥劑充分發揮效力；鉆孔太大，易沖孔。本次開挖采用手風鉆鉆孔，孔徑42mm。鉆孔內余水和余渣采用高壓風吹洗干凈，孔口旁干凈無土石渣。
（4）鉆孔深度和裝藥深度。鉆孔超深20 ～ 50cm。裝藥深度為孔深的100%。
（5）裝藥。向下和向下傾斜的眼孔，可在藥劑中加入22%～32% （重量比）左右的水（具體加水量由顆粒大小決定）拌成流質狀態（糊狀）后，迅速倒入孔內并確保藥劑在孔內處于密實狀態。用藥卷裝填鉆孔時，逐條捅實。粗顆粒藥劑水灰比調節到0. 22～0. 25時靜態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。藥劑裝填采用多個灌裝小組的方式，每小組由主副兩名灌裝手組成。取藥攪拌時，主灌裝手負責取藥份量和攪拌，副灌裝手負責藥劑在攪拌過程中加水。灌裝時，主灌裝手負責灌裝進孔，副灌裝手負責確保藥劑搗實，完成后用舊麻袋覆蓋孔口。各小組采用“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過程中負責裝孔的孔數不能過多。每次拌藥量不能超過實際能夠完成的工作量。各灌裝小組在取藥、加水、拌和、灌裝過程中應基本保持同步，可以讓每個孔內藥劑的最大膨脹壓基本保持同期出，有利于混凝土和巖石的破碎。
　　每次裝填藥劑，都要觀察確定巖石、藥劑及拌和水的溫度是不是符合要求。灌裝過程中，已經開始發生化學反應的藥劑（表現開始冒氣和溫度快速上升）不允許裝入孔內。從藥劑加入拌合水到灌裝結束，時間不能超過5min。巖石剛開裂后，可向裂縫中加水，支持藥劑持續反應，可獲得更好效果。
（6）藥劑反應時間的控制。藥劑反應的快慢與溫度有直接的關系，溫度越高，反應時間越快，反之則慢。實際操作中，控制藥劑反應時間過快的方法有兩種，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。藥劑（卷）反應時間過快易發生沖孔傷人事故，同時也影響施工效果，增加了施工成本。為防止事故，除了采取必要的安全措施外，還可采用延緩反應時間的抑制劑。抑制劑放入浸泡藥劑（卷）的拌和水中。加入量為拌合水的0. 5%～6%。溫度越高，加入量越多，反之則少。冬季氣溫較低，藥劑反應時間會相應延長，給施工帶來不便，一般解決辦法是加入促發劑和提高拌和水溫度。促發劑加入過多，也會降低藥劑膨脹力。拌和水溫可根據實際適當提高，但最高不可超過50℃，（否則可能太快沖孔）。反應時間一般控制在30～60min較好。
（7）安全措施和注意事項。
①無關人員不得進入施工現場。
②必須配戴防護眼鏡（防塵防沖擊型pvc護目鏡）。施工人員未戴防護眼鏡操作屬安全違章。發生沖孔是正常現象。也是不可預見和不可完全控制的現象。沖孔產生的原因較多，大致有以下幾種： 操作人員操作不當，操作時間太長，包括藥劑已經發熱冒氣仍在灌裝等，裝填不密實有空氣隔層等；溫度控制不當。氣溫高時，拌和水、藥劑、鉆孔孔壁溫度控制不當、抑制劑藥量不夠，致使藥劑反應過快等；布孔設計不當；孔距及抵抗線過大； 鉆頭選用不當；鉆孔直徑過大；孔壁光滑等。沖孔時藥劑溫度較高且有腐蝕性，沖入眼內可能會對角膜造成嚴重損害。為防止傷人事故，操作人員必須戴符合國家安全標準生產的防沖擊防塵pvc護目鏡進行操作。
③在藥劑灌入鉆孔到巖石或混凝土開裂前，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。觀察裂隙發展情況時應更加小心。此外施工現場應專門備好清水和毛巾，沖孔時如藥劑濺入眼內和皮膚上，應立即用清水沖洗。情況嚴重者立即送醫院清洗治療。
④在破碎工程施工中需要改變和控制反應時間，依照廠家規定加入本廠生產或提供的抑制劑和促發劑。
⑤嚴禁將本產品加水后裝入小孔容器內（如直口玻璃杯、啤酒瓶等） ，否則非常危險。
⑥剛鉆完孔和剛沖孔的鉆孔，孔壁溫度較高，應確定溫度正常符合要求并清洗干凈后才能繼續裝藥。
⑦產品運輸和存放中應防潮。開封后立即使用。如一次未使用完，立即緊扎袋口，需用時再開封。
　　（8）出渣。開挖料采用0. 8～1. 2m3 反鏟裝20 t自卸汽車運輸。
四、質量控制方法
　　巖石開挖時，設計結構邊線預留40 ～50cm厚保護層最后開挖，保護層采用膨脹劑或液壓脹裂的方式開挖，即在設計結構邊線打一排?42mm 風鉆孔，孔距30～40cm，超深20～50cm。初步破碎后用液壓破碎錘鑿除。應根據地質條件，盡量減小液壓破碎錘對結構內巖體的擾動，必要時人工采用風鎬挖除，以提高施工質量和減少超挖量。
　　五、結 語
　　巖石劈裂機破碎與膨脹劑破碎方式相比，具有結構簡單，操作方便，效率高，成本低、安全、節能等一系列優點。巖石劈裂機破碎與膨脹劑破碎兩種開挖方法相結合在 （電纜廊道、油坑、事故油池等）開挖過程中得到了很好的運用，在保證開挖質量的前提下，加快了開挖進度，緩解了工期壓力，并取得了良好的經濟效益。技術支持：陳工 咨詢電話： qq熱線：390739338

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