土石方静力爆破施工方案本工程有大量土石方爆破施工，针对爆破施工采取如下方案：4.1拟投入的主要爆破设备技术参数根据该工程现场周边环境与地质条件，拟采取机械开挖与静态爆破施工技术，减少对民宅及扰民影响。

综合考虑工程施工与爆破环境复杂因素，选择控制爆破与静态爆破和机械开挖相结合的施工方案。

根据所选爆破方案，拟投入本工程的爆破设备如下表：表1拟投入本工程的爆破设备根据以上表格，本工程静态爆破和动态爆破采用的主要设备为：JK590（D）潜孔钻、WA120-6空压机、SKQ20-Y28凿岩机、CZ-200起爆器、QJ41电雷管测试仪、CZDM-DH30T液压岩石破碎锤。

各爆破设备主要技术参数如表2-7所示：表2 JK590（D）潜孔钻技术参数表3 WA120-6空压机技术参数表表4 SKQ20-Y28凿岩机技术参数表表5 CZ-200起爆器技术参数表表6 QJ41电雷管测试仪技术参数表表7 CZDM-DH30T液压岩石破碎锤技术参数表1、静态爆破的工艺原理静态破碎剂是通过与水反应，形成固相体积增大的结晶，结晶生长力对孔壁施加压缩应力，当与压缩应力成垂直方向的张拉应力超过了脆性物体的极限强度时，物体发生龟裂，随着无声破碎剂的膨胀压力不断增长，被破碎物体的裂缝不断扩大，直到破碎。

常规施工方法是将无声破碎剂用水拌成浆体，填充在混凝土和岩石钻孔中，在常温下可产生30MPa以上的膨胀压，经6h~24h将混凝土构筑物或岩石破碎。

人工造孔后，在静态爆破剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝，再使用冲击锤或风镐解小、破除，从而达到开挖的目的。

为赶工期的需要，我公司计划使用质量好的静爆剂，从而达到较好的开挖效果，以缩短工期。

静态爆破剂的破碎机理：静态爆破剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉末状物质，典型的化学反应式为：CaO+H2O→Ca(OH)2+6.5×104J当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体结构发生变化，会引起晶体体积的膨胀。

根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3至4倍，其表面积也增大近100倍，同时每摩尔还释放出6.5×104J 的热量。

如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到50Mpa，介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。

2、静态爆破特点静态爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品，是一种含铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，使用时按配合比要求用水搅拌后灌入钻孔内，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔壁，将混凝土或岩石悄悄地破碎。

静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。

静态爆破剂不属于危险品，无公害。

可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输和保管中无任何限制。

3、施工工艺流程（1）工艺流程图施工前准备→设计布孔→测量定位→钻孔→将静态破碎剂与水搅拌成浆→往孔中灌浆→岩石开裂→清理破碎碎屑→进入下一层循环施工（2）操作要点对于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、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况确定。

另外静态破碎剂的效力和初始开裂时间，除了与原料配合比有关外，还与施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间和速度、钢筋混凝土中配筋量、构件尺寸、操作人员的经验等因素有很大关系。

（3）钻孔破碎的设计岩石的破碎设计首先要了解山体的地质构造、岩质、节理发育状况（倾斜角度）、与岩石的抗压强度和抗拉强度，然后确定破碎时的最小抵抗线W、孔距a和排距b，孔径D、孔深L、钻孔方向和钻孔布置。

根据施工取得的经验，各种参数一般估计值如下：最小抵抗线W：最小抵抗线应根据岩石的形状、节理、钻孔孔径和要求破碎的块度等因素来确定，一般取值为：破碎软质岩石：W=40~60cm，破碎中、硬质岩石：W=25~40cm，边坡岩体属于中、硬质岩石，所以W=35cm。

孔距a和排距b：布眼前首先要确定至少有一个以上临空面，钻孔方向应尽可能做到与临空面平行，临空面（自由面）越多，单位破石量越大，效果也更好。

切割岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。

孔距与排距的大小根据岩石的硬度程度调整，硬度越大时，孔距与排距越小，反之则大。

岩石破碎块度较小时，W、a、b均取小值，相反，取大值，一般取值为：破碎软质岩石：a=40~60cm，破碎中、硬质岩石：a=30cm~50cm。

排距b应根据岩体的自由面多少决定，自由面多，b取较大值，反之，b取较小值。

多排孔分次破碎时，b一般等于（0.6~0.9）a。

多排孔宜采用梅花形布孔。

边坡岩体为燕山期花岗岩，属于中、硬质岩石，所以取a=40cm，b=0.8a=32cm。

钻孔直径：钻孔直径与破碎效果有直接关系。

孔径D越大，无声破碎剂装药量多，产生的膨胀压较大，其破碎效果较高。

但由于无声破碎剂水化同时放出热量，当内部蓄热状态达到100℃时，无声破碎剂浆体中未水化的水分就会沸腾，产生蒸汽压，从而把无声破碎剂浆体喷出来。

所以，最大孔径D主要取决于破碎剂浆体是否喷出。

一般孔径不宜小于20mm，但不宜大于50mm，取D=40mm。

钻孔深度：孔深大小主要取决于破碎面的高度（H）和岩石的约束程度。

无声破碎剂浆体填满钻孔时，由于孔底部分发生裂纹较困难，所以，如在冬季施工，最大孔径D可以适当放宽。

当设计破碎面为岩石的节理面或断裂面时：L=（0.9-1.05）H。

（H为设计破碎高度）对于岩体节理面不清楚时，除创造人工自由面外，由于无声破碎剂对孔底部分破坏困难，孔深要比设计破碎深度大5%Hcm。

相反，对于孤石破碎，因它四面凌空，L可为H的80%左右。

钻孔方向：钻孔方向应与岩体的节理方向互相垂直，其破碎效果最好。

一般来说，尽可能钻垂直孔，钻孔施工和填充无声破碎剂浆体方便简单。

如岩石节理不清楚，则要破碎面上打水平孔或斜孔，再打垂直孔，分段切割或破碎，可达到最佳破碎效果。

钻孔布置：1）孤石：根据孤石的大小、形状和破碎块度，来调节无声破碎剂用量。

取值一般为：D=30mm~50mm，a=40cm-60cm,L=80%H。

2）岩石切割：在有节理情况下，钻孔方向要与节理面垂直；对于远离自由面的应采取梅花形及在岩石破碎面的上面和侧面同时钻孔的形式进行破碎。

在无节理面或节理面不清楚时，要在预定破对面上钻水平孔，创造人工自由面，方可奏效。

取值一般为：D=30mm-40mm,n=20cm-40cm,L=(1.0-1.05)H。

3）钻孔位置与裂纹形状：岩石钻孔灌入无声破碎剂浆体后，裂纹一般是按邻接近的孔首先联成线。

4）孔距与孔径的关系：在一般情况下，孔距与孔径之比为10倍左右。

（4）钻孔根据钻孔破碎设计确定的相关参数在岩石上用空压机进行钻孔（5）拌浆、灌浆①无声破碎剂型号的选择在施工中，要根据施工期间的气温或工作环境温度选择无声破碎剂型号，见表1。

表1 无声破碎剂型号和使用范围当气温超过35℃时，要在下午5时~6时或早上6时~7时灌浆。

结合本工程的施工时间，选用无声破碎剂Ⅰ型。

②无声破碎剂使用量估算方法根据试验测得无声破碎剂的比重和每立方米浆体中无声破碎剂重量K，见表2表2 无声破碎剂比重及浆体容重无声破碎剂用量Q=πR2LK式中：Q-每米钻孔的无声破碎剂理论用量，kg/m3R-钻孔半径，m；L-钻孔深度，m，L=1.0m；K-每立方米无声破碎剂浆体中无声破碎剂用量，kg/m3当钻孔直径不同和使用无声破碎剂型号不同时可算出每米钻孔的无声破碎剂使用量，见表3.无声破碎剂——Ⅱ、Ⅰ:Q=3.14×R2×1×1540=4868.064×R2（kg/m)。

无声破碎剂——Ⅲ、Ⅳ：Q=3.14×R2×1×1650=5183.64×R2（kg/m）表3 每米钻孔的无声破碎剂使用量表无声破碎剂是用塑料袋包装的，只要不受潮，存放一年左右不会变质。

在现场可用如下观测试验法鉴别：取200g无声破碎剂与60ml 水拌成浆体，灌入100ml玻璃瓶中，在相应温度下，经8h~24h玻璃瓶破裂，则此无声破碎剂没有失效，可以继续使用。

④拌浆无声破碎剂每袋为5kg，加水量一般为无声破碎剂重量的30%，即加入1500ml水，无声破碎剂浆体以畅流入孔为准，不宜多加，否则会降低破碎效果。

搅拌时，先把水倒入桶中，再倒无声破碎剂；用人工搅拌时，要戴橡胶手套，搅拌时间一般为60~90s。

无声破碎剂如果结块久置，会降低它的性能，所以残留在桶底的无声破碎剂结块，要及时清理掉。

搅拌好的无声破碎剂浆体，要在10min以内完成，久置会使灌孔困难，效率降低。

⑤灌浆对于垂直孔，可直接倾倒进去，孔口留下2cm左右空隙，用废纸或废布将口堵实，有利于提早破碎时间。

对于斜孔和水平孔，为防止倒流的现象，可用水灰比为0.25~0.28的水与无声破碎剂拌成浆体，用手搓成条，塞入孔中，再用木棒捣压密实，最后用塞子堵口。

多排孔，一般采用梅花形孔。

在邻近自由面的孔，容易开裂，中间的孔因受四周限制，开裂困难，因此，在灌无声破碎剂浆体时，要有一定的时间差，即先灌边一、二排孔，经1h~3h，再灌三、四排孔，以此类推。

灌浆时，为安全起见要戴防护眼镜及口罩，避免浆体冲出伤及眼镜和其它部位。

因无声破碎剂具有轻度腐蚀性，所以碰到皮肤时要立即用清水冲洗。

清理岩石待无声破碎剂完全膨胀后，由挖掘机清理破碎的岩石。

清理的顺序自上而下，破碎出来的岩石滚落到坡脚，用挖掘机装车运出，在清理过程中应注意安全，防止岩石坠落伤人。

无声破碎剂完全膨胀时间由试验确定。

4、材料及设备表2-3 静态爆破材料用表表2-4 静态爆破设备表5、质量控制（1）静态爆破剂的质量控制对进场材料必须进行检验，确保其符合JC506《无声破碎机》强制性行业标准，不合格产品不得使用。

项目部计划使用质量优良的静爆剂以取得更好的效果。

（2）钻孔质量控制根据调查情况，编写施工措施，按措施中的设计孔位布置图测量放线，严格控制孔深、角度等技术参数。

钻孔直径宜采用38至42mm。

孔距与排距的大小与岩石的硬度直接相关。

硬度越大时，孔距与排距越小，反之则大。

根据此原则结合现场试验进行孔距与排距的调整。

（3）装药的质量控制禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次完成。

禁止打完孔后立即装药，应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温后方可装药。

灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内。

（4）药剂反应时间的控制药剂反应时间一般控制在30至60分钟，控制参数可根据现场的施工条件测定相关的施工参数。

6、安全措施（1）无关人员不得进入施工现场。

（2）采用具有腐蚀性的静态破碎剂时，灌浆人员必须戴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。