摘要：作为石方开挖工程施工的重要方式，静态破碎在破石剂高效使用的基础上，改变岩体结构的受力形态，并使得岩层破碎。其具有破碎效率高、污染程度小、安全指数高的特点。本文结合叶尔羌河区域引水式电站工程项目建设实际，就静态破碎在石方开挖施工中的应用要点展开分析，期望能提升静态破碎施工技术的应用水平，进而保证石方开挖工作的高效开展。
关键词：静态破碎；石方开挖；方法
石方开挖是水利工程项目施工的重要环节，传统施工模式下，人们采用爆破的方式进行石方开挖，这使得石方开挖过程污染较大，同时，破碎的石料会朝远方飞溅，危险系数较大。新时期，处于绿色化、安全化施工考虑，静态破碎在石方开挖施工中的到了广泛应用。该方式在考虑施工现场基本情况的基础上，对破石剂进行水化处理，然后将水化后的破石剂注入岩体，使得岩体发生膨胀作用，最终，当径向压力大于岩石抗拉强度时，岩石会产生破碎作用。从石方开挖效果来看，其不仅具有良好的环境效益，而且安全系数较高。新时期，深化静态破碎方法研究已经成为石方开挖工程建设的要点所在。
一、项目概况
叶尔羌河区域引水式电站工程项目是一项现代化的水电建设项目。生态电站厂房原地面高程约为1595.00m，主机间廊道基础开挖底高程为1579.50m，最大挖深约15.5m，开挖边坡坡比1:1.5。厂房上游为压力管道，下游接尾水反坡，左右两侧连接的鱼道及泄洪冲沙闸基础开挖底高程为1588.00m，这使得项目建设初期需要进行一定规模的石方开挖施工。本项目采用静态破碎的方式开挖石方，有效地提升了石方开挖效率，保证了项目建设质量。
二、工程地质条件分析
石方开挖工程受地质条件限制较为明显，基于此，开展石方开挖时，需注重施工区域地质环境的有效分析，以此来确保石方开发技术应的匹配性。叶尔羌河区域引水式电站工程坝基河床地表零星分布红柳，地表以下约 2m 含植物根系，同时河床覆盖层上部为含漂石砂卵砂砾石层，颗粒较大。从岩层特征来看，此岩层透水性较强。而在坝基河床区域，其覆盖层较厚，而且覆盖层组成较为单一，物理力学性质存在一定差异。而在 4~17m，砂砾石层是其主要的组成，该冲击层泥岩互层、顺层断层较发育。此外，从水文状况来看，该区域地下水主要包含了孔隙潜水、孔隙潜水两种形态，其中前者由大气降水补给，而后者水位随河水为变化。项目施工中，传统的岩石爆破方式在本工程中适用性较差，采用该方式容易对施工外造成扰动，基于此，本项目采用静态破碎石方开挖方式。
三、静态破碎在石方开挖中的应用要点
1、造孔设备选择
静态破碎过程中，施工人员需要在岩层里注射一定的破石剂，为确保破石剂的顺利注入，在前期造孔时，需注重造孔设备的规范选择。本项目造孔设备选用金科590型履带式钻机，供风设备选用美国寿力RS550型空压机，采用这两种设备能实现基岩在水位以下地段孔位的有效管理，确保了造孔施工的高效进行[1]。
2、主要施工参数
确定并及时调整各种参数，不断优化岩石劈裂方案，改进施工方法和安全防护措施，可有效地控制开挖质量和安全，降低开挖成本。
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1）孔径
为将破石剂使用效果最大化，造孔孔径确定为70mm。
2）孔距和排距
孔距和排距为1m×1m。
3）钻孔深度
钻孔深度超深30cm。
4）钻孔倾角
钻孔倾角平行于岩石裂隙发育倾角。
5）水与强力静态破石剂比例
水与强力静态破石剂质量比为1:3
3、孔位布置
采用强力静态破石剂开挖过程中，部分施工区域的岩层产状与岩层坡度斜交，这对岩石开挖项目施工带来较大难度。在造孔施工中，需要注重以下要点的有效把控：首先，在施工顺序把控中，按照岩石裂隙发育程度及岩石破碎情况进行布孔，确保开挖出临空面。其次，根据现场地形条件以及岩石裂隙发育方向，确定钻孔倾角，孔位应布置在岩石裂隙处，并根据岩石裂隙的发育情况调整钻孔间排距，使强力静态破石剂的使用效果最大化。
4、主要施工方法
测量放线使用全站仪精确测放钻孔孔位和方向控制点。依据测放的孔位，使用水准仪测量各点位高程，依次进行布点施工。造孔采用金科590型履带式钻机造孔为主，钻孔深度深入建基面以下30cm。钻孔呈梅花型分布，钻孔结束后，检查孔深，之后用编织袋封堵孔口，并插小彩旗做明显标志。现场对强力静态破石剂进行调配，将水温加热至30℃～50℃，按照水比强力静态破石剂质量比1:3的比例，向加热水中加入强力静态破石剂。当开挖面位于水位以下时，强力静态破石剂调配完成后，先向孔内装入塑料袋后使用注浆机向内注入强力静态破石剂。现场强力静态破石剂注孔完成后，等其完全膨胀产生的挤压力使岩石顺裂隙发育方向破碎后，使用液压挖掘机带破碎锤对岩石进行破碎，开挖至设计高程。
5、破石剂选择应用
采用破碎施工方式进行工程石方开挖时，还应注重破石剂选择与应用的有效管理。就破石剂选择而言，应确保其具有较大的膨胀力，同时具有开裂时间段、适用性的特点[2]。而在其应用中，应做好小样实验处理，通常而言，破石剂小样实验的材料应保持在200g。同时在使用中，还应合理的进行破石剂稀释，做好破石剂用量与工程效益的统筹。此外，需考虑破石剂的安全性，避免对施工人员造成伤害。
结论
静态破碎是一种高效化的石方开挖方式，将其应用于石方开挖施工，能有效地提升开挖施工的效率性、环保性和安全性。施工过程中，作业人员主要基于工程建设环境，进行静态破碎适用性的有效分析，然后规范化的进行静态破碎施工要点把控，才能确保静态破碎应用的规范性，进而提升石方开挖效率和质量，为现代工程项目建设奠定良好基础。
参考文献：
[1]吴辉辉,史永超.超高支护及复杂地质条件下基坑土石破碎技术[J].建筑机械化,2019(5):9-11.
[2]谢晓峰.浅谈石材开采技术在工程建设中的应用[J].建筑与装饰,2019(7):188.
论文作者:赵建利
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/18
标签：静态论文; 岩石论文; 钻孔论文; 岩层论文; 裂隙论文; 强力论文; 高程论文; 《基层建设》2019年第27期论文;