深基坑静态(无声)爆破开挖方案研究
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摘要：工程地处商业广场繁华路段，周围人群密集，普通爆破风险较大，考虑安全及环保问题，于邻近保护对象的基坑边缘处实施静态爆破。爆破过程中使用静态爆破剂，并对具体方案和参数进行设计，在基坑边缘处钻孔装药的同时进行定点监测，并对工程整体进行质量与安全控制。
Abstract： The project is located in the downtown section of the commercial plaza， surrounded by the crowd. The ordinary blasting risk is greater. Through considering the safety and environmental protection issues， the static blasting is implemented at the edge of the foundation pit around the protection project. In the blasting process， the static blasting agent is used， and the specific scheme and parameters are designed， borehole charge on the edge of foundation pit is carried out with the fixed-point monitoring and the quality and safety control of the whole project is carried out.
Key words： deep foundation pit；static blasting；static blasting agent
中图分类号：TV551.4+2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）20-0098-02
0 引言
高度的城市化建设，刺激人们对周边生存环境的不断改造，越来越多的大型工程需要在房屋、人群密集的区域进行建设。大型工程离不开坚实的基础，这使得深基坑工程变得愈加重要，特别是地处闹市区的深基坑工程，由于附近人群密集、车流量大，这给深基坑的施工带来了许多不便。静态（无声）爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声，能够确保施工安全，有效控制爆破范围，确保基坑和周边建筑物、交通设施以及地面行车、行人的安全[1-2]。
1 工程概况
工程位于重庆市某广场繁华路段，周围人流密集，建筑物繁多，车流量大，基坑土石方开挖工程量大，形状复杂，给爆破施工作业带来很多不便。基坑附近岩层裂隙、地下水较发育，风化岩层分布不均匀需要采取爆破施工。鉴于基坑周边环境复杂，决定在开挖过程中采取静态（无声）爆破方案，以确保基坑安全，保护周围建筑物、交通设施以及地面行车、行人的安全。
2 静态爆破剂
爆破剂主要原材料为硅酸盐、氧化钙以及其他有机、无机添加剂制成，呈粉末状[3]，化学反应方程式为：
CaO+H2OCa（OH）2+6.5×104J
氧化钙与水发生化学反应，引起晶体体积膨胀。晶体自由膨胀，其表面积增大约100倍，体积膨胀3～4倍。反应为放热反应，每摩尔化学物质反应释放6.5×104J的热量。将其注入炮孔内，压力最高可上升至50MPa，体积的膨胀会造成介质在压力作用下产生径向、环向应力，会将混凝土或者岩石悄悄破碎。
3 具体方案
根据施工经验，静态爆破以每层0.8m效果最佳。分层打眼爆破，每层炮眼1.0m，并装药爆破。出渣时需使用冲击锤解小，爆破出的石方边坡使用风镐修整，防止石方滑落。为防止开挖后的石方边坡滑落，基坑石方边坡采用锚杆支护[4-5]。
4 参数设计
4.1 布眼设计
单位破石量与效果成正比，所以需要尽可能多的临空面进行布眼设计，以期达到最好的效果[6]。对岩石进行切割时，尽量使同一排钻孔在一个平面上。根据岩石硬度调整孔距与排距。孔距与排距布置见表1，静态爆破剂布孔设计参数见表2。
4.2 钻孔与装药
4.2.1 钻孔
钻孔直径与破碎效果有直接关系，计划采用φ42mm钻孔。孤立的岩石、混凝土块钻孔深度为破碎体的70%～80%，二者需要分步破碎，可根据施工要求选择所需要的钻孔深度，一般在1.0m～2.0m之间。
4.2.2 装药
先将药剂加30%的水拌成流质状，迅速倒入孔内并用略小于钻孔的捅杆捣实捅紧，特别强调岩石发现裂缝后，应立即向裂缝中加水，以支持药剂持续反应。分三组同时灌装，每组由主灌装手和灌装手组成。取药操作时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责捅紧捣实。在装填药剂之前，需确定岩石孔壁、药剂、拌和水、搅拌桶的温度是否达到要求。装药整个过程不宜超过5min，操作时应注意观察装填孔，若孔内有气体冒出和“嘶嘶”声时，应立即停止装药。对于在水下的钻孔装药第一步需将套筒插入钻孔内，第二步向套筒内装药，从而使药剂发挥最大的效力[7]。
药剂反应的快慢与温度有直接的关系，二者成正相关关系。较低的气温，药剂反应时间会延长，从而导致施工的不便。对于上述的不便可以通过加入保温剂以提高拌和水温度来调节，但温度不可超过40℃，否则可能产生冲孔[8]。其反应时间一般控制在30～60min，也可使用抑制剂延缓反应时间来预防药剂反应时间过快而冲孔伤人事故的发生。
5 质量与安全控制
5.1 质量控制
进场材料必须严格执行符合JC506-92《无声破碎机》强制性行业标准，确保质量优良的静态爆剂发挥更好的效果[9]。编写实施性施工方案时，应严格控制孔深、角度等技术参数。钻孔直径为38～42mm，孔距与排距的大小与岩石的硬度、混凝土强度及布筋直接相关。打孔要一次完成，装药要一次完成，禁止边打孔边装药与此同时，禁止打完孔后立即装药，正确做法是在高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温后即可进行装药。药剂反应时间一般控制在30～60min，控制参数可根据现场的施工条件测定。