探究水利水電工程爆破危險源的分析及對策

馮 勤/中國水利水電第四工程局有限公司

探究水利水電工程爆破危險源的分析及對策

馮 勤/中國水利水電第四工程局有限公司

水利水電工程是現(xiàn)代社會重要的基礎生產(chǎn)設施，部分水利水電工程由于地形特殊性會應用到爆破技術?；诖?，本文分析水利水電工程爆破危險源，并進一步給出應對的策略。旨在通過分析提升水利水電工程爆破的安全性，并為后續(xù)相關工作提供一定的理論支持。

水利水電工程；爆破危險源；地震效應

水利水電工程包括水電站、水壩等，相關工程在現(xiàn)代社會中非常重要。為求進一步強化水利水電工程在現(xiàn)代社會中的作用，很多地點、工程被規(guī)劃、改造，其中相當一部分工程應用到爆破技術，針對爆破危險源進行分析，并給出對應的應對策略，能夠有效提升相關工作的安全性，使其在后續(xù)應用中進一步完善。

1.水利水電工程爆破危險源的分析

1.1 爆破飛石

爆破飛石是指爆破產(chǎn)生的石塊飛射對設備、人員造成的危害。相關統(tǒng)計顯示，所有水利水電工程爆破造成的事故中，飛石事故所占比重最大，超過36%，引起原因包括用藥量計算不當、對巖體結(jié)構(gòu)了解不足、防護不到位等。通常來說，爆破作業(yè)中為求精準進行用藥量計算等工作，會對巖體進行細致的考量，在現(xiàn)行標準中，按硬度將巖石分為15級，級別越高，巖石和巖體的抗破壞屈服系數(shù)越低。如果未能充分勘察，用藥量大于需求量，爆破飛石會大量產(chǎn)生。此外不到位的防護也是爆破飛石造成危害的原因之一。

1.2 爆破地震效應

爆破作業(yè)時，一部分能量會以地震波的形式向四周擴散，并在擴散過程中不斷將爆炸產(chǎn)生的力作用于障礙物上，造成破壞，這種破壞被稱為爆破地震效應。其危害對象主要是爆破區(qū)域周邊建筑物。在各地的水利水電工程爆破作業(yè)中，一般會提前將人員疏散，并選擇距建筑物較遠的地點，不過如果用藥量等技術方面工作存在問題，導致地震效應擴散面積增大，依然可能帶來破壞。地震效應的破壞在水利水電工程爆破作業(yè)中不容忽視。

1.3 爆破余料廢料的影響

水利水電工程爆破作業(yè)中，可能會產(chǎn)生余料廢料，這些火工材料由于其本身的化學性質(zhì)而具有相當?shù)奈ｋU性，未能及時處理，也會帶來危險。比如爆破剩余的少量炸藥、雷管或者未能充分燃盡的炸藥等，如果當?shù)毓庹諚l件較好，這些火工材料的性質(zhì)得以保持，少許火源就會引起后續(xù)爆炸，帶來一些難以估測的損失。在完成爆破作業(yè)后，相關余料廢料的處理非常重要。

1.4 爆破涌浪

爆破涌浪專指在水域附近進行爆破時，對水體產(chǎn)生的影響。這一危險在大型工程爆破時較為常見。引起涌浪的原因一般有兩個，一是爆破動能擴散到水中，在力的作用下，水體出現(xiàn)物理移動，二是因爆破崩塌的固體廢料進入水中，導致大量水被擠壓出去，形成涌浪，涌浪的危險主要針對人員和部分小型設備。2012年，浙江某地曾出現(xiàn)一次涌浪事故，該次爆破對象為大壩的右壩肩，爆破設計用藥量為3.34t，爆破后產(chǎn)生的固體廢料超過6000m3，在爆破瞬間涌入水體中，掀起的涌浪一度超過6米，大壩附近的兩名人員被沖入水中，其中一人死亡。涌浪的破壞在水利水電工程爆破中需要嚴加注意。

2.水利水電工程爆破危險的應對策略

2.1 做好防護工作

由于很多危險存在突發(fā)性，防護工作應作為應對水利水電工程爆破危險的基本策略之一。防護內(nèi)容包括人員防護、設備防護等。由于飛石、涌浪動能較大、地震效應破壞面積廣，人員和設備的防護如果不足，很容易受傷、被破壞。人員防護方面，首先要求人員穿戴防護頭盔、衣物，并在爆破前尋找掩體，躲避可能出現(xiàn)的飛石和涌浪等。設備防護方面，小型設備應盡量轉(zhuǎn)移至安全地點，如果距離水源較近且不易轉(zhuǎn)移，應在表面覆蓋塑料膜等較好的隔水材料。對于一些暴露在爆破范圍內(nèi)、無法安全轉(zhuǎn)移的大型設備，應在表面覆蓋金屬或者復合板材加以保護，并確保覆蓋完全、牢固，同時在爆破作業(yè)結(jié)束后，相關防護材料應是可以簡單拆除的。

防護是應對水利水電工程爆破危險的基礎性策略，在各地工程中也得到了較為廣泛的應用，后續(xù)工作可以借鑒相關經(jīng)驗繼續(xù)對防護工作進行加強。

2.2 做好勘察工作

勘察是水利水電工程爆破主要的前期工作之一，主要勘察對象是巖體及其強度。在實際工作中，要根據(jù)等級的不同計算炮眼數(shù)量、炮眼間距、用藥量等。針對巖體硬度進行勘察時，考慮到不同地段巖體可能存在差別，可以將爆破地點劃分為若干區(qū)域分別進行，每塊區(qū)域面積不應大于對象總面積的8%。選定分目標區(qū)域后，先清掃其表面碎石，直到整塊巖體較為完整的顯露出來，之后在不同位置采挖4-6塊樣本，作為研究對象確定該范圍內(nèi)的巖體強度等級。其他區(qū)域也按此方式進行，直到完全確定目標范圍內(nèi)巖體的強度。巖體強度確定后，還要勘察巖體的內(nèi)部的含水量，由于含水量的不同會影響巖體的強度，并進一步影響到其他爆破參數(shù)，該項工作也需細致、系統(tǒng)的進行。原則上看，如果巖層的整體性較好，含水量會相對較低，其對爆破的影響系數(shù)通常不會大于0.008，可以忽略不計，如果巖層并非完全的整體，其連接的縫隙處又接近水源，則需要加以注意，計算其含水量，作為用藥量、炮眼分布的根據(jù)。另外，還需要注意不同分區(qū)域巖體強度的區(qū)別，比如河彎部位，不同巖層的強度可能存在區(qū)別，也應加以考量。

2.3 科學處理爆破余料廢料

爆破的余料和廢料，應遵照相關規(guī)定進行集中、科學的處理，尤其是炸藥、雷管等危險品，在炸藥安裝完畢后，就應對剩余物品進行處理。炸藥等要進行密封，并將剩余數(shù)量上報給上級部門，進入審批程序，將余料歸庫或者銷毀。廢料方面，應集中進行處置，制定危害最低的處理方案，比如深埋、分解等。爆破余料和廢料的處理可以降低爆破過程、爆破后的危險，是應對水利水電工程爆破危險的重要策略之一。

2.4 合理計算爆破參數(shù)

爆破參數(shù)是一系列工作數(shù)據(jù)的總稱，包括用藥量、炮眼數(shù)目、炮眼間距、炸藥放置的位置、炮眼深度等，這些參數(shù)很大程度上影響著爆破的效果以及飛石、涌浪、地震效應等。尤其是作業(yè)量較大時，巖體之間可能還存在一定的硬度差別，相關參數(shù)更要仔細的計算。

以炮眼數(shù)量為例，炮眼數(shù)量是指目標區(qū)域內(nèi)炮眼的總數(shù)。水利水電工程的爆破作業(yè)中，需要在巖石上大量鉆孔，埋設炸藥，炮眼數(shù)量是根據(jù)巖體抗破壞屈服系數(shù)、炮眼間距等綜合計算得來的，通常情況下，在進行水利水電工程爆破時，炮眼數(shù)量的設定可以用以下計算式表達：

E/（0.4v）=2W/v

其中v為應力波的傳播速度，W為最小抵抗線，E為周邊眼間距。

該模式下，計算所得炮眼數(shù)量是一個理想數(shù)值，即理論上的科學數(shù)量，然而由于具體爆破作業(yè)時巖體之間強度存在差別，而且前文所說的含水量問題也不能忽視，因此不妨依然采用區(qū)域劃分法進行炮眼數(shù)量的計算。首先將爆破區(qū)域劃分為若干分區(qū)域，每個區(qū)域面積不大于總面積的8%，之后根據(jù)各個區(qū)域的巖體強度特點分別計算炮眼數(shù)量，并依靠計算機技術進行模擬，了解爆破的效果，以便調(diào)整優(yōu)化，完善各項參數(shù)的計算，降低爆破危險。

3.總結(jié)

通過分析水利水電工程爆破的危險源和應對策略，了解了相關基本內(nèi)容。目前看來，給水利水電工程爆破帶來危險的主要是爆破飛石、爆破地震效應、爆破余料廢料處理以及爆破涌浪四個方面，通過做好防護、警戒工作、科學處理爆破余料廢料、合理計算用藥量能夠有效解決，提升水利水電工程爆破的安全性。后續(xù)工作中，注意上述問題、應用相關策略，也有助于相關工作的優(yōu)化、開展。

[1]鄒勤. 爆破技術在水利水電工程中的應用[J]. 技術與市場,2014,07:99+101.

[2]劉建銘. 水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術研究[J]. 建材與裝飾,2015,46:235-236.