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        水利工程施工中爆破技術(shù)要點研究

        2021-11-10 01:57:20柳棟才
        魅力中國 2021年42期
        關(guān)鍵詞:雷管炮孔炸藥

        柳棟才

        (中國水利水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450000)

        在水利工程施工中,爆破技術(shù)應(yīng)用最為廣泛,它在地下施工以及地下有限空間施工中應(yīng)用廣泛,可應(yīng)用于有限空間施工中。作為目前水利工程項目中的常規(guī)技術(shù),爆破技術(shù)在施工過程中必然存在較大風(fēng)險,如果無法按照施工標(biāo)準(zhǔn)實施必然會造成巨大安全隱患問題。所以在水利工程施工中需要建立良好的爆破施工技術(shù)體系,確保施工安全性與科學(xué)性有效提升,同時將安全風(fēng)險發(fā)生率降到最低。

        一、水利工程項目中的爆破施工要求與設(shè)備材料要求

        (一)水利工程項目中的爆破施工要求

        在水利工程項目爆破施工中需要利用到炸藥進行開挖、拆除,它涉及土石開發(fā)、巖石開采以及建筑物拆除等施工技術(shù)環(huán)節(jié),這說明了爆破技術(shù)的不可或缺價值?,F(xiàn)如今,在水利工程項目大型施工中也會大量采用到爆破施工技術(shù),例如大壩基礎(chǔ)開挖、水工隧洞開挖、高邊坡開挖、圍堰拆除等等技術(shù)。就結(jié)合工程實踐經(jīng)驗而言,需要水利工程爆破施工對基巖保護與邊坡控制提出爆破技術(shù)方法,建立邊界雕琢機制。大體來講,像預(yù)裂爆破、光面爆破、精細(xì)爆破技術(shù)等等都極具應(yīng)用前景。在合理設(shè)計精心施工內(nèi)容方面,各種爆破技術(shù)都體現(xiàn)出一定的科學(xué)管理工作優(yōu)越性,保證爆破施工作業(yè)高效率、安全有效實施。

        (二)水利工程項目中的爆破施工設(shè)備材料要求

        在水利工程項目爆破施工中,其施工設(shè)備與施工材料的選擇非常重要,如果在水利工程鉆孔施工中需要采用至少3 種鉆孔技術(shù),分別為沖擊鉆機鉆孔、回轉(zhuǎn)式鉆機鉆孔以及潛孔式鉆機鉆孔施工技術(shù)。3 種鉆孔技術(shù)對于提高施工效率、施工質(zhì)量都幫助較大。

        就爆破技術(shù)應(yīng)用過程中所采用的主要材料而言,它需要為鉆孔施工騰出巨大施工空間。在爆破施工中要采用工程炸藥進行爆破,例如比較常用的就有爆炸藥、混合炸藥以及單質(zhì)猛性炸藥,這3 種炸藥在性能表現(xiàn)上有所不同,可應(yīng)用于不同施工環(huán)境中。就以爆炸藥為例,它的敏感性、安全性表現(xiàn)較強,且能夠應(yīng)用于較廣范圍中。另外看單質(zhì)猛性爆破炸藥,它具有不溶于水的特性,所以可以用于水下爆破施工。這里需要注意一點,爆炸藥是不能獨立使用的,它必須配合其它一些藥品物質(zhì)才能使用。

        二、水利工程項目中爆破施工技術(shù)的基本應(yīng)用類型

        目前在水利工程項目中所應(yīng)用到的爆破施工技術(shù)基本應(yīng)用類型是相當(dāng)豐富的。這些技術(shù)在滿足施工要求方面表現(xiàn)突出,在技術(shù)表現(xiàn)上存在一定差別,主要以滿足水利工程施工建設(shè)的不同需求展開具體應(yīng)用,下文簡單介紹幾種:

        首先在壩基爆破開挖方面依據(jù)開挖對象選擇保護層以及巖體技術(shù),主要技術(shù)應(yīng)用類型包括了深孔臺階爆破技術(shù),即毫秒爆破技術(shù)。該技術(shù)的主要特點是一次性爆破方量較大,整體爆破破碎效果良好,振動影響偏小。

        其次在巖石高邊坡爆破開挖方面依據(jù)高技術(shù)性要求采用爆破振動控制技術(shù),目的在于減小爆破振動對邊坡所引發(fā)影響,為建立穩(wěn)定邊坡打好前期基礎(chǔ)。其中的常用技術(shù)類型就包括了預(yù)裂爆破技術(shù)、緩沖爆破技術(shù)以及光面爆破技術(shù)等等。

        再者是定向爆破筑壩方面會采用到定向爆破技術(shù),該技術(shù)在我國發(fā)展最早(上世紀(jì)50 年代),具有多項技術(shù)優(yōu)點,例如它的施工時間耗時短、成本費用低,但是在后續(xù)工程方面跟進較為困難,容易受到地形條件影響,相比與毫秒爆破技術(shù)而言應(yīng)用效率明顯偏低。

        第四是水下爆破技術(shù),該技術(shù)就是在水下部分裝填炸藥并選擇爆破,屬于典型的水下控制爆破技術(shù)。該技術(shù)目前在水利工程應(yīng)用領(lǐng)域中最為常見。

        另外還有圍堰拆除性爆破技術(shù),該技術(shù)的關(guān)鍵點在于處理巖渣問題,比如說像卸渣、留渣爆破技術(shù)最為常用[1]。

        三、水利工程項目中爆破施工技術(shù)的實踐應(yīng)用要點

        在水利工程項目中,爆破施工技術(shù)的實踐應(yīng)用要點頗多,下文主要對工程施工中的幾點爆破施工技術(shù)實踐應(yīng)用要點進行詳細(xì)分析。

        (一)精細(xì)爆破技術(shù)的實踐應(yīng)用

        在水利工程施工建設(shè)中,其實踐操作對于爆破控制技術(shù)的要求極高,需要結(jié)合實際的工程情況合理選擇技術(shù)類型。而在技術(shù)使用過程中,也必須做到對爆破技術(shù)參數(shù)的合理規(guī)劃,編制具體的爆破方案,強化爆破檢測與評估過程,做好精細(xì)爆破前期準(zhǔn)備工作。目前在國內(nèi)的水利工程施工建設(shè)中大量采用到精細(xì)爆破技術(shù),其在過程控制與安全性控制方面要求較高,在技術(shù)應(yīng)用中則包含了四大核心點:

        第一,采用定量化設(shè)計進行爆破,具體工作內(nèi)容就包括了對于爆破對象的綜合分析,選擇確定爆破參數(shù)、爆破效果等等,同時對某些有害效應(yīng)進行定期、定量預(yù)測分析。

        第二,采用精心施工技術(shù)方式,它其中就包括了測量放樣與炮孔鉆孔定位精度控制等諸多重要技術(shù)環(huán)節(jié),它基本做到了爆破設(shè)計與作業(yè)流程全面優(yōu)化。

        第三,采用精細(xì)化管理技術(shù),這其中就包括了人力資源、質(zhì)量安全以及成本管理三大項。

        第四,進行實時監(jiān)控、反饋,例如在水利工程項目施工建設(shè)中對爆破效果進行快速量測,有效了解爆破塊度以及堆積范圍。同時對爆破效應(yīng)進行跟蹤監(jiān)測、反饋,進而確定爆破技術(shù)實施方案,優(yōu)化相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。

        (二)火雷管爆破技術(shù)的實踐應(yīng)用

        在爆破施工中經(jīng)常會用到火雷管爆破技術(shù),該技術(shù)主要通過導(dǎo)火索點燃雷管執(zhí)行爆破任務(wù),整體看來技術(shù)性優(yōu)勢較多。首先在操作方面,火雷管爆破技術(shù)操作相當(dāng)便捷,在執(zhí)行爆破任務(wù)過程中整體消耗成本較低,所以它特別適用于淺孔施工與小型水利工程中,應(yīng)用范圍相對較廣。但是,作為水利工程項目中的一種爆破技術(shù),它的缺陷也相對明顯,即安全性表現(xiàn)較差。究其原因主要是因為施工人員在操作點燃雷管過程中容易出現(xiàn)操作失誤,進而引發(fā)相當(dāng)嚴(yán)重的安全事故?;鹄坠茉邳c燃之前是缺乏設(shè)備性能檢查環(huán)節(jié)的,所以在爆破過程中就容易出現(xiàn)瞎炮。當(dāng)然,火雷管的保存問題也需要予以重視,即要做到防潮防水,如此才能避免出現(xiàn)火雷管失效問題[2]。

        (三)電雷管爆破技術(shù)的實踐應(yīng)用

        電雷管爆破技術(shù)主要應(yīng)用到巨大爆炸能量引發(fā)炸藥爆炸,在電雷管爆破任務(wù)執(zhí)行過程中需要首先布設(shè)爆破網(wǎng)絡(luò),并提出3 種連接方式,即串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)方式。在實際操作中,要根據(jù)不同水利工程的不同建設(shè)要求選擇連接方式。電雷管爆破技術(shù)的施工操作流程簡單且不會消耗太大電量,且具備前期檢查環(huán)節(jié),如果出現(xiàn)一支電雷管故障問題,則整個爆破系統(tǒng)都不會被引爆,這大大提高了電雷管爆破技術(shù)的施工安全性。目前電雷管爆破技術(shù)主要被應(yīng)用于某些中小型水利工程項目施工中[3]。

        (四)導(dǎo)爆索爆破技術(shù)的實踐應(yīng)用

        經(jīng)過大量施工實踐經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),導(dǎo)爆索爆破技術(shù)的實踐應(yīng)用價值最高,因為它具有較高的爆破施工安全性能,在施工過程中主要利用雷管引爆導(dǎo)爆索,通過燃爆導(dǎo)爆索將炸藥直接引爆。該施工技術(shù)目前被大量應(yīng)用于深孔施工以及洞室施工中,比較常用的導(dǎo)爆索爆破技術(shù)包含兩種:第一種是火雷管引爆,第二種是電雷管引爆。如果提前設(shè)定固定爆破路線,導(dǎo)爆索就能依據(jù)固定路線燃爆,所以它在水下施工作業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。不過,該施工技術(shù)的一大缺陷就是施工成本相對高昂,在爆破作業(yè)前期檢查階段無法使用儀表檢查方法。

        (五)瞎炮處理技術(shù)的實踐應(yīng)用

        在水利工程爆破施工中經(jīng)常會出現(xiàn)未能燃爆的瞎炮作業(yè)操作案例,瞎炮對于施工人員的安全威脅最大,必須予以妥善處理,降低安全隱患。首先,要做好瞎炮爆破影響范圍內(nèi)的安全標(biāo)示,妥善處理并保管瞎炮炸藥,例如要將瞎炮中的炸藥粉末處理干凈,同時將其內(nèi)部引燃系統(tǒng)完全拆除。做到以上技術(shù)要點,就能保證瞎炮不會意外爆炸,危及工程人員安危。

        另一方面,在瞎炮處理以及常規(guī)爆破作業(yè)處理過程中也要有效預(yù)防爆破飛石,主要要從爆破方案入手展開設(shè)計,合理選擇爆破參數(shù),對臨空面抵抗線方向進行分析,確保飛石方向遠離保護建筑物,配合合理裝藥結(jié)構(gòu)提高炮孔整體填塞質(zhì)量,優(yōu)化調(diào)整填塞長度。在裝入炸藥過程中藥做到分次裝入,配合木棍輕輕壓實。如果孔深較大,要用繩子吊入藥包,將雷管安裝置于藥包中心位置。如果遭遇閃電、暴風(fēng)雨等惡劣天氣則要停止裝藥以及爆破作業(yè)[4]。

        四、水利工程項目中爆破施工的案例簡析

        (一)某水利工程項目基本概況

        某水利工程項目為工業(yè)、農(nóng)業(yè)兩用中型水庫,其中就包括了電站停機放水系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)等等。該工程項目中巖體完整、開挖隧洞進水口邊坡巖體最大開挖高度達到100m。根據(jù)該工程項目實際開挖情況進行分析,可以了解到如果采用爆破技術(shù)其爆破振動損傷對水庫進口段、閘門段、漸變段都產(chǎn)生了極大影響。為保證水庫高邊坡以及其它結(jié)構(gòu)絕對安全,該工程選擇采用精細(xì)爆破技術(shù)[5]。

        (二)某水利工程項目邊坡開挖爆破方案的提出

        某水利工程項目在邊坡開挖爆破方案方面基本遵循邊坡輪廓壁面預(yù)裂炮孔施工技術(shù),整體上保持炮孔痕跡均勻,對殘留炮孔痕跡保存率進行提前預(yù)估,將其控制在50%~80%左右。在這一過程中分析炮孔壁是否存在明顯爆破裂隙,結(jié)合綜合分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),該水利工程項目中應(yīng)該采用鉆孔精細(xì)爆破技術(shù),自上而下采用臺階開挖技術(shù),配合邊坡設(shè)計輪廓設(shè)計保護面,結(jié)合炮孔布置示意圖進行分析,如圖1。

        在某水利工程項目施工過程中,爆破施工技術(shù)采用自上而下每層臺階爆破施工技術(shù),其具體施工順序從巖體主爆區(qū)展開,其中預(yù)留保護層巖體,首先分析預(yù)裂孔隙和緩沖孔隙,然后一次兩個臺階高度(每個臺階高度8.5m)展開主爆孔設(shè)計,分排微差爆破,其中主要配合壓鉆與潛孔鉆進行聯(lián)合爆破,將爆破孔徑控制在90~100mm 為宜[6]。

        在爆破過程中必須做好爆破網(wǎng)絡(luò)連接及其檢查工作,建立起爆、出渣和坡面清理工作,并在開挖邊坡位置選擇測量檢測,優(yōu)化爆破效果。某水利工程為有效實現(xiàn)精細(xì)爆破施工管理,專門組建了質(zhì)量控制小組,有效完善其中大量的質(zhì)量控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),制定爆破監(jiān)測工作方案。其中的主要監(jiān)測內(nèi)容就包括了爆破質(zhì)點振動速度、爆破影響深度分析,結(jié)合實際測量結(jié)果顯示相關(guān)技術(shù)內(nèi)容,確保邊坡開挖偏差滿足實際施工要求,隨時觀察巖體破壞情況。

        該工程在料場開采方面也設(shè)計了爆破方案,主要根據(jù)初擬梯段主爆孔鉆爆參數(shù)分析確定最佳鉆爆參數(shù),為水利工程項目滿足大壩填筑料與施工技術(shù)要求。大體來講,就是結(jié)合初擬最大單響起爆藥量與起爆網(wǎng)絡(luò)延時時間來明確爆破振動儀測定質(zhì)點振動速度、位移以及加速度,有效減小對附近建筑所造成損害。

        整體來講,某水利工程項目在邊坡巖體開挖方面基本滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,確保邊坡巖體始終保持完整穩(wěn)定,同時采用精細(xì)爆破技術(shù)將殘留炮孔痕跡保存率控制在至少80%以上,施工效果整體表現(xiàn)良好[1]。

        總結(jié)

        本文圍繞水利工程項目施工中的爆破作業(yè)施工環(huán)節(jié)展開分析,其目的就是為了提高巖體爆破施工質(zhì)量,保證其作業(yè)高效率、快速度完成,體現(xiàn)工程項目施工安全高效率,如此可合理提高爆破方案設(shè)計,正確選擇參數(shù),做好爆破施工精心組織優(yōu)化,達到預(yù)期爆破效果,滿足爆破作業(yè)安全性有效提升。

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