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【摘 要】 平禹煤电许昌天健热电公司12MW背压机改造工程梁、柱C30钢筋混凝土破除，施工时由于场地条件限制，大型机械设备无法进场实施破除作业。采用无声静力爆破技术取得了良好的效果，并为类似条件下钢筋混凝土的破除积累了工程经验。
【关键词】 膨胀剂;改造工程;静态爆破
一、工程概况
本工程位于平禹煤电许昌天健热电有限公司厂区厂房内。新建气机工程需要将2007年10月承建的3#机组改造，原有的梁柱基础全部拆除。拆除后重新浇筑新设计的结构平台。需要拆除的梁、柱基础混凝土强度等级设计均为C30，混凝土平台顶标高为7.000m，共需要破除钢筋混凝土量约为320m3。
二、工程施工的特点和难点
1、施工场地狭小，条件复杂。
2、由于设计混凝土强度等级为C30，根据混凝土结构强度随时间而增长，经现场实际回弹混凝土强度达C40，增加了混凝土破除的难度。
3、构件尺寸较大，平台梁尺寸为900mm宽×1800mm高，查原设计图纸混凝土梁内钢筋较密，增加了混凝土破除的难度。
4、施工难点：施工现场管线复杂，需要破除的混凝土平台周边仍有正在使用的管线。需要破除的混凝土梁、柱基础东边和南边均悬空;西边为原发电机基础，设计要求对原发电机基础不允许有强烈震动;北面仅有2m宽混凝土平台。
三、静态爆破施工方案
1、施工方案选择
（1）人工锤击破碎法;（2）人工打钎法;（3）手持（风）电镐法;（4）静力切割法（液压墙锯）;（5）挖掘机破碎法;（6）液压钳碎法;（7）超高压水射流破碎法;（8）无声静力爆破法;（9）火药控制爆破法
方案（1）、（2）、（3）由于甲方工期要求，破除时间太长，方案排除。
方案（4）、（7）结合本工程实际情况，施工费用较高，虽然这两种施工方案工期最短，但高昂的施工费用甲方不予以承担，方案排除。
方案（5）、（6）由于施工现场条件限制，大型机械无法在厂房内施工作业，方案排除。
方案（9）由于在厂房内，需要破除的混凝土周边有正在使用的管道，虽然为控制爆破，但需要多方协调，而且对原发电机基础有不可预料的影响，该方案排除。
综合考虑经济、甲方工期要求、施工现场条件等因素，本次混凝土破除方案采用无声静力爆破技术。
2、破碎机理
无声静力爆破法使用膨胀剂进行破碎的机理与炸药破碎机理不同，它主要是靠膨胀剂在被破碎体内发生缓慢的化学反应和物理变化而使晶粒变形、温度升高、体积膨胀，以致逐渐增大对孔壁的静膨胀压力作用，使介质产生龟裂而解体，静态膨胀破碎法也称静力破裂和静态破碎技术。
3、施工技术设计方案
以需要破除的钢筋混凝土梁边为自由面（临空面），钻孔方向应尽量与自由面平行，尽可能使钢筋混凝土的同一排钻孔保持在同一个平面上。根椐本工程实际情况设计孔径为38mm，孔距200～300mm，孔深为要破除钢筋混凝土构件高度的90%，膨胀剂用量10～20kg/m3。
操作步骤：钻孔→搅拌→灌孔→开裂
四、静态爆破施工技术要点
1.钻孔
钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力;钻孔太大，易冲孔。根椐本工程被破碎钢筋混凝土梁的强度、硬度、钢筋的排列密度使用直径为38mm的钻头。
钻孔内的残余灰渣用高压风吹洗干净，孔口旁应干净无石渣。
根据钢筋混凝土梁的高度设计钻孔深度在1.5m左右。
2.膨胀剂注入
根据每孔膨胀剂用量多少，加水搅成湿而松散的面絮状或胶泥状往孔内灌满为止。
根据每孔膨胀剂用量多少，将膨胀剂倒入盆中，将水和膨胀剂以0.2～0.25：10的比例迅速搅拌，搅拌时可用手提式搅拌机或用手搅拌，但用手搅拌时，因膨胀剂略有腐蚀性应戴橡皮手套，待搅合均匀，使之成为湿而松散的面絮状或胶泥状后，迅速向孔内边填边用木棍捣实即可。装药深度为钻孔深度的100%。
对于本次混凝土梁的破碎施工，操作人员的协调配合很重要。应采用小组的方式，每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。各灌装小组在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步，可以让每个孔内药剂的最大膨胀压力基本保持同时出现，有利于钢筋混凝土的破碎。
灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂（表现开始冒气和温度烫手）不允许装入孔内。从药剂加入水到灌装结束，这个过程的时间不能超过三分钟，否则其破碎效果会降低。
混凝土刚开裂后，可向裂缝中加入适量的水，支持药剂持续反应，可获得更好效果。
3.安全措施
膨胀剂与水反应后会产生热量，如果反应过快，在水和膨胀剂还没有充分结合的情况下，浆体的温度就会达到沸点，这会导致气喷式的喷孔，瞬间蒸汽所产生的压力将会把部分浆体喷出孔外。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，冲入眼内可能会对角膜造成严重损害。为防止伤人事故，操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防冲击防尘PVC护目镜进行操作。
无关人员在装药过程中不得进入施工现场。在药剂灌入钻孔到钢筋混凝土开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或草席，远离装灌点。观察裂隙发展情况时应更加小心。此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂进入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗。情况严重者立即送医院清洗治疗。
刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高，应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
4.膨胀剂效果
向钻孔中注入膨胀剂2小时后出现多条沿梁纵筋方向约2mm宽的裂缝。在梁柱交接处，梁端出现竖向裂缝。膨胀剂注入48小时后，膨胀剂仍发挥作用，裂缝继续开展。
五、结束语
在现场施工条件受到限制的情况下，使用无声静力爆破技术破除钢筋混凝土施工速度快，效果可靠，缩短了工期，为后续工作赢得了时间。本工程实例为以后在改造工程中破除钢筋混凝土提供了理论和实践经验。
【关键词】 膨胀剂;改造工程;静态爆破
一、工程概况
本工程位于平禹煤电许昌天健热电有限公司厂区厂房内。新建气机工程需要将2007年10月承建的3#机组改造，原有的梁柱基础全部拆除。拆除后重新浇筑新设计的结构平台。需要拆除的梁、柱基础混凝土强度等级设计均为C30，混凝土平台顶标高为7.000m，共需要破除钢筋混凝土量约为320m3。
二、工程施工的特点和难点
1、施工场地狭小，条件复杂。
2、由于设计混凝土强度等级为C30，根据混凝土结构强度随时间而增长，经现场实际回弹混凝土强度达C40，增加了混凝土破除的难度。
3、构件尺寸较大，平台梁尺寸为900mm宽×1800mm高，查原设计图纸混凝土梁内钢筋较密，增加了混凝土破除的难度。
4、施工难点：施工现场管线复杂，需要破除的混凝土平台周边仍有正在使用的管线。需要破除的混凝土梁、柱基础东边和南边均悬空;西边为原发电机基础，设计要求对原发电机基础不允许有强烈震动;北面仅有2m宽混凝土平台。
三、静态爆破施工方案
1、施工方案选择
（1）人工锤击破碎法;（2）人工打钎法;（3）手持（风）电镐法;（4）静力切割法（液压墙锯）;（5）挖掘机破碎法;（6）液压钳碎法;（7）超高压水射流破碎法;（8）无声静力爆破法;（9）火药控制爆破法
方案（1）、（2）、（3）由于甲方工期要求，破除时间太长，方案排除。
方案（4）、（7）结合本工程实际情况，施工费用较高，虽然这两种施工方案工期最短，但高昂的施工费用甲方不予以承担，方案排除。
方案（5）、（6）由于施工现场条件限制，大型机械无法在厂房内施工作业，方案排除。
方案（9）由于在厂房内，需要破除的混凝土周边有正在使用的管道，虽然为控制爆破，但需要多方协调，而且对原发电机基础有不可预料的影响，该方案排除。
综合考虑经济、甲方工期要求、施工现场条件等因素，本次混凝土破除方案采用无声静力爆破技术。
2、破碎机理
无声静力爆破法使用膨胀剂进行破碎的机理与炸药破碎机理不同，它主要是靠膨胀剂在被破碎体内发生缓慢的化学反应和物理变化而使晶粒变形、温度升高、体积膨胀，以致逐渐增大对孔壁的静膨胀压力作用，使介质产生龟裂而解体，静态膨胀破碎法也称静力破裂和静态破碎技术。
3、施工技术设计方案
以需要破除的钢筋混凝土梁边为自由面（临空面），钻孔方向应尽量与自由面平行，尽可能使钢筋混凝土的同一排钻孔保持在同一个平面上。根椐本工程实际情况设计孔径为38mm，孔距200～300mm，孔深为要破除钢筋混凝土构件高度的90%，膨胀剂用量10～20kg/m3。
操作步骤：钻孔→搅拌→灌孔→开裂
四、静态爆破施工技术要点
1.钻孔
钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力;钻孔太大，易冲孔。根椐本工程被破碎钢筋混凝土梁的强度、硬度、钢筋的排列密度使用直径为38mm的钻头。
钻孔内的残余灰渣用高压风吹洗干净，孔口旁应干净无石渣。
根据钢筋混凝土梁的高度设计钻孔深度在1.5m左右。
2.膨胀剂注入
根据每孔膨胀剂用量多少，加水搅成湿而松散的面絮状或胶泥状往孔内灌满为止。
根据每孔膨胀剂用量多少，将膨胀剂倒入盆中，将水和膨胀剂以0.2～0.25：10的比例迅速搅拌，搅拌时可用手提式搅拌机或用手搅拌，但用手搅拌时，因膨胀剂略有腐蚀性应戴橡皮手套，待搅合均匀，使之成为湿而松散的面絮状或胶泥状后，迅速向孔内边填边用木棍捣实即可。装药深度为钻孔深度的100%。
对于本次混凝土梁的破碎施工，操作人员的协调配合很重要。应采用小组的方式，每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。各灌装小组在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步，可以让每个孔内药剂的最大膨胀压力基本保持同时出现，有利于钢筋混凝土的破碎。
灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂（表现开始冒气和温度烫手）不允许装入孔内。从药剂加入水到灌装结束，这个过程的时间不能超过三分钟，否则其破碎效果会降低。
混凝土刚开裂后，可向裂缝中加入适量的水，支持药剂持续反应，可获得更好效果。
3.安全措施
膨胀剂与水反应后会产生热量，如果反应过快，在水和膨胀剂还没有充分结合的情况下，浆体的温度就会达到沸点，这会导致气喷式的喷孔，瞬间蒸汽所产生的压力将会把部分浆体喷出孔外。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，冲入眼内可能会对角膜造成严重损害。为防止伤人事故，操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防冲击防尘PVC护目镜进行操作。
无关人员在装药过程中不得进入施工现场。在药剂灌入钻孔到钢筋混凝土开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或草席，远离装灌点。观察裂隙发展情况时应更加小心。此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂进入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗。情况严重者立即送医院清洗治疗。
刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高，应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
4.膨胀剂效果
向钻孔中注入膨胀剂2小时后出现多条沿梁纵筋方向约2mm宽的裂缝。在梁柱交接处，梁端出现竖向裂缝。膨胀剂注入48小时后，膨胀剂仍发挥作用，裂缝继续开展。
五、结束语
在现场施工条件受到限制的情况下，使用无声静力爆破技术破除钢筋混凝土施工速度快，效果可靠，缩短了工期，为后续工作赢得了时间。本工程实例为以后在改造工程中破除钢筋混凝土提供了理论和实践经验。