特殊地段静态岩石破碎方案

特殊地段静态岩石破碎方案1工程概况本标段管线所经地区地貌类型众多，其中管道所经过一些居民区、地上、地下构筑物附近和一些特殊地段，管线要从高压线下穿过和穿越高速等，这些地段无法采用常规爆破，人工和机械设备凿岩费时费力，影响施工进度。我单位采用目前先进的静态岩石破碎法进行爆破，可提高施工进度，对构筑物、居民生活、工农业生产不会造成损坏和影响，从而做到文明、安全、高效施工。2静态岩石破碎法的优点1）由于它是属于静态破碎，与爆破相比，在破碎过程中不会产生振动、空气冲击波、噪声、飞石、毒气和粉尘，是一种无公害或少公害的破碎剂。2）胀裂剂的组分中不含爆炸性组分，因此在配置、运输、使用和贮存过程中都非常安全。3）与爆破相比，它操作简便，不需要堵塞，也不需要联线、导通和点火。3静态岩石破碎的破裂参数的确定：3.1根据现场花岗岩和石灰岩的材质、裂隙尺寸和破碎的要求，设计计算出破碎参数，并选用对应钻孔设备和钻孔工具。破碎参数包括孔径、孔距、孔深、排距、最小抵抗线、破碎剂的用量和炮孔排列。孔径孔径是影响破碎效果的重要因素。孔径越大，破碎剂的装入量就越多，产生的膨胀压力也越大，破碎效果也就越好。但是，另外一方面孔径越大，产生的热量也越多，温度上升也越高，最后导致破碎剂浆体的喷出。所以孔径不宜过大。另外对孔径制约的一个重要因素是钻孔设备的性能，孔径越大，钻孔速度下降越显著。因此，花岗岩的炮孔孔径选择为42mm,石灰岩的炮孔孔径选择为34mm。孔距当其他条件不变时，孔距越小，开裂越容易，破碎所需时间也越短。但孔距越小，孔数增多，必然增加钻孔工作量和破碎剂的消耗量。因此，对于不同的破碎对象，确定出可行的最大孔距，已达到最好的技术经济效果。影响孔距的因素主要有：被破碎体的抗拉强度、破碎剂的膨胀压力和钻孔孔径，当其它条件不变时，抗拉强度越高，孔距应越小；反之，则可增大。另外，膨胀压力和孔径越大，孔距应越大；反之，则应减小。孔距的大小可用下式来求得：a=Kd式中：a——孔距，cm；d孔径，cm；K——破碎系数，若使用普通型破碎剂时，K值可从下表中选取。岩石的K值（孔径dW50mm）岩石类别莫氏硬度标准K值软岩3〜510〜18中硬岩5〜78〜12硬岩7〜95〜10（3）孔深炮孔深度与被破碎体的高度（或宽度）有关。当被破碎体的高度和其它条件相同时，炮孔深度大的比炮孔深度小的更容易开裂，破碎效果也更好，他们之间的关系可用下式表示：L=aH,m式中L——孔深H——被破碎体的高度或破碎高度a——孔深系数，与约束条件有关。对于石灰岩或孤石a=2/3〜3/4；对于原岩a=1.05。（4）排距和最小抵抗线炮孔排距的大小与破碎剂膨胀压力的大小、被破碎体的强度和自由面的多少有关。膨胀压力大、被破碎的强度小和自由面多，可取大值，反之，则取小值。在静态破碎中，最小抵抗线的大小因根据介质的强度、形状大小、孔径以及要求破碎的块度等因素来确定。

孔距最小抵抗线值破碎对象的名称W值（cm）软岩40〜60中、硬质岩石30〜40（5）破碎剂的选型和用量普通型破碎剂，它们共同特点是呈粉末状，水反应速度较慢，膨胀压力上升也较慢，破碎能力小和介质的破裂时间长，新型速效静态胀裂剂，呈颗粒状结构，可以加速水反应和有利于膨胀压力的迅速上升，30分钟后出现30Mpa的膨胀压力，工艺比较简单。破碎剂的用量是影响破碎效果的主要因素。当炮孔布置方式和有关的破裂参数确定好以后，用药量可按下面两种方式确定：①按每米炮孔装药量计算：Q=（1+丫）ELq1，kg式中Q——一个炮孔的用药量或一次破碎的总用药量，kg；Y—-损耗率，采用0.05〜0.1；EL——一个炮孔的延米数或一个破碎体全部炮孔的总延米数，m；q1—-单位孔长的用药量，卜8/山。按下表选取。

每米炮孔用药量孔径（mm）3032343638404244464850用药量（kg/m）1.11.31.51.71.92.12.32.52.73.03.3②按单位体剂耗药量计算：Q=q2V式中Q——用药量，kg；V被破碎碎体体剂，m3；q2破碎单位体剂介质用药量，卜8/山3。按下表选取。介质种类破碎剂,（kg/m3）软质岩石破碎8〜10中、硬质岩石破碎10〜15硬质岩石破碎12〜20岩石切割5〜15孤石5〜10（6）炮孔的排列炮孔排列形式主要取决于被破碎体的具体情况和对破碎体的要求。管沟石方破碎采用多排孔破碎，炮孔的排列形式主要是方格网形排列和梅花形排列，顶管石方破碎、公路大开挖石方破碎和孤石等的排列方式都是在具体条件下，对上述两种方式的变化。当破碎石方需外运、水工保护或用于地貌恢复等采用方格网形布孔时，炮孔与炮孔之间就是裂缝发展的方向，使被破碎体沿着与自由面平行的成条状裂开，形成对破碎体的切割。当破碎石方被用于部分管沟回填或用于砌筑时采用梅花形布孔时，破碎结果可能出现两种情况。当最小抵抗线、孔距和排距都相等时，破碎结果是对破碎体切割成条状（见下图）。若将最小抵抗线减小到为孔距的一半，排距为孔距的60〜90%,孔深为破碎高度的80％以上时，就会产生不规则的裂缝，而将被破碎体破裂成小块。方格网形炮孔排列方式.梅花形方格网形炮孔排列方式.梅花形切割成条状破裂成小块梅花形布孔两种破碎效果切割成条状破裂成小块梅花形布孔两种破碎效果4.静态岩石破碎的施工工艺4.1钻孔设备、工具表钻孔设备表序号机械名称规格型号单位数量备注1空压机6m3/min台62发电机36KW台23风钻Y26把304储油罐5m3座15加油泵个16翻斗车4吨台27履带单斗台18对讲机对69液压凿岩机台1钻孔工具表序号材料名称规格型号单位数量备注1风管高压米4002钻头个1003钻杆米1004铁丝公斤1005碘钨灯1000W个106液化气罐30公斤套37军用帐篷座48量杯1000ml个54.2根据计算进行钻孔:位于地表以下的基岩，应尽可能将四周的土挖开，挖掘深度应至基岩的水平裂隙或炮孔以下300mm的深度，如果是连片岩石,可多打一些较深的空炮孔来增加自由面，以提高破碎效果。1）用凿岩机打眼时，应先小开风门，待钻头已钻入岩石，能控制方向时方可开大风门。换钻杆时应先关风门，后换钻杆。检查凿岩机及加油时，亦应先关闭风管。不得用手或身体支承凿岩机的转动部分。2）必须按炮眼布置的位置、方向及深度钻眼；打眼时要扶稳钻杆，吹风要勤。3）更换钢钎时，应检查钻头是否脱落、掉角，如有脱落、掉角现象，应把钻头或刃角掏出来。4）任何情况下，不得用凿岩机拔出炮眼内的钢钎，以免损坏凿岩机部件。5）每一炮眼打够深度后，要把眼内的石粉冲净吹干，以便装药。6）严禁在残眼中继续钻眼。根据气候条件，正确选用破碎剂型号静态胀裂剂又叫静态破碎剂。它是以氧化钙和硅酸盐为主要成分，配上其它有机、无机添加剂而制成的粉状混合物与适量的水掺合后，发生水化反应，将它注入炮眼内，这种膨胀受到炮眼壁的约束，压力可上升到30Mpa。介质在这种情况下会产生径向的压缩应力和切向的拉伸应力，在拉伸应力的作用下而产生破裂。速效静态胀裂剂与粉末状静态胀裂剂比较，颗粒状速效静态胀裂剂具有自身的优点：：1）它的表面积比粉末状静态胀裂剂小得多，因此具有与注入水在短时间内进行水化反应性，5〜10分钟后，便会引起急剧水化反应，20分钟后，出现30Mpa的膨胀压力。2）在颗粒间距有较多空隙，因此由水化反应生成的水化热所产生的水蒸气，能通过这些空隙而逸出，避免因整齐压力的增加而引起的喷孔。3）工艺比较简单，与粉末状静态胀裂剂比较，它省去混药和搅拌等工艺。与快速普通型静态胀裂剂比较，它不需要在胀裂剂中加入加热剂和止锁剂。4）速效胀裂剂与普通胀裂剂相比具有以上优点，所以在此工程中采用速效静态胀裂剂。装填对于颗粒状破碎剂装填前不需用水处理,装填时先在孔中插入一根铁棍，注入半孔水后，一边往孔里装填破碎剂，一边将铁棍轻轻搅动并拨出。以防破碎剂在孔中棚住。如发现孔中漏水，可事先在孔中装入一薄膜塑料袋，然后将水和破碎剂装入袋中。4.5养护在夏季装填完浆体后，孔口应当覆盖，以免发生喷孔。冬季，气温过低时，应采取保温和加温措施。5安全保证措施施工现场人员和设备安全保护措施1）钻孔时，钻孔人员要采取一定的安全措施，例如戴上防护面罩，防止飞溅的碎石伤害到人身。2）为了安全，在装填药剂时，应事先规划好人员行走路线，尽量避免走过已装填好药剂的炮孔区，以免伤到人体。3）施工前要进行安全和技术交底，并做好安全技术交底记录。注重施工的危险环节和防范措施。4）参加施工的人员必须穿工作服，工作鞋，戴好安全帽。5）钻工打眼时要戴防尘口罩，防止有害气体和粉尘对人体的危害。6）由于在山区施工，蚊虫叮咬，毒蛇出没，荆棘丛生，危石坠落，因此要配备好各种急救药品，一旦出现问题及时救治。7）每个施工小组至少配备两个军用帐篷，备有行李、液化气罐等必备的炊事、生活用具，保证施工人员