水利水電工程施工中爆破拋擲技術(shù)的應(yīng)用

孔慶亮 王 明

浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)股份有限公司（310051）

隨著社會(huì)對(duì)水利水電工程質(zhì)量要求的增多，其施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，爆破拋擲是水利水電工程的基礎(chǔ)性工藝，其應(yīng)用效果直接關(guān)系著我國(guó)水利水電工程建設(shè)水平。因此，為提升水利水電工程建設(shè)水平，相關(guān)人員需發(fā)揮爆破拋擲技術(shù)實(shí)踐價(jià)值，采用更為完善的爆破拋擲方案，增強(qiáng)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(jí)為II類大型工程項(xiàng)目，水庫(kù)總庫(kù)容為0.53億m3，可保護(hù)農(nóng)田256萬畝，排澇面積為150萬畝，灌溉面積50~150萬畝，水力發(fā)電體系中裝機(jī)容量為30~120萬kW。該水利工程項(xiàng)目中，水庫(kù)閘室底板為C25W4F100混凝土，防洪高水位55.0 m，水庫(kù)正常蓄水位52 m。

2 爆破拋擲技術(shù)優(yōu)勢(shì)

水利水電工程建設(shè)中，爆破拋擲技術(shù)是借助炸藥將土建實(shí)體、施工場(chǎng)地內(nèi)巖石爆破，使其在“最小抵抗線”區(qū)域中被拋出。水利水電工程中應(yīng)用爆破拋擲技術(shù)的目的是讓巖石、土建實(shí)體按照既定路線拋離，具體拋擲方法有雙側(cè)拋擲、單側(cè)拋擲、多方向拋擲，該技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下內(nèi)容中:一方面，相較于傳統(tǒng)爆破技術(shù)，爆破拋擲技術(shù)可有效節(jié)約人力，提升施工效率，控制施工期間的爆破強(qiáng)度，簡(jiǎn)化拋擲施工流程。同時(shí)可在水利水電工程建設(shè)過程中，減少各類渡河器械的使用，增強(qiáng)施工期間的可靠性與安全性[1]。另一方面，爆破拋擲技術(shù)在具體實(shí)施中會(huì)采取更為給可靠的安全措施，維護(hù)物體拋擲的安全性，加強(qiáng)技術(shù)安全防護(hù)，充分保障操作人員的安全。

3 爆破拋擲技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

自2016年后，爆破拋擲技術(shù)被廣泛應(yīng)用在水利水電工程中，且相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)通過實(shí)踐運(yùn)用、技術(shù)訓(xùn)練掌握該技術(shù)的操作技巧。另外，隨著爆破拋擲技術(shù)的運(yùn)用，水利水電工程產(chǎn)出值持續(xù)上升，同時(shí)在信息消費(fèi)、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型等背景下快速成熟。相關(guān)地區(qū)所推行的節(jié)能減排、污染防治方法，有效擴(kuò)大爆破拋擲技術(shù)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(xiàn)代化建設(shè)中，節(jié)能減排成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流趨勢(shì)，爆破拋擲技術(shù)的整體前景較為樂觀，可滿足各地區(qū)水電項(xiàng)目建設(shè)需求[2]。

4 水利水電工程施工中爆破拋擲技術(shù)的應(yīng)用

4.1 爆破拋擲的前期準(zhǔn)備

正式進(jìn)行爆破拋擲前期，提前在水利水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備導(dǎo)爆索、拋擲用具、電雷管等設(shè)備。隨后按照預(yù)定爆破位置、拋擲距離捆綁炸藥，控制拋擲物體伸縮系數(shù)后進(jìn)行拋擲操作。拋擲過程中需關(guān)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(zhì)量。而在確定爆破拋擲時(shí)炸藥用量、拋擲距離時(shí)，應(yīng)根據(jù)拋擲物體，確定對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。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(shí)，拋擲距離為300 m。

選擇爆破地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選擇平臺(tái)、利于爆破的地方，爆破前期應(yīng)全面分析水利水電工程現(xiàn)場(chǎng)施工條件，預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)[3]。開挖爆破坑時(shí)，應(yīng)將場(chǎng)地內(nèi)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(zhǎng)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(shù)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(shí)，相關(guān)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(shí)施爆破拋擲。在此期間，所涉圍堰高程應(yīng)大于115 m，同時(shí)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(shù)。首先，確定鉆孔直徑及爆破拋擲時(shí)的布孔方法時(shí)，可使用自動(dòng)化地質(zhì)鉆頭，在3～8段爆破點(diǎn)內(nèi)設(shè)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(diǎn)內(nèi)，利用手風(fēng)鉆實(shí)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(jié)構(gòu)、圍巖類型，隨后基于爆破質(zhì)量要求，計(jì)算爆破施工中平均損耗值、堵塞長(zhǎng)度。即通過公式計(jì)算爆破拋擲時(shí)爆破主體的堵塞長(zhǎng)度，L"=（0.7～1.0）W，取0.8W=1.7 m。最后，選擇爆破拋擲方法時(shí)，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(dǎo)爆索，使其貫穿孔底后，持續(xù)裝藥，完成電雷管、導(dǎo)爆管的綁扎處理工作。除此之外，結(jié)合上述水利輸電工程案例，其在選用炸藥材料時(shí)，可選擇巖石結(jié)構(gòu)專用乳化炸藥，爆破拋擲過程中將φ32 mm藥卷在手風(fēng)鉆孔里，將φ70 mm藥卷布設(shè)在主爆孔里[4]。計(jì)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(shù)量，單位為kg，a為藥卷內(nèi)裝藥孔的間距，單位m，w為爆破拋擲時(shí)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(shù)。水利輸電工程施工過程中，爆破拋擲時(shí)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(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式后，可計(jì)算出單孔藥量為55 kg。但是為有效維護(hù)水利水電工程中爆破拋擲安全性，相關(guān)人員還應(yīng)計(jì)算最大單響藥量，計(jì)算公式為V50.01（Q1/3/R）1.56，其中V為爆破拋擲控制點(diǎn)的振動(dòng)速度，取值為10 cm，若V計(jì)算后的數(shù)據(jù)保持在285~455 kg，則可同時(shí)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(shè)計(jì)

由于水利水電工程項(xiàng)目整體規(guī)模較大，所涉施工參數(shù)、爆破拋擲參數(shù)較大，爆破區(qū)域與周邊建筑物間距較小，所以在爆破過程中應(yīng)增強(qiáng)爆破方案的可靠性。對(duì)此，相關(guān)人員需借助BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)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(diǎn)均集中在3~8號(hào)爆破點(diǎn)，所用雷管為MS15導(dǎo)爆管，且主爆破點(diǎn)沒排鉆孔會(huì)分別預(yù)留2~3個(gè)鉆孔，借此提升巖石結(jié)構(gòu)、土建實(shí)體爆破率。通過本項(xiàng)目中BIM爆破拋擲模型可知，各爆破點(diǎn)準(zhǔn)爆率較高，各爆破點(diǎn)可在同一時(shí)間段內(nèi)爆破[6]。但是為在部分地點(diǎn)發(fā)揮延時(shí)效應(yīng)，可提前將MS15塑料導(dǎo)雷管布設(shè)在第一排鉆孔內(nèi)，傳播時(shí)間可維持在850 ms。另外，根據(jù)爆破拋擲模型模擬場(chǎng)景可知，施工結(jié)束后會(huì)伴有爆渣現(xiàn)象，所以需將拋物點(diǎn)掉落位置控制在河床內(nèi)，必要時(shí)可增加鉆孔同時(shí)爆破時(shí)的聯(lián)合作用，減少爆破拋擲后的爆渣情況。

4.4 爆破拋擲技術(shù)要點(diǎn)

為增強(qiáng)水利水電工程中爆破拋擲安全性，相關(guān)人員還應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)程序完成爆破拋擲施工，加強(qiáng)爆破拋擲的質(zhì)量管理，規(guī)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(shè)中爆破拋擲技術(shù)創(chuàng)新，督促施工人員用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度實(shí)施爆破拋擲，提升爆破拋擲過程中操作的準(zhǔn)確率。同時(shí)不斷優(yōu)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(shù)，完善爆破拋擲技術(shù)方案。繼而在水利水電工程建設(shè)中，在工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)下，落實(shí)爆破拋擲技術(shù)管理工作，預(yù)防爆破期間伴有的質(zhì)量、安全風(fēng)險(xiǎn)，降低意外事故發(fā)生率，增強(qiáng)水利水電工程施工中各項(xiàng)核心技術(shù)的控制能力[7]。

5 結(jié)語

綜上所述，水利水電工程是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要工程項(xiàng)目，將爆破拋擲技術(shù)應(yīng)用在該類項(xiàng)目中可有效控制水利水電項(xiàng)目施工成本，優(yōu)化土建、項(xiàng)目實(shí)體爆破流程。但是為確保爆破拋擲技術(shù)應(yīng)用的可靠性，還應(yīng)持續(xù)規(guī)范爆破拋擲的基本流程，完善爆破參數(shù)，科學(xué)選擇爆破地點(diǎn)，保障水利水電工程整體建設(shè)質(zhì)量。通過水利水電工程建設(shè)中爆破拋擲技術(shù)的改進(jìn)，提升水利水電工程建設(shè)水平。