水利水電工程施工中爆破拋擲技術的應用

孔慶亮 王 明

浙江省第一水電建設集團股份有限公司（310051）

隨著社會對水利水電工程質量要求的增多，其施工技術不斷創新，爆破拋擲是水利水電工程的基礎性工藝，其應用效果直接關系著我國水利水電工程建設水平。因此，為提升水利水電工程建設水平，相關人員需發揮爆破拋擲技術實踐價值，采用更為完善的爆破拋擲方案，增強水利水電工程施工可靠性。

1 工程概況

某水利水電工程，工程等級為II類大型工程項目，水庫總庫容為0.53億m3，可保護農田256萬畝，排澇面積為150萬畝，灌溉面積50~150萬畝，水力發電體系中裝機容量為30~120萬kW。該水利工程項目中，水庫閘室底板為C25W4F100混凝土，防洪高水位55.0 m，水庫正常蓄水位52 m。

2 爆破拋擲技術優勢

水利水電工程建設中，爆破拋擲技術是借助炸藥將土建實體、施工場地內巖石爆破，使其在“最小抵抗線”區域中被拋出。水利水電工程中應用爆破拋擲技術的目的是讓巖石、土建實體按照既定路線拋離，具體拋擲方法有雙側拋擲、單側拋擲、多方向拋擲，該技術的技術優勢，主要體現在以下內容中:一方面，相較于傳統爆破技術，爆破拋擲技術可有效節約人力，提升施工效率，控制施工期間的爆破強度，簡化拋擲施工流程。同時可在水利水電工程建設過程中，減少各類渡河器械的使用，增強施工期間的可靠性與安全性[1]。另一方面，爆破拋擲技術在具體實施中會采取更為給可靠的安全措施，維護物體拋擲的安全性，加強技術安全防護，充分保障操作人員的安全。

3 爆破拋擲技術在水利水電工程中的應用現狀

自2016年后，爆破拋擲技術被廣泛應用在水利水電工程中，且相關技術人員已經通過實踐運用、技術訓練掌握該技術的操作技巧。另外，隨著爆破拋擲技術的運用，水利水電工程產出值持續上升，同時在信息消費、經濟轉型等背景下快速成熟。相關地區所推行的節能減排、污染防治方法，有效擴大爆破拋擲技術的適用范圍，降低水利水電工程成本。不僅如此，在水利水電工程現代化建設中，節能減排成為社會經濟發展的主流趨勢，爆破拋擲技術的整體前景較為樂觀，可滿足各地區水電項目建設需求[2]。

4 水利水電工程施工中爆破拋擲技術的應用

4.1 爆破拋擲的前期準備

正式進行爆破拋擲前期，提前在水利水電工程施工現場準備導爆索、拋擲用具、電雷管等設備。隨后按照預定爆破位置、拋擲距離捆綁炸藥，控制拋擲物體伸縮系數后進行拋擲操作。拋擲過程中需關注拋擲物體掉落曲線，防止其在落地后破碎，保障水利水電工程中整體爆破拋擲的施工質量。而在確定爆破拋擲時炸藥用量、拋擲距離時，應根據拋擲物體，確定對應的數據。如拋擲重物為2 kg、炸藥用量為1 kg，拋擲距離則為200 m，炸藥用量為1.5時，拋擲距離為300 m。

選擇爆破地點時，應選擇平臺、利于爆破的地方，爆破前期應全面分析水利水電工程現場施工條件，預防安全風險[3]。開挖爆破坑時，應將場地內浮土、雜物清理干凈，保持爆破坑底干燥后，完成放置炸藥、填土等工作。確定拋擲距離后，取出提前制備的尼龍繩，繩長為炮制距離的20%，安裝好拋擲繩索后，按照“8”字型將其擺放在地面上。

4.2 爆破拋擲方案及參數分析

1）爆破方案。在水利水電工程施工中，制訂爆破拋擲施工方案時，相關人員可選擇4~6排起爆方法，且在中段圍堰處首先起爆，隨后分別在圍堰3～8段、1、2段實施爆破拋擲。在此期間，所涉圍堰高程應大于115 m，同時借助垂直造孔、水平造孔施工，使前排拋擲物向河床拋擲。

2）爆破參數。首先，確定鉆孔直徑及爆破拋擲時的布孔方法時，可使用自動化地質鉆頭，在3～8段爆破點內設置主爆孔，鉆孔形式為梅花形，孔徑為8~9 mm。之后，施工人員可在前排其他爆破點內，利用手風鉆實施造孔施工，具體孔徑為42 mm，各孔間距1 m，分別分布在不同爆破帶里，主爆破孔間距約為1.7 m×1.9 m。其次，深入分析水利水電工程中混凝土結構、圍巖類型，隨后基于爆破質量要求，計算爆破施工中平均損耗值、堵塞長度。即通過公式計算爆破拋擲時爆破主體的堵塞長度，L"=（0.7～1.0）W，取0.8W=1.7 m。最后，選擇爆破拋擲方法時，可將竹片綁扎在主爆孔φ90 mm處，并在藥卷上綁扎爆破拋擲導爆索，使其貫穿孔底后，持續裝藥，完成電雷管、導爆管的綁扎處理工作。除此之外，結合上述水利輸電工程案例，其在選用炸藥材料時，可選擇巖石結構專用乳化炸藥，爆破拋擲過程中將φ32 mm藥卷在手風鉆孔里，將φ70 mm藥卷布設在主爆孔里[4]。計算具體的裝藥量公式為Q=awqH，其中Q為藥卷中各孔的裝藥數量，單位為kg，a為藥卷內裝藥孔的間距，單位m，w為爆破拋擲時的最小抵抗線，q為單耗值，H為爆破過程中的梯段高度。

3）施工參數。水利輸電工程施工過程中，爆破拋擲時鉆孔間距為1.8 m，抵抗線、單耗值分別為1.7 m、1.25 kg/m3，將相關數據代入上述公式后，可計算出單孔藥量為55 kg。但是為有效維護水利水電工程中爆破拋擲安全性，相關人員還應計算最大單響藥量，計算公式為V50.01（Q1/3/R）1.56，其中V為爆破拋擲控制點的振動速度，取值為10 cm，若V計算后的數據保持在285~455 kg，則可同時滿足水利水電工程中閘門、混凝土安全爆破要求[5]。

4.3 爆破拋擲模型設計

由于水利水電工程項目整體規模較大，所涉施工參數、爆破拋擲參數較大，爆破區域與周邊建筑物間距較小，所以在爆破過程中應增強爆破方案的可靠性。對此，相關人員需借助BIM技術，設計爆破拋擲模型，用立體化的模型分析爆破方案的可行性。在上述水利水電工程中，其爆破點均集中在3~8號爆破點，所用雷管為MS15導爆管，且主爆破點沒排鉆孔會分別預留2~3個鉆孔，借此提升巖石結構、土建實體爆破率。通過本項目中BIM爆破拋擲模型可知，各爆破點準爆率較高，各爆破點可在同一時間段內爆破[6]。但是為在部分地點發揮延時效應，可提前將MS15塑料導雷管布設在第一排鉆孔內，傳播時間可維持在850 ms。另外，根據爆破拋擲模型模擬場景可知，施工結束后會伴有爆渣現象，所以需將拋物點掉落位置控制在河床內，必要時可增加鉆孔同時爆破時的聯合作用，減少爆破拋擲后的爆渣情況。

4.4 爆破拋擲技術要點

為增強水利水電工程中爆破拋擲安全性，相關人員還應嚴格按照相關程序完成爆破拋擲施工，加強爆破拋擲的質量管理，規范爆破拋擲流程。正式施工過程中，重視水利水電工程施工建設中爆破拋擲技術創新，督促施工人員用嚴謹的態度實施爆破拋擲，提升爆破拋擲過程中操作的準確率。同時不斷優化爆破拋擲距離，綜合分析繩索阻力、空氣阻力等爆破拋擲參數，完善爆破拋擲技術方案。繼而在水利水電工程建設中，在工程質量標準引導下，落實爆破拋擲技術管理工作，預防爆破期間伴有的質量、安全風險，降低意外事故發生率，增強水利水電工程施工中各項核心技術的控制能力[7]。

5 結語

綜上所述，水利水電工程是我國經濟建設中的重要工程項目，將爆破拋擲技術應用在該類項目中可有效控制水利水電項目施工成本，優化土建、項目實體爆破流程。但是為確保爆破拋擲技術應用的可靠性，還應持續規范爆破拋擲的基本流程，完善爆破參數，科學選擇爆破地點，保障水利水電工程整體建設質量。通過水利水電工程建設中爆破拋擲技術的改進，提升水利水電工程建設水平。