廣清城際軌道交通站前工程1標(biāo)三分部炸藥庫防雷整改工程分析

楊添福

[摘要]通過對廣清城際軌道交通站前工程炸藥庫原有防雷設(shè)施的調(diào)查，分析其原有防雷設(shè)施的是否合理，能否達(dá)到防雷效果；從經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)等方面合理整改其防雷設(shè)施，并利用滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍，確保其防雷安全。

[關(guān)鍵詞]廣清城際軌道 炸藥庫 防雷 滾球法

[中圖分類號] TU926 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-363-2

廣東珠三角城際軌道交通建設(shè)是廣東省委省政府加快珠三角一體化進(jìn)程、打造更具綜合競爭力世界級城市群的戰(zhàn)略舉措。建成后的珠三角城際軌道交通網(wǎng)絡(luò)，將為珠三角持續(xù)快速發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

由中鐵四局承建的廣清城際軌道項(xiàng)目1標(biāo)管段全長23.93km，其中包括隧道4座，總長6340米，而隧道基本都集中在花都區(qū)獅嶺鎮(zhèn)，且密集貫穿分水村的幾座山。想要隧道工程的開通順利進(jìn)行，就必須使用到炸藥，而使用炸藥作業(yè)一般都在晚上進(jìn)行，但晚上公安機(jī)關(guān)不會進(jìn)行危險(xiǎn)品的運(yùn)輸作業(yè)，所以想要方便提取使用，就必須在附近進(jìn)行儲存。從而不得不在分水村的山上建一個(gè)用于儲存炸藥的地方——炸藥庫。而炸藥庫并不是一時(shí)半刻就可以拆除掉的，一般都會隨工程的進(jìn)度完工后才會拆除的，正常使用年限會在3-5年內(nèi)，所以想要炸藥庫在這段時(shí)間內(nèi)安全度過雷雨季節(jié)，就必須要做好防雷設(shè)施。

1現(xiàn)場環(huán)境勘察

廣清城際軌道交通站前工程炸藥庫位于花都區(qū)獅嶺鎮(zhèn)分水村其中一山頭的半山腰上，山上的土壤為黃泥土且碎石頭比較多。炸藥庫占地面積約600m2左右，分為三個(gè)單獨(dú)建筑物——炸藥倉、雷管倉和值班室，三個(gè)建筑物為磚混結(jié)構(gòu)，且均已安裝防雷設(shè)施（用作防雷接閃器的是避雷帶（Φ12熱鍍鋅圓鋼）），用作支撐架的為Φ12熱鍍鋅圓鋼，與避雷帶焊接方式為點(diǎn)焊（俗稱“丁”字焊）。

經(jīng)過現(xiàn)場檢測，三個(gè)建筑物的防雷設(shè)施接地電阻值為102.5Ω，且建筑物的金屬門窗均未做好防雷接地措施，然后對山上的土壤作了土壤電阻率測試，土壤電阻率為4832Ω.m。

花都區(qū)為強(qiáng)雷區(qū)，雷暴日有78.6天，但近5年平均雷暴日為86天以上，雷暴天數(shù)不斷增加，發(fā)生雷擊事故的概率不斷上升。

炸藥庫防雷設(shè)計(jì)的接地電阻值為10Ω以下，但是實(shí)際測試接地電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)電阻值，基本起不到防雷的效果，并且所測出的土壤電阻率為4832Ω.m，土壤電阻率也十分之高，根本不利于雷電流泄入大地，若雷電流不能快速流入大地，則有可能引起雷電反擊，并產(chǎn)生火花，后果可想而知?，F(xiàn)場建筑物的金屬門窗也未進(jìn)行有效的防雷接地，若被雷擊后，金屬門窗很有可能會進(jìn)行放電，產(chǎn)生電火花，也是十分危險(xiǎn)。

2防雷設(shè)施狀況分析

根據(jù)《GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.0.2條規(guī)定：凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質(zhì)的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者，應(yīng)劃分為第一類防雷建筑物。所以此炸藥庫應(yīng)按第一類防雷建筑物來保護(hù)。根據(jù)《GB50057-2010》中第4.2.1條款的規(guī)定：第一類防雷建筑物防直擊雷的措施應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立接閃桿或架空接閃線或網(wǎng)，使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。架空接閃網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于5m×5m 或6m×4m。

所以炸藥倉、雷管倉原來已有的防雷設(shè)施并不符合規(guī)范的要求，而且炸藥倉、雷管倉天面不應(yīng)有避雷帶保護(hù)，但是值班室為非危險(xiǎn)品存放區(qū)域，可以不必按第一類防雷建筑物來處理但是由于在山上，其門窗必須做好等電位措施。

3防雷整改方案分析

綜合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場條件，炸藥倉、雷管倉的防直雷措施應(yīng)重新規(guī)劃整改，避雷帶應(yīng)拆除，但是地網(wǎng)應(yīng)保留，因其門窗和排風(fēng)口為金屬物，必須做好等電位措施，且不應(yīng)與獨(dú)立接閃桿的地網(wǎng)連通，但由于防雷基礎(chǔ)的接地電阻過大，應(yīng)重新整改。

經(jīng)過現(xiàn)場討論得出兩套防雷整改方案，方案一：炸藥倉、雷管倉、值班室各安裝一支獨(dú)立接閃桿進(jìn)行保護(hù)，并在獨(dú)立接閃桿上安裝架空接閃線或網(wǎng)，做到全方位的保護(hù)；而降低電阻方面一是將黃泥沙土更換，二是防雷地網(wǎng)材料由熱鍍鋅材料更換為導(dǎo)電性更良好的銅材，地極為銅管，打入地下2.5m深處。方案二：由于炸藥倉、雷管倉相距不遠(yuǎn)，而值班室離炸藥倉、雷管倉則有一定的距離，所以通過考慮，建議炸藥倉、雷管倉各安裝一根獨(dú)立接閃桿，而值班室為非危險(xiǎn)品貯存場所，可按第二、三類防雷建筑物來處理，可不必安裝獨(dú)立接閃桿進(jìn)行保護(hù)，可利有原有的避雷帶做為接閃，但兩個(gè)地網(wǎng)必須連通；而降低電阻方面則是利用熱鍍鋅角鐵做為垂直接地體打入地下2.5m深處，熱鍍鋅扁鐵為水平接地體，將垂直接地體焊接連通，但由于土壤電阻率過大，所以在用熱鍍鋅材料做為地網(wǎng)外，另外加入降阻劑（含有細(xì)石墨、膨潤土、固化劑、潤滑劑、導(dǎo)電水泥等）為輔助材料，能大大降低接地電阻值。

通過兩個(gè)方案的比較，方案一雖然比較全面，無論是使用換土法或是使用銅材代替熱鍍鋅材料的方法，所需要投入的金額太大，銅材價(jià)格十分昂貴，在沒有必須要用的情況下，盡量不選擇；方案二則是通過加入降阻劑來降低接地電阻值，降阻劑本身材料不貴，且能起到比較好的作用，所以在考慮經(jīng)濟(jì)方面是比較有優(yōu)勢的，雖然降阻劑隨著使用年限的加長，效果會降低，但是本項(xiàng)目的炸藥庫并不是長期使用，總的施工時(shí)間可能只是3-5年時(shí)間，所以還是比較穩(wěn)定的。綜合考慮應(yīng)使用方案二符合防雷業(yè)界共認(rèn)的經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的方法。

4滾球法確定保護(hù)范圍

首先確定獨(dú)立接閃桿的位置，由于炸藥庫所建的地方空間有限，所以我們按獨(dú)立接閃桿和架空接閃線或網(wǎng)的支柱及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的間隔距離最低要求不得小于3m來計(jì)算。

避雷針在hx高度的xx平面上和在地面上的保護(hù)半徑按下列計(jì)算式確定：； 式中rx——獨(dú)立接閃桿在hx高度的xx平面上的保護(hù)半徑（m）；hr——滾球半徑，（本項(xiàng)目為一類建筑物，按30m計(jì)算）；hx——被保護(hù)建筑物的高度（m）；

（1）雷管倉的長*寬*高為3m*3m*3m，確定獨(dú)立接閃桿的位置后（如圖所示）。

首先計(jì)算出rx（避雷針離雷管倉陽角位最遠(yuǎn)端的距離）：

所以得出要完全保護(hù)得到雷管倉，獨(dú)立接閃桿的高度一定要超過7.02m，所以為了安全起見向上取整獨(dú)立接閃桿h=8.0m。

（2）炸藥倉的長*寬*高為4m*4m*3m，確定獨(dú)立接閃桿的位置后（如圖所示）跳發(fā)先計(jì)算出：

從而得出

所以得出要完全保護(hù)得到炸藥倉，獨(dú)立接閃桿的高度一定要超過9.62m，所以為了安全起見向上取整獨(dú)立接閃桿h=10.0m。

（3）值班室高度為3m，與兩支獨(dú)立接閃桿距離已超過獨(dú)立接閃桿在3m平面上的保護(hù)半徑，所以兩支獨(dú)立接閃桿均不能保護(hù)到值班室。

通過上述計(jì)算，得出應(yīng)在雷管倉安裝高度為8m的獨(dú)立接閃桿，在炸藥倉安裝高度為10m的獨(dú)立接閃桿，兩根獨(dú)立接閃桿的地網(wǎng)應(yīng)相互焊通。而值班室利用原有的防雷設(shè)施做為保護(hù)，只需將原有的地網(wǎng)開挖，并灌入足夠量的降阻劑，，并與兩支獨(dú)立接閃桿的地網(wǎng)相連接焊通，進(jìn)一步降低接地電阻值。

5小結(jié)分析

通過此次整改后，重新對炸藥庫進(jìn)行了復(fù)檢，測試后得出接地電阻值已降低到了6.2Ω，已完全符合圖紙的設(shè)計(jì)要求。

炸藥庫是非常危險(xiǎn)的場所，炸藥的存放和使用必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，一但發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想，當(dāng)今社會雷電事故越來越多，危害越來越大，所以炸藥庫的防雷安全一點(diǎn)也不能馬虎。炸藥庫等第一類防雷建筑物的防雷施工必須由具有甲級設(shè)計(jì)和施資質(zhì)的單位負(fù)責(zé)，并在開工前將設(shè)計(jì)方案等資料報(bào)送當(dāng)?shù)刂鞴懿块T，審核通過后才能進(jìn)行施工作業(yè)，施工過程中接受當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的監(jiān)督檢查，施工完成后通過了檢測驗(yàn)收才能投入使用。且危化品場所應(yīng)每半年進(jìn)行一次防雷常規(guī)檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，有效解決所在隱患，確保雷雨時(shí)期不發(fā)生安全事故。