水利水電爆破工程的安全施工技術(shù)探討

摘 要：對(duì)水電水利工程而言，爆破施工是一個(gè)重要的分項(xiàng)工程，對(duì)工程的施工有著重要的影響，而因?yàn)槭┕け剖菐в幸欢ㄍ{性質(zhì)的行為，因此，在施工管理中必須在技術(shù)上實(shí)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(hào)：TV542 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xiàng)目中，安全是第一位的。為了保證施工安全，同時(shí)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(jìn)行。這就要求所有施工參與人員對(duì)爆破的方法了如指掌，對(duì)爆破的安全知識(shí)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(jìn)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?jǐn)?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(hù)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(jiǎn)單迅速，但炸藥消耗量大，破碎巖石飛散較遠(yuǎn)。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(jìn)行爆破。

該法不需復(fù)雜鉆孔設(shè)備，施工操作簡(jiǎn)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(chǎng)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(dòng)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(shí)，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(jī)械化，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)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(fèi)用較高。適用于料場(chǎng)、深基坑的松爆，場(chǎng)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(kuò)大成近似圓球形的藥壺，然后裝入一定數(shù)量的炸藥進(jìn)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(tái)階。

爆擴(kuò)藥壺時(shí)，孔口不需堵塞，藥量逐次遞增。每次爆擴(kuò)藥壺后，須間隔20～30 min。擴(kuò)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(shí)，應(yīng)設(shè)兩個(gè)火雷管同時(shí)點(diǎn)爆。該法能減少鉆孔工作量，可多裝藥，炮孔較深時(shí)，將延長藥包變?yōu)榧兴幇?，可大大提高爆破效果。但擴(kuò)大藥壺時(shí)間較長，操作較復(fù)雜，破碎的巖石塊度不夠均勻，對(duì)堅(jiān)硬巖石擴(kuò)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(jī)械打炮孔爆破方法進(jìn)行，橫洞用輕軌小平板車出渣；豎井用卷揚(yáng)機(jī)、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(shí)。洞室法操作簡(jiǎn)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(shí)不受炸藥品種限制，可用黑火藥。但開洞工作量大，較費(fèi)時(shí)，排水堵洞較困難，速度慢，比藥壺法費(fèi)工稍多，工效稍低。

2 一般爆破施工安全要點(diǎn)

爆破工作的安全極為重要，從爆破材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工，到施工中的裝填、起爆和銷毀均應(yīng)嚴(yán)格遵守各項(xiàng)爆破安全技術(shù)規(guī)程。

2.1 爆破、起爆材料的儲(chǔ)存與保管

①爆破材料應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)良好、相對(duì)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(chǔ)存，兩庫房的安全距離不應(yīng)小于有關(guān)規(guī)定。同一庫房?jī)?nèi)不同性質(zhì)、批號(hào)的炸藥應(yīng)分開存放。嚴(yán)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(chǎng)臨時(shí)倉庫內(nèi)爆破材料嚴(yán)格控制儲(chǔ)存數(shù)量，炸藥不得超過3 t，雷管不得超過10 000個(gè)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(yùn)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(dòng)、撞擊，也不得拋擲或轉(zhuǎn)倒。堆放時(shí)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(yùn)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(yùn)。用汽車運(yùn)輸時(shí)，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(yùn)輸，單車裝載以300 kg為限，雙馬車以500 kg為限，人力運(yùn)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(yùn)、發(fā)電和改善市區(qū)水環(huán)境為主，同時(shí)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(jī)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(jì)

爆破技術(shù)難點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)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(diǎn)：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(jī)相當(dāng)近，保護(hù)廠房建筑、電機(jī)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(dá)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(yuǎn)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(jìn)。鉆孔機(jī)具為支架式潛孔鉆機(jī)，鉆孔直徑為90 mm，采用在圍堰頂部搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)鉆孔，孔深達(dá)到拆除標(biāo)高，一次性爆破拆除。拆除圍堰5～12段時(shí)，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(hù)體分離，盡量減少后期爆破產(chǎn)生的地震波對(duì)被保護(hù)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(duì)廠房左側(cè)邊墻進(jìn)行有效的保護(hù)。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(duì)被保護(hù)物的影響；另一方面，根據(jù)爆源位置與被保護(hù)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(shí)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(shí)起爆技術(shù)。在離廠房左側(cè)邊墻較遠(yuǎn)的堰段，采用排問分組微差延時(shí)起爆技術(shù)實(shí)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(jì)起爆網(wǎng)路時(shí)，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(shí)間。

3.5 主要安全技術(shù)措施

①爆破震動(dòng)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(dòng)對(duì)墩體的影響，設(shè)計(jì)中任何一段起爆藥量都小于該條件下震動(dòng)安全允許的一次起爆最大藥量。而且有三個(gè)保險(xiǎn)系數(shù)。每次計(jì)算分段起爆藥量都小于振動(dòng)安全允許的起爆藥量。設(shè)計(jì)中所選用的距離R都比實(shí)際值小。計(jì)算中所選用的砼允許爆破震動(dòng)速度值，低于《爆破安全規(guī)程》提出的允許爆破振動(dòng)速度值，設(shè)計(jì)中取砼允許爆破振動(dòng)速度值為：v=2.5 cm/s，而《爆破安全規(guī)程》認(rèn)為大體積砼在經(jīng)過28 d養(yǎng)護(hù)后，即可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并允許爆破振動(dòng)速度為5～10 cm/s。而對(duì)于老砼體，允許爆破振動(dòng)速度10～20 cm/s。況且《爆破安全規(guī)程》本身對(duì)允許爆破振動(dòng)速度的規(guī)定仍有較大的保險(xiǎn)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(dòng)速度并改善爆破質(zhì)量。

②爆破飛石的控制與防護(hù)。在實(shí)施控制爆破作業(yè)的前提下，一般爆破飛石都會(huì)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(shí)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(shí)，要對(duì)爆破部位實(shí)施主動(dòng)防護(hù)，在其上覆蓋或吊掛草袋、竹夾板和荊芭等；選擇藥孔起爆時(shí)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(shí)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(diǎn)，在施工中執(zhí)行相關(guān)的準(zhǔn)則，同時(shí)遵守相關(guān)的安全規(guī)則。

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