公路施工静态膨胀预裂爆破技术研究

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通过实际调查发现，西藏某地区公路工程项目的实施场地处于国家自然保护区内，出于环境保护和安全的考虑，项目正常施工工作受到了严重的影响。在常规施工条件下，大多数施工单位会采取炸药爆破、汽车运输等手段，但是从施工安全、保护生态环境等方面来看，尤其是在周边施工环境较为复杂的情况下，并不利于项目的有序推进。随着时代的进步发展，静态膨胀预裂爆破施工技术出现在施工人员的视线中，该项技术的应用不仅保证了应用过程中较高的安全性，而且也不会对周边环境造成太大的影响，静态膨胀预裂爆破施工技术具有较高的应用价值。

1工程概况

文章主要以西藏某地区K13+800~K20+800段公路工程施工项目为例，该路段的项目建设主要围绕路基展开，该地区为国家级自然保护区，又是一条热门的徒步线路，有着非常高的施工安全和环境保护要求，一定程度上增加了项目的施工难度。为了贯彻更安全、更环保、人与自然和谐的施工理念，项目组决定在该段施工区域内采用静态膨胀预裂爆破施工技术。在进行破碎前，施工单位应组织技术人员，对其岩层情况进行实地勘察，对施工项目岩体类型、强度、分布进行调查，合理地确定所需破碎工程量，再与实际破碎工程量进行对比，规划出需要使用的破碎剂量，最终以合适的施工形式进行实际的施工作业[1]。

2静态膨胀破碎剂施工技术参数

在施工过程中，要想充分发挥静态膨胀预裂爆破施工技术的优势，最基础的环节就是对破碎剂的使用量进行确定，这是有效提高项目施工质量的关键。在破碎剂类型和剂量确定工序中，为了提高该环节的准确性，施工人员必须基于施工的孔径、孔距、排距等参数进行综合分析。针对有着较大孔径要求的项目，应使用较多剂量的破碎剂，以有效提升其膨胀力，在无限热量的基础上，才能促使破碎剂浆体喷射体更大，进而实现最优的破碎效果。根据本项目的实际施工情况，路基边坡主要岩体为片麻岩，岩体相对坚硬，项目组最终确定孔径为3~5cm。为了高质量完成岩石的破碎工作，可选择较小的孔距，要想得到最小的孔径，就必须适当地添加孔数，但是这一操作环节会增加施工人员的钻孔任务量。在本项目实施过程中，出于综合因素的考虑，项目组最终确定将孔距定位为20cm，孔深为80cm。遇到有着坚硬质地的岩石，施工人员可以根据现状，适当调整孔深。岩石本身的强度和破碎剂形成的压力等，都会对实施过程中的排距大小产生不同程度的影响。面对不断上升的膨胀压力，为了达到最好的破碎效果，在岩石强度不断降低的情况下，施工人员可以合理增加排距。但是，在较小膨胀压力的条件下，岩石箱体的压力会不断增加，为了能够稳步进行岩石体的破碎工作，可以将排距进行合理的减小。由于破碎效果受膨胀破碎剂的影响，基于本项目的实际施工情况，项目组最终确定使用25kg/m3的膨胀破碎剂，其使用剂量共计3.5kg/mm[2]。

3公路施工中静态膨胀预裂爆破技术的具体运用

3.1前期准备。在静态膨胀预裂爆破技术的应用过程中，为了保证项目的高质量，前期准备工作至关重要。首先，施工单位需对工程施工情况进行全面的调查，并根据施工标准，合理进行施工预算及操作。其次，根据岩石的特性等，适当地选择静态膨胀破碎剂。为了保证项目有序推进，高质量的施工团队和相关设备必不可少。3.2布孔施工。做好相关的准备工作后，施工单位应第一时间安排施工人员进行布设孔眼的操作，施工人员接到指令后，应围绕项目的实际建设现状，准确地判断开挖岩体的难度级别，构建合理的路基开挖计划。随后，基于破碎岩体或其他物体的硬度等特征，有序进行孔眼布设[3]。在这一环节中，施工人员应确保孔眼的直径为孔径的8~10倍。该项目有着分布较为均匀的岩石，在实际项目操作中，可以采取多排孔眼布设的形式。3.3钻孔。在钻孔环节，施工人员主要围绕以下几方面质量措施：全面检查风动凿岩钻机，在正式操作前，施工人员应该先将钻机气动阀打开，使其到达确定的位置点，在固定好孔位后再开始正式的钻机操作。在钻机正式工作时，施工人员应该松开掌钎工，在机身的后面位置操作施工。为了防止钻孔操作过程中夹钎、断钎等现象的发生，施工人员在操作钻进时，应该保证钻机、钻杆的方向相同，合理调节气腿的高度，操作手柄，匀速施工。同时，为确保钻杆保持直接推进的状态，施工人员必须保证钻杆不能上下摆动，避免用力过大的问题。3.4清孔。施工人员需要将吹孔钢管与压风管相连接，然后将其深入孔眼中，同时开启风门，并对其进行反复的摆动，最终促使孔内的杂质等全部被排出。在实施吹孔操作时，施工人员应严格按照施工标准，在实际操作过程中佩戴手套，不能出现眼口对准自己的情况，确保人身安全不受到威胁[4]。3.5灌入膨胀破碎剂预裂。在膨胀破碎剂灌入操作环节中，其施工质量控制措施为：第一，对现场实施详细的勘察，控制好破碎剂的配合比，最终确保破碎剂的配置比例处于合理的范围；第二，钻孔及搅拌工序，施工人员需要将破碎剂融入水中，在此环节中，为了保证破碎剂呈现糊状，施工人员在添加破碎剂进行操作时，还应该同时进行搅拌操作，最终得到糊状液体，确保整个操作时间不超过8min；第三，钻孔灌入膨胀破碎剂的操作应该按照预裂的顺序，秉持后退操作原则，在推进过程中退步进行装入操作；第四，施工单位应根据项目的建设情况确定产品，既可以保证建设的高效率，又能提高整体项目质量[5]。

4质量控制

4.1质量控制标准。为了充分发挥该项技术的优势，孔深、孔位误差应该控制为5cm左右；同时，在应用膨胀破碎剂的过程中，施工人员应该严格执行《无声破碎剂》（JC506-2008）的标准，将初次凝固时间控制在8min内，最终凝固时间应该大于150min。4.2质量控制措施。静态膨胀预裂爆破施工技术在实际应用时，为了把控好项目的质量水平，应该围绕以下几方面进行：第一，施工之前先组织人员对膨胀破碎剂的性能等进行全面的分析，在水灰比不断增加的情况下，膨胀压力呈现递减趋势，膨胀压力预反应时间与环境温差应保持正比例；第二，为了更好地发挥膨胀破碎剂的作用，施工人员必须合理地获取水灰比的比例条件；第三，孔深、孔距及破碎剂的水灰比是重要的指标，施工人员必须严格按照标准作业要求操作；第四，膨胀破碎剂在存储过程中，极易受到强烈阳光、水分的侵蚀，影响破碎剂的性能，因此，施工人员应严格保管破碎剂，秉持随时提取的原则，控制好使用数量；第五，为了避免开挖边坡坡面超挖现象的出现，临时边坡孔眼与坡面必须处于平行状态；第六，施工人员在完成坡面整理作业后，施工单位应第一时间对项目进行验收，检测完成后，才能进行后续作业[6]。

5安全管理

静态膨胀预裂爆破作业的实施过程仍然存在较大的安全风险，应提前做好安全技术交底，了解施工工艺流程：第一，搅拌好的药剂应立即灌入孔内，放置时间不得过长，否则其流动性及破碎效果会下降，若药剂变成不易流动的块状物，严禁勉强灌入孔中或二次加水混稀注入孔中，否则容易发生喷孔伤人事故。第二，装填浆体物料一半孔时，续装后一半孔的时间不得超过15min，若搅拌好的药剂温度过高，则不能再装入孔内，以免发生喷孔。第三，装药时，操作者必须戴防护镜。第四，静态膨胀剂有一定腐蚀性，混药时应戴橡胶手套。第五，应在作业区内及周边设置安全警戒线，派专人跟踪看护，警戒区内严禁其他工种人员出入，防止出现危险情况。

6结语

简而言之，随着时代的进步发展，当前我国公路工程项目的施工，越来越重视静态膨胀爆破预裂施工技术的应用。静态膨胀爆破预裂施工技术在应用过程中，展现了较高的安全性和环境友好性，面对坚硬的岩石能够实现最优效果的破碎，而且不会对项目周边环境造成太大的影响。但是，静态膨胀爆破预裂施工也具有局限性，主要是钻孔工程量大，机械设备投入过高，因此，在选择爆破作业方式时，仍需要根据实际情况谨慎决策。

参考文献

[1]林苗苗，余德运．高速公路路堑边坡预裂爆破参数选择[J]．爆破，2008（01）：32-33，41．

[2]王心飞．路堑边坡开挖预裂爆破设计专家系统的研究及应用[D]．重庆大学，2003．

[3]李文华．预裂爆破在马莱高速公路路堑开挖中的应用[J]．中小企业管理与科技（上旬刊），2013（03）：194-196．

[4]吴建星，梅甫定．高速公路路堑开挖的预裂爆破技术[J]．工业安全与环保，2007（12）：40-42．

[5]李学广．公路工程路基施工质量控制技术的研究[J]．山东工业技术，2018（08）：119．

[6]杨树林．浅议农村公路工程建设的安全监管[J]．南方农机，2018，49（07）：225．

作者:覃宁章 陈景明 单位:四川二滩国际工程咨询有限责任公司