水利水電爆破工程的安全施工技術(shù)探討

摘 要：對水電水利工程而言，爆破施工是一個重要的分項工程，對工程的施工有著重要的影響，而因為施工爆破是帶有一定威脅性質(zhì)的行為，因此，在施工管理中必須在技術(shù)上實現(xiàn)爆破的安全。

關(guān)鍵詞：水利水電；爆破施工；安全技術(shù)

中圖分類號：TV542 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0154-02

在水利水電工程施工中，要保證施工的質(zhì)量，保證爆破到位，保證爆破的效果，但是更要保證人員的安全。因此，在水利水電工程的爆破項目中，安全是第一位的。為了保證施工安全，同時也為了保證施工的質(zhì)量，施工方必須要在一定的施工技術(shù)之下進行。這就要求所有施工參與人員對爆破的方法了如指掌，對爆破的安全知識熟記于心。

1 爆破施工方法

①裸露爆破法。裸露爆破法也叫做表面爆破法，是將藥包直接放置于巖石的表面進行爆破。藥包放在塊石或孤石的中部凹槽或裂隙部位，體積大于1 m3的塊石，藥包可分數(shù)處放置，或在塊石上打淺孔或淺穴破碎。為提高爆破效果，表面藥包底部可做成集中爆力穴，藥包上護以草皮或是泥土、沙子，其厚度應(yīng)大于藥包高度或以粉狀炸藥敷30 cm厚。用電雷管或?qū)П髌鸨Ｔ摲ú恍桡@孔設(shè)備，操作簡單迅速，但炸藥消耗量大，破碎巖石飛散較遠。適于地面上大塊巖石、大孤石的二次破碎及樹根、水下巖石與改建工程的爆破。

②淺孔爆破法。淺孔爆破法，是在巖石上鉆直徑小于75 mm、深小于5 m的圓柱形炮孔，裝延長藥包進行爆破。

該法不需復(fù)雜鉆孔設(shè)備，施工操作簡單，容易掌握，炸藥消耗量少，飛石距離較近，巖石破碎均勻，便于控制開挖面的形狀和尺寸，可在各種復(fù)雜條件下施工，在爆破作業(yè)中被廣泛采用。但爆破量較小，效率低，鉆孔工作量大。適于各種地形和施工現(xiàn)場比較狹窄的工作面上作業(yè)，如基坑、管溝、渠道、隧洞爆破或用于平整邊坡、開采巖石、松動凍土以及改建工程拆除控制爆破。

③深孔爆破法。深孔爆破法是將藥包放在直徑大于75 mm、深大于5 m的圓柱形深孔中爆破。爆前宜先將地面爆成傾角大于55°的階梯形，鉆孔用輕、中型露天潛孔鉆。

裝藥采用分段裝藥或連續(xù)裝藥。爆破時，前排先起爆，后排依次起爆。單位巖石體積的鉆孔量少，耗藥量少，生產(chǎn)效率高。一次爆落石方量多，操作機械化，可減輕勞動強度。但爆的巖石不夠均勻，有10％～25％的大塊石需二次破碎，鉆孔設(shè)備復(fù)雜，費用較高。適用于料場、深基坑的松爆，場地整平以及高階梯中型爆破各種巖石。

④藥壺法爆破。藥壺法爆破又稱葫蘆炮、壇子炮。是在普通淺孔或深孔炮孔底先放入少量的炸藥，經(jīng)過一次至數(shù)次爆破，擴大成近似圓球形的藥壺，然后裝入一定數(shù)量的炸藥進行爆破。爆破前，地形宜先造成較多的臨空面，最好是立崖或臺階。

爆擴藥壺時，孔口不需堵塞，藥量逐次遞增。每次爆擴藥壺后，須間隔20～30 min。擴大藥壺用小木柄鐵勺掏渣或用風(fēng)管通人壓縮空氣吹出。當(dāng)土質(zhì)為黏土?xí)r，可以壓縮，不需出渣。一般宜用電力起爆，兩套爆破路線；如用火花起爆，當(dāng)藥壺深在3～6 m時，應(yīng)設(shè)兩個火雷管同時點爆。該法能減少鉆孔工作量，可多裝藥，炮孔較深時，將延長藥包變?yōu)榧兴幇纱蟠筇岣弑菩Ч５珨U大藥壺時間較長，操作較復(fù)雜，破碎的巖石塊度不夠均勻，對堅硬巖石擴大藥壺較困難，不能使用。

⑤洞室爆破法。導(dǎo)洞及藥室用人力或機械打炮孔爆破方法進行，橫洞用輕軌小平板車出渣；豎井用卷揚機、絞車或桅桿吊斗出渣。橫洞堵塞長度不應(yīng)小于洞高的3倍，堵塞材料用碎石和黏土（或砂）的混合物，靠近藥室處宜用黏土或砂土堵塞密實。洞室法操作簡單，爆破效果比炮孔法高，節(jié)約勞力，出渣容易，鑿孔工作量少，技術(shù)要求不高，同時不受炸藥品種限制，可用黑火藥。但開洞工作量大，較費時，排水堵洞較困難，速度慢，比藥壺法費工稍多，工效稍低。

2 一般爆破施工安全要點

爆破工作的安全極為重要，從爆破材料的運輸、儲存、加工，到施工中的裝填、起爆和銷毀均應(yīng)嚴格遵守各項爆破安全技術(shù)規(guī)程。

2.1 爆破、起爆材料的儲存與保管

①爆破材料應(yīng)儲存在干燥、通風(fēng)良好、相對濕度不大于65％的倉庫內(nèi)，庫內(nèi)溫度應(yīng)保持在18～30℃；周圍5 m內(nèi)須清除一切樹木和草皮。庫房應(yīng)有避雷裝置。

②爆破材料倉庫與民房、工廠、鐵路、公路等應(yīng)有一定的安全距離。炸藥與雷管（導(dǎo)爆索）須分開儲存，兩庫房的安全距離不應(yīng)小于有關(guān)規(guī)定。同一庫房內(nèi)不同性質(zhì)、批號的炸藥應(yīng)分開存放。嚴防蟲鼠等啃咬。

③炸藥與雷管成箱堆放要平穩(wěn)、整齊。成箱炸藥宜放在木板上，堆擺高度不得超過1.7 m，寬不超過2 m，堆與堆之間應(yīng)留不小于1.3 m的通道，藥堆與墻壁間的距離不應(yīng)小于0.3 m。

④施工現(xiàn)場臨時倉庫內(nèi)爆破材料嚴格控制儲存數(shù)量，炸藥不得超過3 t，雷管不得超過10 000個和相應(yīng)數(shù)量的導(dǎo)火索。雷管應(yīng)放在專用的木箱內(nèi)，離炸藥距離不少于2 m。

2.2 裝卸、運輸與管理

①爆破材料的裝卸均應(yīng)輕拿輕放，不得使其受到摩擦、震動、撞擊，也不得拋擲或轉(zhuǎn)倒。堆放時要擺放平穩(wěn)，不得散裝、改裝或倒放。

②爆破材料應(yīng)使用專車運輸，炸藥與起爆材料、硝銨炸藥與黑火藥均不得在同一車輛、車廂裝運。用汽車運輸時，裝載不得超過允許載重量的2/3，行駛速度不應(yīng)超過20 km/h，車頂部需遮蓋。用馬車運輸，單車裝載以300 kg為限，雙馬車以500 kg為限，人力運輸不超過25 kg。

3 爆破施工案例分析

3.1 工程概況

該水利水電樞紐是一座以航運、發(fā)電和改善市區(qū)水環(huán)境為主，同時具有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合利用功能的低水頭航電樞紐工程。樞紐建筑物有船閘、泄洪閘及混凝土過渡壩段、河床式水電站、土壩、閘（壩）上公路（橋）等。水庫正常蓄水位116.00 m，總庫容19.97×108m3，裝機容量66 MW，最大下泄流量22 704 m3/s。樞紐總平面布置從右至左為：船閘、10孔泄洪閘、河床式水電站、28孔泄洪閘、混凝土過渡壩段、土壩及壩上公路（橋）等，壩線全長3249.78 m。

3.2 圍堰結(jié)構(gòu)

該圍堰采用C20F200砼澆筑，長182.73 m，分為l2段，l～11段每段長15m，第l2段長17.73 m；段與段問設(shè)一條橫縫，縫寬2 cm，采用上下垂直通縫，縫內(nèi)采用瀝青木板沿墻的內(nèi)、外、頂三側(cè)填塞，填塞深度為15 cm。圍堰斷面形狀呈梯形，頂面寬度l m；1～4段高程117.75 m，兩側(cè)坡比1：0.25；5～12段高程119.75 m，兩側(cè)坡比1：0.35；圍堰底部高程102.50 m，正常水庫水位為V 116.0m。

3.3 爆破設(shè)計

爆破技術(shù)難點主要包括以下幾個方面。

①爆破工程量大，本次爆破拆除工程量為9 388 m3，其特點：大部分為水下爆破，必須一次性爆破完成。

②技術(shù)要求高、難度大；圍堰下游端頭與廠房左側(cè)邊墻相連，距廠房、電機相當(dāng)近，保護廠房建筑、電機的安全為重中之重，施工技術(shù)要求高，難度大。

③鉆孔精度要求高，作業(yè)困難；圍堰頂面寬度僅1m，爆破位置底部卻寬達9.2 m，不僅要鉆直孔，而且還要鉆斜孔，鉆孔必須準(zhǔn)確到位；否則，將影響爆破質(zhì)量；在這樣的條件下，作業(yè)較困難。

3.4 拆除爆破方案

待爆圍堰位于河中，拆除部分大都在水下，必須一次爆破完成。拆除順序由遠至近，即由圍堰第1段開始爆破，逐段向圍堰第12段方向推進。鉆孔機具為支架式潛孔鉆機，鉆孔直徑為90 mm，采用在圍堰頂部搭設(shè)作業(yè)平臺鉆孔，孔深達到拆除標(biāo)高，一次性爆破拆除。拆除圍堰5～12段時，首先拆除圍堰與廠房左側(cè)邊墻相連的部分，使被拆體與被保護體分離，盡量減少后期爆破產(chǎn)生的地震波對被保護體的影響次數(shù)，盡量降低后期爆破產(chǎn)生的地震波峰值，對廠房左側(cè)邊墻進行有效的保護。在技術(shù)上，一方面采用減震孔、預(yù)裂孔方法，降低爆炸應(yīng)力波對被保護物的影響；另一方面，根據(jù)爆源位置與被保護物的距離，依據(jù)國家《爆破安全規(guī)程》和業(yè)主、監(jiān)理提出的有關(guān)安全指標(biāo)確定每一響所允許（滿足安全條件）的最大藥量，采用微差控制爆破技術(shù)實施爆破。在離廠房左側(cè)邊墻較近的地方，采用鉆小孔、分層、多鉆孔的微差延時起爆技術(shù)。在離廠房左側(cè)邊墻較遠的堰段，采用排問分組微差延時起爆技術(shù)實施爆破。為了確保爆破方向指向左岸，使圍堰爆渣主要向左岸拋散，設(shè)計起爆網(wǎng)路時，按由左至右逐排逐段順序起爆，并適當(dāng)增大各段間的延期時間。

3.5 主要安全技術(shù)措施

①爆破震動控制。首先，采用延期爆破，控制最大一次起爆藥量和爆破規(guī)模。通過多段毫秒微差起爆技術(shù)，可以有效地控制震動對墩體的影響，設(shè)計中任何一段起爆藥量都小于該條件下震動安全允許的一次起爆最大藥量。而且有三個保險系數(shù)。每次計算分段起爆藥量都小于振動安全允許的起爆藥量。設(shè)計中所選用的距離R都比實際值小。計算中所選用的砼允許爆破震動速度值，低于《爆破安全規(guī)程》提出的允許爆破振動速度值，設(shè)計中取砼允許爆破振動速度值為：v=2.5 cm/s，而《爆破安全規(guī)程》認為大體積砼在經(jīng)過28 d養(yǎng)護后，即可達到設(shè)計強度，并允許爆破振動速度為5～10 cm/s。而對于老砼體，允許爆破振動速度10～20 cm/s。況且《爆破安全規(guī)程》本身對允許爆破振動速度的規(guī)定仍有較大的保險系數(shù)。其次，采用鉆減振孔，預(yù)裂爆破減振。再次，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，以降低爆炸沖擊波峰值壓力，減小振動速度并改善爆破質(zhì)量。

②爆破飛石的控制與防護。在實施控制爆破作業(yè)的前提下，一般爆破飛石都會得到良好的控制，其具體措施是：適當(dāng)增加孔口堵塞長度，同時提高堵塞質(zhì)量，保證不沖炮；在距廠房等建筑物較近的地方爆破時，要對爆破部位實施主動防護，在其上覆蓋或吊掛草袋、竹夾板和荊芭等；選擇藥孔起爆時的最小抵抗線方向，讓碎石塊飛散方向避開右岸方向。

4 結(jié) 語

總之，為了保證施工爆破的質(zhì)量，同時也保證施工人員的安全，所有參與施工的人員都需要按照相關(guān)的要求執(zhí)行施工任務(wù)，在施工前熟悉把握爆破施工的技術(shù)要點，在施工中執(zhí)行相關(guān)的準(zhǔn)則，同時遵守相關(guān)的安全規(guī)則。

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