简述工程爆破新技术—静力爆破

简述工程爆破新技术—静力爆破

潘小龙

潘小龙（珠海市政府投资项目评审中心）

摘要：静力爆破技术其实质是在岩体上钻孔，在钻孔中灌装静力爆破剂，依靠其膨胀力使岩石产生裂隙或裂缝，从而达到破碎的目的，可在无振动、无飞石，无噪音、无污染的条件下破碎或切割岩石或混凝土构筑物。

关键词：静力爆破钻孔膨胀力岩石破碎

0引言

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，这些对于远离城市的郊区则没有什么影响，而对于城市市区，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，飞石则危及街道上的行人人身安全，粉尘则给城市居民的生活带来很大不便。早在二十世纪八十年代日本就研制出了一种静力破碎剂，它完全能够解决这个长期困扰我们的问题，这就是静力爆破技术。这种静力爆破技术拟用于珠海市板樟山森林公园隧道南危险边坡治理工程（主要是对板樟山公园南面山腰和盘山公路两侧危险边坡的危石、浮石和孤石进行静力爆破）和珠海市斗门区新青水质净化厂管网配套一期工程（主要是对管线沟槽开挖中遇见石方进行静力爆破）等工程，这为工程爆破提供了新的途径。

1工作原理

静力破碎是近年来发展起来的一种新的破碎或切割岩石和混凝土的方法，亦称为静态迫裂或静态破碎技术，其主要原理是利用装在介质钻孔中的静力破碎剂（英文名：HighRangSoundlessCrackingAgent,简称HSCA）加水后发生水化反应，使破碎剂晶体变形，产生体积膨胀，从而缓慢的、静静地将膨胀压力（可达30Mpa—50Mpa）施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将介质破碎。

静力破碎剂是这种新型技术的核心，它是一种非燃、非爆、无毒物品，是一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的具有高膨胀性能的粉状无机材料（习惯也称之为：静态破碎剂、静态爆破剂、胀裂剂、静裂剂，膨胀剂，破碎剂，爆破剂，无声炸药、破石剂、裂石剂等）。它主要是经回转窑煅烧,以生石灰（氧化钙）为主体,加入适量外加剂共同磨粉制成，宜在-5℃-35℃范围内使用，超出此温度范围，应采取辅助措施。它可广泛应用于混凝土构筑物的无声破碎与拆除及岩石开采，解决了爆破工程施工中遇到不允许使用炸药爆破而又必须将混凝土或岩石破碎的难题，是国际上流行的新型、环保、非爆炸施工材料。

2特点

与传统的爆破相比，静力爆破具有以下特点：

2.1安全，易管理。静力爆破剂为非爆炸危险品，施工时不需要雷管炸药，无需办理常规炸药爆破所需要的各种许可证。操作时不需要爆破等特殊工种。破碎剂与其它普通货物一样可以购买、运输、使用。

2.2环保材料。使用中无声、无振动、无飞石、无毒气、无粉尘，是国际流行的无公害环保产品。

2.3施工简单，易操作。用水搅拌后灌入钻孔中即可。

2.4使用方便。按破碎要求，设计适当的孔径、孔距、角度，能够达到“外科手术式”的分裂、切割岩石和混凝土。针对开采岩石可提高石材成材率3-4倍。

2.5在不适于炸药爆破环境条件下，更显其超众的优越性。最新卷型破碎剂，适用环境温度范围更广(－5℃到40℃)，使用更方便，效力更大。

3适用范围

3.1城市建筑、大型设备混凝土拆除，建筑、园林、装修、市政、公路、水利、电力、通信、铁路等工程需要“静力爆破法”破碎施工的工程。

3.2不充许或不适宜使用炸药爆破和机械破碎施工的条件下，需要拆除的混凝土工程和岩石松动工程。如禁止出现燃点、明火和高温的储油罐、储气罐、油气管线、炸药库、危险品仓库、军火库旁的破碎拆除施工。

3.3不充许或不适宜出现的飞石的铁路复线、高压输电线、通讯光缆旁施工、机关学校、公共场所及密集民宅旁的施工。

3.4不容许或不适宜出现强烈震动的破碎施工，如建筑物保留拆除、边坡险情处理、文物抢救保护工程、既有管线周围的地下工程。

3.5不容许或不宜出现巨大声响或噪音的破碎施工。如城市深夜的破碎施工。

3.6贵重岩石的石料开采及切割。

3.7欠挖处理及开挖和支护要求同时进行的边坡处理工程。

4施工流程

静力破碎的施工过程非常简单:对被破碎介质，经过合理的破碎设计（孔径、孔距等的确定）及钻孔，将粉状破碎剂用适量水调成流动状浆体，直接注入钻孔中。半小时或数小时（主要由水灰比来确定）后，介质(岩石的拉伸强度为5-10Mpa或混凝土的拉伸强度为2-6Mpa）自行胀裂、破碎。这一过程可通过以下流程图表示,由图可见，施工过程简洁明了。

施工前的准备→设计布孔→测量定位→钻孔→装药→药剂反应、清渣→进入下个循环

5操作要点

5.1破碎前应对建筑物或构筑物的构造、性质、作业环境、工程量、破碎程度、工期要求、气候条件、配置钢筋规格及布筋等情况进行详细调查；对岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。钻孔参数、钻孔分部和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况（材质种类、钢筋配置情况、岩石性状、破碎或切割快度等）确定。

5.2布眼前首先要确定至少有一个以上的临空面，钻孔方向要尽可能做到与临空面平行，临空面越多，单位破石量越大，经济效益也更高。切割岩石时同一排钻孔应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。

5.3钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，空口难以堵塞。孔内的余水应用高压风吹洗干净，孔旁应干净无土石渣。

5.4孤立的岩石（或混凝土块）钻孔深度为目标破碎体80%-90%，矿山荒料开采钻孔深度可达6m左右，大体积需要分步破碎的岩石（或混凝土块），钻孔深度可根据施工要求选择，一般在1-2m左右。装药深度为孔深的100%。

6安全措施

6.1静力破碎时，发生异常情况，必须停止作业。查清原因并采取相应措施确保安全后，方可继续施工。

6.2采用具有腐蚀性的静力爆破剂作业时，灌浆人员必须带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。在相邻两孔之间，严禁钻入或灌入破碎剂同时施工。

6.3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，施工现场专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂渐入眼内或皮肤上，应立即用清水冲洗。情况严重者应立即送医院治疗。

6.4在破碎施工中需要改变和控制反应时间，必须按照规定加入抑制剂和促发剂，并按要求进行配置使用，严禁擅自加入其它任何化学物品。

6.5刚钻孔完或冲孔完的孔，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。

6.6破碎剂的运输和存放应防潮，开封后立即使用。如一次未使用完毕，应立即扎紧袋口，需要时开封。破碎剂严禁与其他材料混放。

7环保措施

7.1在施工现场应按市政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入相关市政管道。

7.2已发生化学反应的药剂不得放回药剂瓶，也不允许随地丢弃。为防止土壤污染及其他构筑物被腐蚀，要采取未反应完成的药剂放在容器内，待化学反应充分完成后，随弃渣一起外运。

8结语

静力爆破这种新的爆破方法在某些特殊情况下与常规炸药爆破相比更具有优越性，它既保证了安全要求，又缩短了施工工期，极大地降低了工程施工成本。当然静力爆破也有它的局限性，由于工人操作、环境等客观因素，采用静力爆破要使整个构筑物同时破碎则很难达到，而这种情况则更适宜采用使用炸药的控制爆破技术，它瞬间即可完成拆除任务。因此对拆除工程来说，静力爆破则更适宜对单个大体积混凝土构筑物进行破碎，像大体积混凝土基础、地下室等。这就要求我们施工技术人员在施工中针对不同的爆破对象，不同的环境、安全、工期要求，选用最适宜的爆破方法和爆破方案完成施工任务。

静力爆破的建安造价要比控制爆破或普通爆破的建安造价高8-10倍，这在爆破方案比选时应较好地注重技术与经济相结合的原则。

参考文献：

[1]深圳市市政工程总公司.静力爆破施工工法（SZJXGF31-2008）.