李坤龙 段利升
中建二局土木工程集团有限公司 北京市 277100
摘 要:近年来,一些新型的工程项目建设,数量随着城市化水平的不断提升而越来越多,工程数量也越来越大,工程基础结构施工难度也越来越大。在具体基坑开挖施工过程中会使用到爆破技术对坚石进行破碎,但是往往会有很多安全风险。深基坑的边坡支护及周围的建筑群会受到炸药的能量震荡而产生相应的地基扰动。
随着相关人员不断的研究和深入,在对强度较大的岩土进行开挖时,可以应用静态爆破技术,该种技术在应用过程中能够很好的对强震动和冲击波进行预防,保证地基不会受到其他因素的干扰。
关键词:基坑开挖;静态爆破技术;应用分析
引言
土石方中往往会存在石灰岩,在开挖过程中,如周边建筑密集或存在大量高精度仪器设备,此时如果采用炸药爆破,爆破冲击波会对周边建筑及精密仪器产生很大的影响,因此在对石方进行开挖时,可以使用静态爆破技术。
1工艺原理
静态破碎剂不具有爆破性,并且不会产生危害,它属于一种粉末状的无机盐,还有铝以及钙等元素。静态爆破技术在具体应用过程中需要在钻孔中填充静态破碎剂浆体,在此过程中会产生水化反应使破碎剂晶体变形,在此基础上孔壁会受到膨胀压力,拉应力如果大于特坚石的强度,那么就会出现坚石裂解的情况。
2 静态爆破施工技术特点
2.1 施工简便
静态爆破操作主要进行爆破剂注射,通过破碎剂反应对岩石结构进行破坏,操作相对简单。在对特坚石进行破裂时,要考虑到相关的破碎水平需求,在此基础上,对炮孔的孔径以及角度等进行科学合理的设计。要事先开展钻孔作业,然后再灌入静态破碎剂浆体,然后再进行具体的施工。
2.2 安全
静态爆破技术在具体应用过程中能够实现全过程可控,相对于其他爆破技术相比较更加的安全,在爆破过程中不会产生震动以及冲击等情况,能够很好的保证交通以及行人的安全。
2.3 环保
静态破碎剂是比较环保的,不会产生有害物质,并且在具体应用过程中不会产生噪音或者是有毒气体等,因此附近的居民以及环境不会受到影响。
2.4 经济
静态爆破技术在应用过程中,不需要很长的时间,一般情况下三个小时左右就能够结束,该种施工技术能够连续的进行应用,不需要投入太高的成本,并且具有很高的效率,在具体使用过程中不需要采取相应的安全措施。
3技术应用
3.1钻孔破碎的设计
在对岩石进行破碎时,要考虑到施工的具体环境条件,包含勘察地质构造等,除此之外还需要考虑到岩石的抗压和抗拉情况,在此基础上对最小抵抗线型和孔距等各项指标进行确定。
3.2孔径D
无声破碎机,破碎的效率在很大程度上取决于孔径。如果孔径比较大,那么所需要的破碎剂的量也会比较多,在具体破碎过程中会产生很大的膨胀压力,从而提升整体的破碎效果。无声破碎剂,在具体应用过程中会出现水化的现象,此时会有热量放出,如果热量积蓄到一定程度,那么就会有沸腾的水分出现,最终会产生气压,进而导致浆体喷出。因此常常把浆体是否喷出这一现象作为最大孔径值。最小孔径也要大于20毫米,根据有关静爆经验与具体的施工条件,最终确定孔径为75毫米。
3.3孔深L
破碎面的高度与孔深的大小有一定的关系,与此同时岩石的约束程度也与孔深的大小有关系。钻孔内如果填满了浆体,那么孔径可以适当的放大,孔底不会轻易的产生裂纹。在对孔深进行设计时,如果不能够确定岩体节理面,那么可以创造人工自由面,并且要适当的加深孔深。
3.4钻孔方向
要想保证破碎的效果,要科学合理的把控掌控的方向,一般情况下是垂直于岩体的节理方向,钻垂直孔能够保证整个填充操作的简便性。在此过程中,如果不能够很好的确定岩石节理,那么要适当的在破碎面上打孔,做到分段切割,这样能够很好的保证破碎的效果。
3.5钻孔布置
(1)孤石:在对无声破碎剂的用量进行把控时,可以考虑孤石的大小和形状等指标。在取值过程中考虑到了具体的施工条件以及生产效率,最终确定:D=75 mm,a=60cm,L=90%H。(2)岩石切割:在钻孔时,要尽量的垂直于节理面,在破碎时可以使用梅花型的形式,选择破碎面的上面进行破碎。如果不能够确定破碎位置,要科学合理的对预定破损面进行状况,这样才能够保证破碎的效果。(3)把无声破碎剂浆体灌入到钻孔之后,裂纹一般出现在相邻接近的孔。
3.6钻孔
在进行钻孔施工时,首先要确定好钻机的位置,然后根据相关的设计参数进行操作。部分钻机在使用过程中不能够到指定的位置,所以需要人工进行操作,此时需要科学合理的调控参数。
3.7拌浆、灌浆
(1)要科学合理的选择无声破碎剂的型号,在具体操作过程中要考虑到施工的环境条件。如果施工的温度大于35度,那么要避免在中午的时间灌孔。该工程在具体施工过程中考虑到施工的季节选择的无声破碎剂为I 型和Ⅱ型。(2)在向无声破碎剂内加水时,要考虑到无声破碎剂的重量,加入的水为重量的30%,在灌注过程中要保证畅流入孔,不能够加入过多的无声破碎剂浆体,否则很难保证破碎的效果。在搅拌过程中要按照顺序先在桶内倒入水,然后再倒入破碎剂,搅拌的时间为一分钟左右。为了保证无声破碎剂的性能,不能够出现结块久置的情况,要及时的清理桶底的结块。搅拌好的浆体要在规定的时间内用完,否则很难保证灌孔的效率。(3)灌浆。①如果灌注的孔是垂直孔,那么可以直接的关注,并且留有孔口空隙,为了使破碎的时间提前可以使用废纸塞住孔口。②在灌注水平孔和斜孔时,要控制好水灰比,不能够出现倒流的情况,将其塞入空中之后要进行捣压,确保其密实。③在向多排孔中灌入,将提示由于自由面的空,很容易出现开裂的情况,所以在灌注过程中要控制好时间差,按照一定的顺序进行灌入。
4质量控制
4.1静态爆破剂的质量控制
科学合理的检验进场材料,确保其符合行业的标准,这样才能够保证施工的质量合格,对于不合格的产品要禁止使用。
4.2钻孔质量控制
在对施工方案进行设计和编写时,要根据具体的调查状况,确保整个施工方案具有可实施性,在此过程中需要考虑到孔位的布置以及测量放线工作的开展,对于孔深以及角度等,进行科学合理的把控。钻孔的时间不能够超过75毫米,最小不能够低于28毫米。混凝土的强度以及岩石的硬度,在很大程度上决定了孔距和排矩的大小。混凝土的长度会随着硬度的增大而提高,在对施工现场的距离进行调整时,要根据相应的原理进行调整。
4.3装药的质量控制
打孔和装药要分开进行,不能够同时操作。并且在打孔完成之后不能够立即的重要需要清洗孔,与此同时还要保证孔壁的温度在规定的范围内。药剂如果已经出现了化学反应,那么不能装入孔内。
4.4药剂反应时间的控制
在操作过程中要对药剂的反应时间进行控制,不能够超过一个小时最低不能够小于半个小时,对于整个操作过程的参数,要进行科学合理的测定和控制。
结束语
由以上可知,静态爆破施工技术在基坑的开挖施工中得到了很好的应用。该种技术在具体应用过程中不会对边坡支护以及周围环境产生影响,整个破碎过程中都是比较安全的,该技术的应用很好的取得了社会经济效益。
参考文献:
[1]杜建红. 静态爆破技术在清河水库溢洪道控制段边墩拆除中的应用[J]. 陕西水利,2013(6):79-80. DOI:10.3969/j.issn.1673-9000.2013.06.034.