水利水電工程土石方爆破施工技術(shù)探索

邵海峰

中國水利水電第七工程局有限公司第一分局 四川成都 610000

在我國，水利水電工程一般規(guī)模都比較大，其中耗費(fèi)了巨量的資源和人力，而且工程進(jìn)行當(dāng)中也存在很多不可預(yù)知的問題，土石方爆破施工技術(shù)在工程施工過程中非常常用，也非常重要，爆破技術(shù)能夠快速清除工程障礙，確保工程施工進(jìn)度。但不能忽視的是，爆破施工技術(shù)存在很大的危險(xiǎn)性，而且技術(shù)含量非常高，操作當(dāng)中要充分了解周邊環(huán)境情況，以及爆破施工技術(shù)，盡量避免造成危害性后果。

1 土石方爆破施工技術(shù)理論分析

土石方爆破原理大致分為兩部分。第一部分，炸藥在周邊的土石當(dāng)中形成應(yīng)力波，從而在其中產(chǎn)生縱向和環(huán)形的裂縫，從而使周邊的土石產(chǎn)生破碎。第二部分，炸藥爆炸過程當(dāng)中，會(huì)造成大量的氣體膨脹，產(chǎn)生氣流，形成空腔造成土石的破碎，同時(shí)因?yàn)闅怏w的膨脹和流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生向外拋擲的效果。所以，水利水電工程當(dāng)中的爆破能力，主要是集中在土石變形能量以及氣體膨脹導(dǎo)致的拋擲能量。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，爆炸中能量中55% 左右是氣體膨脹的能量，20% 左右是沖擊波能量，25% 左右是無用能量。所以，在爆破施工當(dāng)中，要提高爆破氣體膨脹能量和沖擊波能量的利用，降低氣體膨脹能量對(duì)破碎土石產(chǎn)生的作用，從而提高爆破能量的利用率。爆破施工當(dāng)中，特別是豎巷掘進(jìn)當(dāng)中，因?yàn)閮H有一個(gè)自由面，會(huì)受到周邊的夾制，所以要講土石爆破下來就相對(duì)困難，在這個(gè)過程中就需要考慮制造另一個(gè)自由面。所以空眼和掏槽就是制造的另一個(gè)自由面，當(dāng)炸藥爆炸之后，產(chǎn)生的爆破力會(huì)造成周邊土石被破壞、破碎，爆炸產(chǎn)生的氣流會(huì)將破碎的土石拋出來[1]。這個(gè)過程能夠充分顯示出空眼的作用，一個(gè)是集中引導(dǎo)爆炸應(yīng)力和方向，另一個(gè)是給受壓土石提供必要的補(bǔ)償空間。從工作面來講，掏槽能夠形成第二自由面，讓炮眼爆破能夠產(chǎn)生更好的效果，所以掏槽能夠嚇住提升破巖效率等。分層裝藥不僅能讓炸藥的藥量分散開且適合布局，也能擴(kuò)大爆炸范圍，降低拋擲距離；同時(shí)，分層式的裝藥也能幫助深層爆破，提升炸藥爆破能力的使用效率。

2 水利水電工程土石方爆破施工技術(shù)探索

2.1 預(yù)裂爆破技術(shù)

在使用預(yù)裂爆破技術(shù)施工中，要沿著設(shè)計(jì)好的輪廓線進(jìn)行開挖，然后鉆出比較密集的炸藥孔。在進(jìn)行集中爆炸之前，需要用少量的炸藥進(jìn)行預(yù)先爆炸，在周邊炸出裂縫，這樣才能防止爆破區(qū)內(nèi)建筑等被破壞。預(yù)裂爆破技術(shù)在葛洲壩水電站工程當(dāng)中已經(jīng)得到了成功使用，后期也快速普及和應(yīng)用到各種水利水電工程當(dāng)中，這種技術(shù)不僅能夠嚴(yán)格控制開挖面超欠挖問題，也能減少周邊邊坡、圍巖穩(wěn)定性的降低，在減少開挖量的同時(shí)也能保障爆破的質(zhì)量[2]。

2.2 光面爆破技術(shù)

在使用光面爆破技術(shù)施工中，要沿著挖開線鉆一些小間距而且平行的炮孔，在炮孔當(dāng)中放置少量炸藥，裝藥方式為不耦合裝藥，然后同時(shí)起爆。在爆破過程中，能夠?qū)⒃ㄝ喞€內(nèi)的土石爆破，不會(huì)對(duì)輪廓線外的土石進(jìn)行明顯的爆破，同時(shí)也會(huì)在爆破區(qū)域的土石下方預(yù)留一些清晰的孔痕，這樣的斷面保持穩(wěn)定性，看上去也比較規(guī)則。

2.3 圍堰爆破技術(shù)

水利水電工程施工當(dāng)中會(huì)有比較多的臨時(shí)建筑，這就需要利用圍堰爆破技術(shù)對(duì)其進(jìn)行爆破拆除。在使用圍堰爆破技術(shù)時(shí)，大多數(shù)是臨水施工。所以施工主要是對(duì)頂面、非臨水面、內(nèi)部廊道等區(qū)域進(jìn)行鉆孔爆破。在爆破過程中，需要做到一次性爆通，才能滿足后期的進(jìn)排水的需求。如果在爆破地周邊有建筑物等，要想保證不被損害，那就要強(qiáng)化周邊破碎圍堰的使用，滿足設(shè)計(jì)高程，確保堰體周邊結(jié)構(gòu)以及周邊建筑結(jié)構(gòu)的安全，以及電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性。圍堰爆破技術(shù)的核心就在單耗高和單響低，同時(shí)利用接力起爆完成爆破[3]。所以，在進(jìn)行圍堰拆除爆破當(dāng)中，要嚴(yán)格依據(jù)爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)預(yù)防飛石等爆破危害，確保整個(gè)爆破施工過程的安全。

2.4 定向爆破技術(shù)

在筑壩項(xiàng)目的施工當(dāng)中，因?yàn)槎ㄏ虮萍夹g(shù)具備便捷性、高效性，所以經(jīng)常采用定向爆破技術(shù)進(jìn)行施工。目前，定向爆破技術(shù)在水利水電工程當(dāng)中使用比較普遍，因?yàn)槠洳皇怯么笮蜋C(jī)械，對(duì)施工道路要求不高，在爆破當(dāng)中能夠同時(shí)完成采石、運(yùn)輸、填坑，能夠節(jié)省大量的資金和人力的投入，同時(shí)也加快了施工進(jìn)度。

2.5 巖塞爆破技術(shù)

巖塞爆破施工大多數(shù)是水下爆破，是要把水庫中的水引走或者放掉，以滿足工程灌溉或者發(fā)電的需要；對(duì)于已建成水庫或者湖泊都有放空、引水洞，一般巖塞在水底或者隧道的末尾，在工程全部完工后，將巖塞通過爆破拆除，確保洞、水庫、湖泊等能夠順利相連通。水下巖塞爆破在具體施工用當(dāng)有非常多的優(yōu)點(diǎn)，其不受水庫、湖泊水位消漲和施工季節(jié)的限制，也不用額外的圍堰施工，不影響水庫正常運(yùn)行，施工時(shí)間短、效率高、成本較少。目前，水下巖塞爆破技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了水利工程當(dāng)中。如果巖塞爆破技術(shù)依據(jù)炸藥裝配方式分類，大致有硐室爆破與炮孔爆破，依據(jù)爆渣處理則分為留碴和泄碴爆破。

3 結(jié)語

總而言之，我國土地面積龐大，地形復(fù)雜，河流山地地形繁多，所以水利水電工程所面對(duì)的地形也比較復(fù)雜，在水利水電等設(shè)施還需要進(jìn)一步加強(qiáng)才能滿足我國人民的需求。水利水電工程當(dāng)中爆破施工是其中比較重要的一部分，也是常見的部分，所以在具體施工當(dāng)中，相關(guān)工作人員要充分了解項(xiàng)目的詳情和需求，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)、使用爆破施工技術(shù)，這樣不僅能為工程節(jié)省大量成本，也能為爆破施工技術(shù)的更進(jìn)一步提供相應(yīng)的資料記錄，從而為以后的水利水電工程做好技術(shù)儲(chǔ)備。