（浙江省送变电工程公司 浙江省杭州市 310016）
摘要：本文通过对三门核电送出工程嵌岩基础非爆破开挖施工方案的研究和实施，实现了利用液压劈岩法进行非爆破施工的创新工艺。实际应用表明该工艺起到了良好的效果，为输电线路及相近行业的非爆破施工提供了依据和技术支撑。
关键词：嵌岩式基础；非爆破；施工工艺
1 引言
在输电线路铁塔基础施工中，大量基础存在地质条件差、基础方量大、施工周期长等特点。一般嵌岩式线路基础施工中，普遍采用民爆公司爆破的施工方案，但当铁塔基础处于非爆破区域（如文物保护区、核电厂一级保护区、易塌方地区、地下管道、通信线路、煤气保护区）时，就无法进行爆破施工，此时若采用传统风镐等开挖方式，则会造成工作效率低、工程周期长、职业病诱严重加剧、安全风险大等不良影响，所以必须采用一种新的方法，在保证施工安全的情况下，优质高效完成铁塔基础的开挖施工。
2 工程背景简介
三门核电—回浦500kV双回输电线路2#铁塔基础位于三门核电厂一级控制区内，地质为坚岩，基础型号为岩石嵌固基础，四只基础坑深分别为7.6米至11.3米不等。三门核电厂根据国家相关文件，要求不得采用爆破作业进行基坑开挖。该基坑开挖存在工作量大、施工难度高、地形条件差、施工周期长等特点，结合现场环境、土质、基坑等情况，必须采用一种安全、非爆破的方法。
3 非爆破施工方案比选
目前一般采用的非爆破施工方案，主要有膨胀剂法、人工风镐开挖法及液压劈岩法。
3.1 膨胀剂法
膨胀剂法适用于大部分地质，其优点是无冲击、无震动、危险性较低、使用方法简单；缺点是膨胀剂产生的效果往往需要十几个小时，效率极其低下；温度较高情况下容易发生冲孔危险，对施工人员的安全造成危害；钻孔较多，施工成本高。[1]
3.2 人工风镐开挖法
人工风镐开挖法适用于无法使用炸药爆破进行岩石拆除破碎的地方，优点是不会对周围环境造成危害；缺点是过于原始，人工劳动强度大效率低，粉尘多易诱发职业病。
3.3 液压劈岩法
采用液压式岩石破碎机施工，单枪工作破碎力可达628吨，适用于各种施工地质环境，无噪声、无震动、无粉尘、无冲击、操作简单；对施工环境无选择，各种狭窄的地方及水下均可施工；施工效率高，裂开岩石只需要几秒钟。缺点是其采用的液压式岩石破碎机需定期专业维修保养。
由于工程2#铁塔位于三门核电控制区内，核电厂要求不得采用爆破作业进行基坑开挖，该基坑坑口直径为2.8m，最大坑深为11.3m，总开挖方量为306.9m3，存在工作量大、施工难度高、施工周期长等问题。综合比较3种基础开挖方法，结合2#铁塔基础现场实际情况，决定采用液压劈岩开挖方法。
4 液压劈岩法工艺实施
4.1 工作原理
常规的机械破碎方法，是通过外力冲击作用来破坏物体的结构。但通常被破碎的物体（如岩石、混凝土等）的抗压强度很高而抗拉强度却低于其抗压强度的10%[1]。液压破碎机正是利用脆性材料抗拉强度低的特性，运用楔块组的力学原理和液压机理开发出来的。
4.2工器具材料准备
一般一套液压破碎机设备通常包括：一台液压机、一条或二条破碎枪、一套液压连接管及其它附件（见图1）。其余辅助工具包括：发电机、风镐、铁锹、撬杠等。
图2 定孔、钻孔示意图
Fig.2 sketch map of drilling holes
一般情况下，钻孔应尽量垂直于岩石基面，以保持扩孔效果。如同一基面岩石性质不同或扩孔精度要求较高，可预先钻一些不同孔间距的试验孔，进行分裂试验，根据最终扩张效果总结出最佳的孔间距要求。
4.3.3分裂孔
利用液压破碎机进行孔分裂操作前，必须检查动力头和楔块受压面是否已被充分润滑，且每进行分裂3—5次后，必须润滑一次；检查液压机安全性能是否良好，卸压阀压力是否控制在60MP以内。
将楔块组插入钻好的孔中，启动破碎机开始工作，使动力头缓缓伸出，楔块组向两边扩张，岩石出现裂纹并慢慢破碎（见图3）。
图3 分裂孔施工实际效果图
Fig.3 sketch map of drilling holes
4.3.4 拆移
楔块组工作至最大位移后，收回动力头，关闭破碎机并拆移至孔旁。利用铁锹、撬杠等将已破碎的岩石清理出来，若已开挖至一定深度，则可利用升降机将岩石碎屑提升至基础基面，最后将破碎的岩石移至基坑周围1米外定置摆放。
5 安全技术保证措施
液压劈岩法施工工艺通常情况下要进行深基坑的开挖工作，因此开挖时重点要做好对开挖人员的安全保护措施，具体应做好以下几点：
（1）基础开挖必须有通风措施，坑底有照明设施。现场施工可采用一台1.5kW鼓风机向坑内送风，供给空气，现场同时应备有应急抢救器具。如：呼吸器、梯子、绳子以及其他必要的器具和设备。应急工具摆放在方便取用的位置，并设置“应急物品”标牌，以便在非常情况下抢救作业人员。
（2）开挖过程中，空压机造成的粉尘较多，采取防护罩过滤粉尘，确保工人健康提高施工效率；同时坑口必须设专职安全员，密切注意坑内施工情况及坑下人员的施工状态。
（3）为确保本基础施工过程中的安全，预防在基坑开挖过程中，坑壁上有小石块等坠落或坑壁意外局部坍塌，保证施工人员的安全，基础型时采用在坑壁上挂尼龙密目网的防护措施（见图4）。
图4 尼龙密目网防护及施工人员防尘措施图
Fig.4 Nylon dense web protection and dustproof measures
（4）由于破碎机使用过度或润滑不足易造成楔块突然折断，引起油缸的猛烈反向运动，容易造成人身伤害，故每次破碎前需检查动力头和楔块受压面是否已充分润滑，且每进行3—5次破碎后，必须润滑一次。
（5）破碎过程中，施工人员必须与破碎岩石保持0.5米左右距离，且不易站在破碎机的轴心方向（即岩石破碎缝方向）。
6 总结及发展方向
利用液压破碎机进行基础开挖，无振动、无冲击、无噪音，数十秒内可完成破碎，工作效率高，分裂尺寸精确，重量轻、操作简单，特别适合山区和高山无电源和交通不便的施工场所。但对于大方量嵌岩基坑开挖，尤其是基坑扩头部分的开挖，还存在效率不够高的情况。所以可以考虑在不易开挖处，加入SJY型液体炸药[3]，以提高开挖效率。
同时，由于该施工工艺的安全性、经济性、精确性及灵活性的特点，可广泛应用于狭窄空间混凝土结构的拆除、隧道沟渠及其它岩石的挖挖掘、各类抢险（地震、矿难、道路等）的开路等工作，应用前景十分广泛。
参考文献：
[1]GBJ50119-2003混凝土膨胀剂应用技术规范
[2]周益春，材料固体力学，科学出版社
[3]游定方，林琅，刘治碧，液体炸药的发展及应用，《化工技术与开发》第40卷第1期2011年1月
论文作者:何成彬,王韡
论文发表刊物:《河南电力》2018年9期
论文发表时间:2018/10/19
标签：岩石论文; 基础论文; 基坑论文; 液压论文; 风镐论文; 破碎机论文; 铁塔论文; 《河南电力》2018年9期论文;