西气东输淮武支线管道工程第三标段线路工程
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中国石油天然气管道局西气东输淮武支线第三标段项目部
编制日期：2005年11月25日
1. 工程概况
西气东输淮武支线管道工程第3标段河南省潢川分输站以南、光山县、新县段，管线走向大致从南向北，桩号从AH001－AJ060，线路实长90.66km。
管材为X60螺旋缝埋弧焊钢管，管线管径分为φ610×7.1mm和φ610×7.9mm两种，设计压力
为6.3Mpa。
第3标段管线所经地区地貌类型众多，以山前冲洪积平原、台地、丘陵为主，其中管道所经过的约1/2的地区是花岗岩和石灰岩，管沟需要爆破才能成形。
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。
（4） 与爆破相比它的破碎能力较小，成本较高，但是它无公害，操作和使用安全。因此，
在城市拆除建筑物、构筑物和石材开采中仍然是一种比较好的破碎方法。
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、破碎体剂的用量和炮孔排列。 （1） 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。
（2） 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，必然后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d≤50mm）
岩石类别 | 莫氏硬度 | 标准K值 |
软岩 | 3～5 | 10超强电磁铁～18 |
中硬岩 | 5～7 | 8～12 |
硬岩 | 7～9 | 5～10 |
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（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＝αH，m
式中 L——孔深，m；
H——被破碎体的高度或破碎高度，m；
α——孔深系数，与约束条件有关。对于石灰岩或孤石α＝2/3～3/4；对于原岩α＝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、节理以及要求破碎的块度等因素来确定。
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 |
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（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，本次施工选用的是新型速效静态胀裂剂SB-1000型
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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＋γ）∑Lq1，kg
式中 Q——一个炮孔的用药量或一次破碎的总用药量，kg；
γ——损耗率，采用0.05～0.1；
∑L——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，kg/m。按下表选取。
每米炮孔用药量
孔径（mm） | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 | 42 | 44 | 220v稳压器46 | 48 | 50 |
用药量（kg/m） | 1.1 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 2.1 | 2.3 | 2.5 | 2.7 | 3.0 | 3.3 |
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2） 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，kg/m3。按下表选取。
介质种类 | 破碎剂用量（kg/m3） |
软质岩石破碎 | 8～10 | 音箱架
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 |
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（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～电量控制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。
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