静态爆破技术在高速公路石方开挖施工的应用

霍建科

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

随着土石方挖掘技术水平的提高，其在公路路基施工中发挥的作用也越发重要。相比于传统的施工方法，土石方开挖可有效降低土基作业支出，解决土基施工中遇到的复杂问题，提高施工效率。静态爆破技术是一项工序复杂、危险性高的操作，将其应用到高速公路石方开挖中，应进行科学的实施布置与防护，以提升爆破施工效果，保障施工安全，更好地服务于项目的施工质量。

1 静态爆破技术

静态爆破技术优势明显，由于操作爆破时震动影响小，不易影响施工环境，对石方开挖施工的安全和环保具有一定提升。针对不同施工环境的高速公路石方开挖工程需求，考虑施工环境因素，选择最佳的静态爆破方法。

静态爆破技术的实施内容和工序较复杂，首先应确定爆破点，在爆破点处进行人工钻孔，然后加入静态膨胀材料，随着材料的越发膨胀，直至产生破裂反应，利用破碎锤清理坡裂的土石，装运后实现土石开挖的结果[2]。

静态爆破材料的品质对石方开挖静态爆破施工的质量至关重要，静态膨胀剂是比较常见的静态爆破材料，其实现原理是通过水与静态膨胀剂的化学反应，会改变静态膨胀剂的晶体结构，进而产生大量的能量释放，对孔隙形成压迫作用，可有效实现对坚固土石裂缝完成膨胀效果，形成对周边土石的压力作用，达到对土石形成碎裂的效果[3]。静态膨胀剂具有应用性强、爆破效果好的特点，相比于常规爆破材料，其更具环保特性。

2 静态爆破技术对比分析

2.1 深钻孔静态爆破技术

深钻孔静态爆破技术能够精确控制炸药量剂使用，从而能够有效控制爆破费用支出。通过将炸药布置均匀，可有效减轻震动幅度，保证了石块的飞溅距离控制在合理区域。但针对爆破环境恶劣，操作难度高的峭壁等环境，深钻孔静态爆破技术适应性较差。

2.2 浅钻孔静态爆破技术

浅钻孔静态爆破技术的优势是操作简单，爆破碎石匀称，可有效控制爆破区域，准确掌控爆破石方数量。该技术可根据实际施工需求选择不同的方式，实施前准备工作便捷，无需设立脚手架等设施，基本不会破坏影响高速公路的既定线路。但浅钻孔静态爆破技术钻孔数量大，需要大量人工配合实施，需要较长的施工工期。

2.3 药壶静态爆破技术

药壶静态爆破技术无需浅钻孔静态爆破技术的大量钻孔数量，可以通过较少的钻孔，并一次性安放一定数量的炸药，实现对大体积岩石的爆破目的[4]。药壶静态爆破技术的弊端是因为炮眼放置的药量不均匀，导致爆破后的石块体积不一，为后续的转配运输造成不便。

2.4 药室静态爆破技术

药室静态爆破技术主要适用于土石方集中的区域，通过利用该技术爆破，有效实现土石方松动，缩短爆破施工工期，提高开挖施工效率，节约人力施工成本，减少钻孔工作量。但药室静态爆破技术爆破操作需要使用大量炸药，极易影响边坡稳定，对后续的开挖工作影响较大。而且此技术对场地要求较高，经常受场地因素制约而无法实施爆破。

3 在高速公路石方开挖施工的应用

3.1 高速公路路基土石方爆破施工难点

（1）受外界影响因素干扰较大。在对高速公路路基实施静态爆破时，对环境因素要求较高，应保证气候天气及温湿度控制在爆破标准规范范围，一旦超出标准应停止实施爆破操作。与此同时，静态爆破既不能影响施工公路以外公路的正常使用，还应不影响其他工序的正常施工，保证施工工作的正常开展。应科学设计、组织静态爆破操作工作，保证静态爆破的有序进行。

（2）工序复杂，安全风险要求较高。静态爆破操作工序复杂，安全风险性大。由于受到施工条件限制，例如大坡度的边坡会对静态爆破操作人员及机械设备的正常使用构成安全威胁；因高速公路特殊的位置条件，爆破作业产生的碎石会对大量穿行的车辆构成威胁。可见静态爆破技术应用存在较大危险性，在施工中应严格按操作规范及流程完成，提升施工安全系数。

3.2 高速公路路基土石方静态爆破施工工艺

静态爆破技术施工工艺的关键是对爆破方法及爆破工序的把握，根据高速公路路基施工场地的实际需求，制定合理的静态爆破实施方案，精准布置合理孔洞类型。爆破操作应按纵向为基础分层布施：①合理估算静态爆破操作的作用范围；②形成静态爆破操作设计，科学选定静态爆破操作人员；③对静态爆破操作人员进行操作指导；④对静态爆破操作时有概率造成安全风险的大体积石块进行移除操作；⑤钻孔爆破孔需检测符合爆破设计要求；⑥在孔洞内安装炸药及相应引爆设施；⑦静态爆破操作场地周围设置警戒区域并设置专人警戒；⑧对静态爆破操作警戒区域内所有人员和动物进行强制驱赶撤离；⑨进行发出爆破提醒，实施静态爆破操作；⑩爆破完成后，处置清理未完成盲炮，随即消除警戒设置及专员；利用专业设施对静态爆破操作进行综合评测，参考爆破设计标准及时调整爆破方案，实现静态爆破目标。

3.3 静态爆破技术应用过程

（1）设计孔洞布置。根据静态爆破设计数据标记炮孔爆破点，对布置标记好的爆破点禁止随便改动。标记前应进行表面清理操作，根据实际爆破方式及设计边坡线为标准进行孔洞布置。利用测量尺确保光爆孔洞和预裂孔洞打孔的精准度，保证爆破效果。孔洞布置完成后应进行核验，保证实际孔洞布置与设计的最小抵抗准则相符。

（2）打孔操作。打孔操作应注意打孔角度、打孔方向及深度的控制，保证其与设计参数一致，其中边坡光爆孔角度参数最为关键。根据石方材质科学选择打孔方法，并完成记录，如果遇地质变化应根据具体情况重新选定钻孔位置。打孔操作结束，利用高压风管设备对废渣进行清除，并保证孔洞深度、倾角、间隔符合设计需求，保证孔洞未出现堵塞现象。

（3）在孔洞安装炸药。孔洞安装炸药时应保证孔洞内清洁，根据爆破参数设计并结合不耦合方法进行不同类型孔洞精确装药操作。保证预裂孔洞下部的炸药安装密度，并利用钻屑做好炸药的隔离，保证起爆体安置在孔洞底部，实施反向装药方法。表1为常用的不同硬度石方对应的排距和孔距布置数据。

表1 不同硬度石方对应的排距和孔距布置

（4）封堵安装炸药的孔洞。利用黏土和细沙的混合作为封堵炸药孔洞材料，材料应保证含水率在17%左右、厚度＜3 cm。安装炸药完成应马上封堵孔洞，为保证封堵厚度满足设计，还应在封堵前放入纸团。利用分层法安放封堵材料，应用木炮棍进行每层的压实操作，控制层间距为10 cm，并保证导爆管的完整性。

（5）引爆路由连接。比较常用的引爆路由连接方式是同段毫秒雷管连起爆方法。即完成利用同段毫秒雷管将孔洞相连后，利用火雷管实施起爆操作。通过每响使用双雷管法保证孔洞的爆破率，对预裂孔的引爆路由采用防水材料导爆索。

（6）静态爆破操作遮挡掩盖措施。此步骤主要降低飞溅石块数量，通常使用双层沙袋及土袋进行遮挡掩盖，并利用绳子将其互连，以保证引爆路由的损坏。

（7）设置警戒区域并设置专人警戒。通常设置警戒区域应保证静态爆破安全距离外延200 m，并在指定位置设置专人警戒。

（8）实施静态爆破操作。在正式爆破操作前对静态爆破操作警戒区域内所有人员、动物进行强制驱赶撤离，并进行爆破信号提醒，严格根据起爆信号实施爆破操作。

（9）综合检查、评测静态爆破操作。静态爆破操作完成后应综合检查、评测静态爆破结果，检查是否存在防护受损、危石或盲炮的现象，如存在应立即处理。除专业检查人员外，其他人员均禁止进入警戒区域。确保所有检查工作完成后方可拆除警戒设施，待警戒设施拆除后撤离专人警戒。

（10）记录检查数据，并完成爆破评测。

4 安全措施

由于静态爆破技术高速公路石方开挖施工应用过程实施较复杂、危险性高，所以应保证施工安全。精确测算爆破操作安全距离，设立警戒区域和专人警戒，密切监视爆破区域，确保人员在安全区域。均匀布置炸药，保证孔洞炸药布置后的封堵长度，采取遮挡掩盖措施防止碎石飞溅，加强爆破区域周边建筑物的安全防护。装药时应保证孔洞清洁，封堵孔洞密实度应满足设计标准。科学设计起爆次序，结合利用微差爆破方法起爆。

针对炸药的装配、运输及应用都应严格按照行业标准完成，保证操作的安全。针对再用高速公路石方开挖施工时，应准确掌握往来车辆数据，应选择在车辆间隔空档较长的时间起爆，及时处理起爆后的碎石等。爆破过程应设计不同信号语言，根据信号语言安排静态爆破操作。

5 结语

由于静态爆破技术本身的高危险性及工序复杂的特点，将其应用到高速公路石方开挖中应根据实际施工需求选择最优方法，进行科学的实施布置与防护措施，根据静态爆破施工工艺科学实施爆破操作，从而有效提升爆破施工效果，保障施工安全，提升高速公路石方开挖项目的施工质量。