基础爆破开挖施工技术浅析
作者：李工
摘 要:利用岩石劈裂机破碎所需钻孔密度较小，对“最小抵抗线”要求低，在局部、浅孔开挖时功效高，另外可利用之为大面积静态爆破造出理想临空面，提高静态爆破效果。本文主要叙述膨胀剂、岩石劈裂机以及液压破碎锤等设备在开挖过程中的运用。
关键词:基础施工；开挖；施工
一、引言
举例电缆廊道、油坑、油池离居民区较近，且为减少对地下电站已开挖形成的洞室及相邻建筑物的影响，业主要求采用非火工的方式开挖。针对不同的地形、地质条件，选用合适的开挖方式是保证施工质量、加快施工进度，节约施工成本的关键。
二、施工布置
利用场内现有道路及通道进行施工。在施工部位布置1台9m3/min和1台20m3/min移动式空压机作为钻机等设备风源。从高程120m现有管路上引接2路Φ80mm供水管，一用一备。在1号母线竖井与2号母线竖井之间布置一台315kVA变压器，可满足开挖施工用电需要。开挖料均运往弃渣区。
三、施工方法
全、强风化岩石，采用反铲直接挖除，液压破碎锤直接破碎较容易的岩体一般用液压破碎锤+反铲的方式开挖；对于临空面面积较小，开挖深度较浅部位的弱风化或微（未）风化岩石宜采用岩石劈裂机胀裂的方式开挖；临空面面积较大，开挖深度较深部位的坚硬岩体宜采用膨胀剂的方式开挖。这样安排可以最大程度提高施工效率。
（一）液压劈裂法
临空面面积较小，开挖深度较浅部位的岩体采用液压劈裂法，即“液压劈裂机+液压破碎锤+人工”的方式开挖。具体操作模式为：
①根据剥离岩层或解体岩石的厚度、体积和断裂层，确定岩石开挖的方向和横截面、凿孔深度、以及选取的劈裂枪的数量（一般3～5支）；
②用手风钻等钻孔设备在横截面上凿深度为100～120cm的孔，孔距45～55cm，为提高作业效率，造孔的作业应提前进行；
③插入劈裂枪，以此将岩体胀裂成缝；
④用液压破碎锤对岩体进行二次破碎，然后用反铲、人工等方式清渣，进入下一循环。
（二）静态破碎法
临空面面积较大，开挖深度较深部位的坚硬岩体采用静态破碎的方式进行开挖。采用膨胀剂开挖时，需按“开挖结构调查→钻孔装药设计→钻孔→选择破碎剂→拌制→充填灌注→养护→二次破碎→清理”的基本程序实施；自临空面开始或者采用膨胀剂在开挖结构中部破碎形成临空面，然后进行两侧或周边开挖；在正式实施前进行生产性试验，以优化孔网、装药、时间间隔等参数；采用手风钻钻孔，孔径42mm；选择成熟厂家生产的膨胀剂，严格根据破碎剂的详细使用说明进行操作；充灌拌制好的破碎剂前先对钻孔进行清孔，对吸水性较强的孔在清孔前用净水湿润孔壁；破碎剂随拌随用，拌制后超时未用的不得使用；冬季对表面覆盖保温；表面出现裂缝后洒水加速破碎；二次破碎用液压破碎锤及人工风镐辅助，浮渣清理后即可进入下一个破碎循环。
施工方法具体如下：
（1）操作前准备。首先确定气温、药剂温度、拌合水温度、岩石温度、容器温度是否与要求相符合；检查药剂包装是否破损。操作前确定已准备好以下材料物品：
①药剂。
②洁净拌和水。
③盛水桶、拌和盆和水瓢。
④捅棍（水平灌装）。
⑤防护眼镜。
⑥橡胶手套。
⑦备用洁净水和毛巾。
（2）设计布孔。钻孔方向应尽可能做到与临空面（自由面）平行；同一排钻孔尽可能保持在一个平面上。孔距与排距的大小与岩石硬度、混凝土强度及布筋有直接关系，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。此次沟槽开挖采用排距20～40cm，孔距30～40cm的方式进行钻孔。
（3）钻孔。钻孔直径与破碎效果有直接关系，孔径过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。本次开挖采用手风钻钻孔，孔径42mm。钻孔内余水和余渣采用高压风吹洗干净，孔口旁干净无土石渣。
（4）钻孔深度和装药深度。钻孔超深20～50cm。装药深度为孔深的100%。
（5）装药。向下和向下倾斜的眼孔，可在药剂中加入22%～32%（重量比）左右的水（具体加水量由颗粒大小决定）拌成流质状态（糊状）后，迅速倒入孔内并确保药剂在孔内处于密实状态。用药卷装填钻孔时，逐条捅实。粗颗粒药剂水灰比调节到0. 22～0. 25时静态破碎剂的流动性较好，细粉末药剂水灰比在32%左右时流动性较好，也可以不通过捅实过程。向下灌装捣实较方便。药剂装填采用多个灌装小组的方式，每小组由主副两名灌装手组成。取药搅拌时，主灌装手负责取药份量和搅拌，副灌装手负责药剂在搅拌过程中加水。灌装时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责确保药剂捣实，完成后用旧麻袋覆盖孔口。各小组采用“同步操作，少拌勤装”的方式操作。即：每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。各灌装小组在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步，可以让每个孔内药剂的最大膨胀压基本保持同期出，有利于混凝土和岩石的破碎。
每次装填药剂，都要观察确定岩石、药剂及拌和水的温度是不是符合要求。灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂（表现开始冒气和温度快速上升）不允许装入孔内。从药剂加入拌合水到灌装结束，时间不能超过5min。岩石刚开裂后，可向裂缝中加水，支持药剂持续反应，可获得更好效果。
（6）药剂反应时间的控制。药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。实际操作中，控制药剂反应时间过快的方法有两种，一种是在拌合水中加入抑制剂。另一种方法是严格控制拌和水、干粉药剂和岩石（或混凝土）的温度。药剂（卷）反应时间过快易发生冲孔伤人事故，同时也影响施工效果，增加了施工成本。为防止事故，除了采取必要的安全措施外，还可采用延缓反应时间的抑制剂。抑制剂放入浸泡药剂（卷）的拌和水中。加入量为拌合水的0. 5%～6%。温度越高，加入量越多，反之则少。冬季气温较低，药剂反应时间会相应延长，给施工带来不便，一般解决办法是加入促发剂和提高拌和水温度。促发剂加入过多，也会降低药剂膨胀力。拌和水温可根据实际适当提高，但最高不可超过50℃，（否则可能太快冲孔）。反应时间一般控制在30～60min较好。
（7）安全措施和注意事项。
①无关人员不得进入施工现场。
②必须配戴防护眼镜（防尘防冲击型PVC护目镜）。施工人员未戴防护眼镜操作属安全违章。发生冲孔是正常现象。也是不可预见和不可完全控制的现象。冲孔产生的原因较多，大致有以下几种：操作人员操作不当，操作时间太长，包括药剂已经发热冒气仍在灌装等，装填不密实有空气隔层等；温度控制不当。气温高时，拌和水、药剂、钻孔孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够，致使药剂反应过快等；布孔设计不当；孔距及抵抗线过大；钻头选用不当；钻孔直径过大；孔壁光滑等。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，冲入眼内可能会对角膜造成严重损害。为防止伤人事故，操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防冲击防尘PVC护目镜进行操作。
③在药剂灌入钻孔到岩石或混凝土开裂前，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，远离装灌点。观察裂隙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。情况严重者立即送医院清洗治疗。
④在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间，依照厂家规定加入本厂生产或提供的抑制剂和促发剂。
⑤严禁将本产品加水后装入小孔容器内（如直口玻璃杯、啤酒瓶等），否则非常危险。
⑥刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高，应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
⑦产品运输和存放中应防潮。开封后立即使用。如一次未使用完，立即紧扎袋口，需用时再开封。
（8）出渣。开挖料采用0. 8～1. 2m3反铲装20 t自卸汽车运输。
四、质量控制方法
岩石开挖时，设计结构边线预留40～50cm厚保护层最后开挖，保护层采用膨胀剂或液压胀裂的方式开挖，即在设计结构边线打一排ø42mm风钻孔，孔距30～40cm，超深20～50cm。初步破碎后用液压破碎锤凿除。应根据地质条件，尽量减小液压破碎锤对结构内岩体的扰动，必要时人工采用风镐挖除，以提高施工质量和减少超挖量。
五、结语
岩石劈裂机破碎与膨胀剂破碎方式相比，具有结构简单，操作方便，效率高，成本低、安全、节能等一系列优点。岩石劈裂机破碎与膨胀剂破碎两种开挖方法相结合在（电缆廊道、油坑、事故油池等）开挖过程中得到了很好的运用，在保证开挖质量的前提下，加快了开挖进度，缓解了工期压力，并取得了良好的经济效益。电话热线：15972316008 QQ：2502427739网址http://www.hbdig.com
