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(xiǎn)源的分析及對(duì)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(huì)重要的基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)施，部分水利水電工程由于地形特殊性會(huì)應(yīng)用到爆破技術(shù)。基于此，本文分析水利水電工程爆破危險(xiǎn)源，并進(jìn)一步給出應(yīng)對(duì)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(guān)工作提供一定的理論支持。

水利水電工程；爆破危險(xiǎn)源；地震效應(yīng)

水利水電工程包括水電站、水壩等，相關(guān)工程在現(xiàn)代社會(huì)中非常重要。為求進(jìn)一步強(qiáng)化水利水電工程在現(xiàn)代社會(huì)中的作用，很多地點(diǎn)、工程被規(guī)劃、改造，其中相當(dāng)一部分工程應(yīng)用到爆破技術(shù)，針對(duì)爆破危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，并給出對(duì)應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，能夠有效提升相關(guān)工作的安全性，使其在后續(xù)應(yīng)用中進(jìn)一步完善。

1.水利水電工程爆破危險(xiǎn)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(duì)設(shè)備、人員造成的危害。相關(guān)統(tǒng)計(jì)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(jì)算不當(dāng)、對(duì)巖體結(jié)構(gòu)了解不足、防護(hù)不到位等。通常來說，爆破作業(yè)中為求精準(zhǔn)進(jìn)行用藥量計(jì)算等工作，會(huì)對(duì)巖體進(jìn)行細(xì)致的考量，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，按硬度將巖石分為15級(jí)，級(jí)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(huì)大量產(chǎn)生。此外不到位的防護(hù)也是爆破飛石造成危害的原因之一。

1.2 爆破地震效應(yīng)

爆破作業(yè)時(shí)，一部分能量會(huì)以地震波的形式向四周擴(kuò)散，并在擴(kuò)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(yīng)。其危害對(duì)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(huì)提前將人員疏散，并選擇距建筑物較遠(yuǎn)的地點(diǎn)，不過如果用藥量等技術(shù)方面工作存在問題，導(dǎo)致地震效應(yīng)擴(kuò)散面積增大，依然可能帶來破壞。地震效應(yīng)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(huì)產(chǎn)生余料廢料，這些火工材料由于其本身的化學(xué)性質(zhì)而具有相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性，未能及時(shí)處理，也會(huì)帶來危險(xiǎn)。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(dāng)?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(huì)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(guān)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(jìn)行爆破時(shí)，對(duì)水體產(chǎn)生的影響。這一危險(xiǎn)在大型工程爆破時(shí)較為常見。引起涌浪的原因一般有兩個(gè)，一是爆破動(dòng)能擴(kuò)散到水中，在力的作用下，水體出現(xiàn)物理移動(dòng)，二是因爆破崩塌的固體廢料進(jìn)入水中，導(dǎo)致大量水被擠壓出去，形成涌浪，涌浪的危險(xiǎn)主要針對(duì)人員和部分小型設(shè)備。2012年，浙江某地曾出現(xiàn)一次涌浪事故，該次爆破對(duì)象為大壩的右壩肩，爆破設(shè)計(jì)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(yán)加注意。

2.水利水電工程爆破危險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)策略

2.1 做好防護(hù)工作

由于很多危險(xiǎn)存在突發(fā)性，防護(hù)工作應(yīng)作為應(yīng)對(duì)水利水電工程爆破危險(xiǎn)的基本策略之一。防護(hù)內(nèi)容包括人員防護(hù)、設(shè)備防護(hù)等。由于飛石、涌浪動(dòng)能較大、地震效應(yīng)破壞面積廣，人員和設(shè)備的防護(hù)如果不足，很容易受傷、被破壞。人員防護(hù)方面，首先要求人員穿戴防護(hù)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(shè)備防護(hù)方面，小型設(shè)備應(yīng)盡量轉(zhuǎn)移至安全地點(diǎn)，如果距離水源較近且不易轉(zhuǎn)移，應(yīng)在表面覆蓋塑料膜等較好的隔水材料。對(duì)于一些暴露在爆破范圍內(nèi)、無法安全轉(zhuǎn)移的大型設(shè)備，應(yīng)在表面覆蓋金屬或者復(fù)合板材加以保護(hù)，并確保覆蓋完全、牢固，同時(shí)在爆破作業(yè)結(jié)束后，相關(guān)防護(hù)材料應(yīng)是可以簡單拆除的。

防護(hù)是應(yīng)對(duì)水利水電工程爆破危險(xiǎn)的基礎(chǔ)性策略，在各地工程中也得到了較為廣泛的應(yīng)用，后續(xù)工作可以借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)繼續(xù)對(duì)防護(hù)工作進(jìn)行加強(qiáng)。

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(duì)象是巖體及其強(qiáng)度。在實(shí)際工作中，要根據(jù)等級(jí)的不同計(jì)算炮眼數(shù)量、炮眼間距、用藥量等。針對(duì)巖體硬度進(jìn)行勘察時(shí)，考慮到不同地段巖體可能存在差別，可以將爆破地點(diǎn)劃分為若干區(qū)域分別進(jìn)行，每塊區(qū)域面積不應(yīng)大于對(duì)象總面積的8%。選定分目標(biāo)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(duì)象確定該范圍內(nèi)的巖體強(qiáng)度等級(jí)。其他區(qū)域也按此方式進(jìn)行，直到完全確定目標(biāo)范圍內(nèi)巖體的強(qiáng)度。巖體強(qiáng)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(huì)影響巖體的強(qiáng)度，并進(jìn)一步影響到其他爆破參數(shù)，該項(xiàng)工作也需細(xì)致、系統(tǒng)的進(jìn)行。原則上看，如果巖層的整體性較好，含水量會(huì)相對(duì)較低，其對(duì)爆破的影響系數(shù)通常不會(huì)大于0.008，可以忽略不計(jì)，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(jì)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(qiáng)度的區(qū)別，比如河彎部位，不同巖層的強(qiáng)度可能存在區(qū)別，也應(yīng)加以考量。

2.3 科學(xué)處理爆破余料廢料

爆破的余料和廢料，應(yīng)遵照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行集中、科學(xué)的處理，尤其是炸藥、雷管等危險(xiǎn)品，在炸藥安裝完畢后，就應(yīng)對(duì)剩余物品進(jìn)行處理。炸藥等要進(jìn)行密封，并將剩余數(shù)量上報(bào)給上級(jí)部門，進(jìn)入審批程序，將余料歸庫或者銷毀。廢料方面，應(yīng)集中進(jìn)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(xiǎn)，是應(yīng)對(duì)水利水電工程爆破危險(xiǎn)的重要策略之一。

2.4 合理計(jì)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(yīng)等。尤其是作業(yè)量較大時(shí)，巖體之間可能還存在一定的硬度差別，相關(guān)參數(shù)更要仔細(xì)的計(jì)算。

以炮眼數(shù)量為例，炮眼數(shù)量是指目標(biāo)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(shè)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(jì)算得來的，通常情況下，在進(jìn)行水利水電工程爆破時(shí)，炮眼數(shù)量的設(shè)定可以用以下計(jì)算式表達(dá)：

E/（0.4v）=2W/v

其中v為應(yīng)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(jì)算所得炮眼數(shù)量是一個(gè)理想數(shù)值，即理論上的科學(xué)數(shù)量，然而由于具體爆破作業(yè)時(shí)巖體之間強(qiáng)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(jìn)行炮眼數(shù)量的計(jì)算。首先將爆破區(qū)域劃分為若干分區(qū)域，每個(gè)區(qū)域面積不大于總面積的8%，之后根據(jù)各個(gè)區(qū)域的巖體強(qiáng)度特點(diǎn)分別計(jì)算炮眼數(shù)量，并依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模擬，了解爆破的效果，以便調(diào)整優(yōu)化，完善各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算，降低爆破危險(xiǎn)。

3.總結(jié)

通過分析水利水電工程爆破的危險(xiǎn)源和應(yīng)對(duì)策略，了解了相關(guān)基本內(nèi)容。目前看來，給水利水電工程爆破帶來危險(xiǎn)的主要是爆破飛石、爆破地震效應(yīng)、爆破余料廢料處理以及爆破涌浪四個(gè)方面，通過做好防護(hù)、警戒工作、科學(xué)處理爆破余料廢料、合理計(jì)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(yīng)用相關(guān)策略，也有助于相關(guān)工作的優(yōu)化、開展。

[1]鄒勤. 爆破技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用[J]. 技術(shù)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(shù)研究[J]. 建材與裝飾,2015,46:235-236.