水利水电明挖工程的爆破开挖技术.pdf

25石材2023年8 期SHICAI爆破技术材水利水电明挖工程的爆破开挖技术李建俊（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州7 3 0 0 50）1水利水电明挖工程具体案例概述甘肃某水利水电枢纽工程主要功能集中在发电、防洪、灌溉等方面，其中引水隧洞主要处在该工程的右岸区域，同时在左岸开设有开式的溢洪道。此隧洞整体长度为1410 m，主要包括2 个7 0 5m的单洞、70m长的隧洞进口以及8 5m长的隧洞出口。双洞的轴线距离为2 4m，洞身掘进断面尺寸为7.17.19 7 m8.28.197m（宽高）。双洞所在区域岩体主要包括III类、IV类以及V类岩体，其中III类围岩长度50 4m、IV类围岩长度6 46 m、V 类围岩长度2 6 0 m，分别占到隧洞长度的3 5.7 4%、45.8 2%、18.44%。按照设计院所提供的资源，此工程涉及的石方明挖爆破区域主要是隧洞的进出口区域和进出口区段所衔接的石渠段，总体长度为8 45m。2水利水电明挖工程爆破开挖的危险源分析水利水电明挖工程爆破开挖施工过程中存在着很多的危险源，例如爆破所产生的地震问题、爆破引发的崩石、爆破引发的有毒气体、爆破造成的冲击波等等都会对周边环境造成影响。同时，差异性的施工作业环境也存在着差异性的爆破危险源。所以，要根据实际情况（作业环境等）对危险源进行分析，见表1。对于爆破作业进行准确认知。只有对爆破开挖施工危险源进行准确分析，才可以采取针对性措施对爆破过程实施控制，进而确保爆破施工的安全性。在众多危险源当中，爆破飞石是最主要的危险源之一，造成爆破飞石的原因是多方面的，是爆破环境、爆破类型、爆破规模、爆破介质等多方面因素综合作用的结果，所以需要对爆破飞石实施综合性分析。一旦爆破所用的药量高于设定标准值，就会造成爆破飞石达到设定安全边界之外，从而造成某些安全事故。为了确保对施工现场进行保护，需要设置必要的防护措施，若是爆破作业范围和其他建筑以及设施相对较近，那么利用爆破防护措施就能够非常有效地增强对爆破飞石的防护性能，从而大大减小爆破性能造成的破坏影响。若是对于防护措施设置重视程度不足，就非常容易造成爆破飞石破坏周边设施和人员安全等问题。爆破形成的能量中会有某些是通过地面途径实施传播的，这就会引发地面的强烈震动。若是采用的爆破药量超出设定标准值，爆破产生的冲击力短时间内无法安全散失，就会引发地震问题，从而对周边建筑、人员的安全造成影响。另外，爆破时若是产生雷电问题，也会造成短时间内产生非常强的电磁场，从而形成早爆现象而产生巨大损失。所以爆破施工时间的选择很重要，避免雷雨环境下进行爆破施工，同时要加强施工现场的防雷工作。除此之外，爆破过程中火工材料也存在着比较大的风险，爆破后若是没有第一时间对施工现场火工材料及时清理掉，也容易引发安全事故等问题。表1爆破开挖主要危险源分析表危险源产生原因引发的后果爆破飞石爆破环境、爆破类型、爆破规模、爆破介质等等爆破飞石容易超出安全区域，产生安全问题爆破地震过大爆破药量所引起的地震效应建筑裂缝、房屋倒塌等等雷电短时间内会形成较大电磁场，从而形成早爆现象没有对现场人员及时疏散而引发人员财产损失过期火工材料没有及时对现场火工材料清理和销毁产生火灾以及二次爆炸等问题作者简介：李建俊（19 8 8 一），男，甘肃景泰人，工程师。目前主要从事水利水电土建等相关工作26STONE2023No.8STONE爆破技术石材3水利水电明挖工程爆破试验正是由于水利水电明挖工程爆破存在着较大的危险性，所以在正式实施爆破施工之前需要利用相应的试验来确定具体指标。所以，水利水电明挖工程爆破试验是非常必要的，要严格遵照相应标准规范来进行，要针对水利水电明挖工程所在区域的岩石属性、地形地貌、地质条件等制定爆破试验的具体方案，对于该区域的具体情况进行试验，从而确保最终爆破施工的安全性和质量。爆破试验过程中需要特别注重如下等内容。3.1制定针对性较强的试验规划爆破试验的整个过程涉及非常多的内容，需要投人大量人力物力资源。所以，对水利水电明挖工程进行爆破试验前一定要制定针对性较强的试验规划，可以利用一次性试验验证多项内容，通过尽可能少的次数获取尽可能多的数据，从而节约试验成本。第一，对于施工现场进行深入勘测，选取典型的岩石露头以及相对集中的区域当做试验区域；第二，明确关键性指标需求的试验频次、区域面积等内容，对于多种需求指标实施综合性规划，要将能够和关键性指标结合的内容进行集中处理，通过少量的爆破试验来验证多方面指标；第三，对于规划的试验区域进行场地清理处理，同时将试验区域的尺寸引测到图纸上，在图纸上将每项试验位置标识清晰，同时也要在试爆区域留有一部分当做备用试验用地；第四，在试验计划落实后，根据场地面积、形状、梯段高度等进行各项试验的施工详图设计。3.2禾利用辅助性试验来增强试验成果合格率想要获取高质量试验结果，保证试验合格率是非常关键的，所以进行试验前需要实施小型的辅助性试验。小型辅助性试验的方式和内容较多，例如进行单位耗药量的分析试验、在试验区域清理或者开辟通往试区通道位置实施爆破参数采集、在试区外部较小区域实施预裂爆破试验等等。利用这些辅助性试验可以从多方面获取爆破相应参数，从而确保正式试验爆破的成功率。总之，正式试验前实施小型辅助性试验，通过分析单个因素的影响，可以进一步加深对单个影响因素规律的认识，有助于正式试验成功进行 3 3.3试验人员确定自身职责要按照爆破试验的具体结果来确定现场实施、监测以及爆破器材性能试验等方面人员配置情况，各个参与试验人员要全程参与到承担项目的整个过程，同时在完成试验之后要及时将单项试验报告提交并集中分析。另外，工作人员需要对整个试验过程进行跟踪，从而确保试验的准确性，保证试验能够顺利进行。钻孔过程中一定要对其进行动态检查，确定孔深等指标满足设计标准，必要情况下对其进行调整。爆破之前要对爆破器材的类型、规格、数量、材料等准确情况进行仔细检查，同时也要对装药结构进行核验，保证装药长度、堵塞长度等符合标准规范。另外，在爆破之后对挖掘爆渣难易程度进行检查 4。通过对试验的全程跟踪，提高实验的成功率和有效率并对下一步试验提出合理、有效的改进意见，保证最终达到试验的目的。4水利水电明挖施工项目的爆破开挖技术4.1梯段爆破开挖技术明挖工程的爆破施工会产生较强冲击波，会对地基等产生严重影响甚至破坏，所以要采取梯段爆破开挖的方式来最大程度减小爆破对于地基产生的破坏。水利水电名外工程的施工规模都比较大，为了实现有效的爆破开挖就要采取较大规模的梯段爆破施工方式。正式爆破前要明确所用爆破药量、保护层厚度等关键性质保，从而确保地基整体的施工质量。同时也要在地基上预留保护层，并且对保护层厚度进行控制，以此来减小对地基的破坏。进行梯段爆破施工过程中，相应工作人员要按照施工现场的实际情况设定好爆破区域、保护层厚度等，参照相应的国家标准以及设计要求来投人爆破药量，避免药量过大而在爆破时发生能量无序扩散而影响到周围建筑或者环境 5。通常状况下，梯段爆破施工应该对现场的地形进行适当的调整，对于特殊区域要利用人工方式实施必要的调整，以此保证施工现场的地形能够满足梯段爆破的SHICAI爆破技术材施工要求。一般情况下梯段爆破主要用在相对较陡的坡地，这些区域的整体构造较为简单，岩体性质较为均匀，同时岩石具有较高的强度，整个区域符合爆破震动方面的需要。4.2平地掏槽爆破开挖技术掏槽的轮廓尺寸以及具体形状等会对掏槽爆破开挖施工质量具有较大影响，一般情况下掏槽深度和平面尺寸具有正相关关系，但在考量掏槽爆破震动影响的情况下，要最大程度确保掏槽深度5m，若是掏槽深度超过标准值，那么可以通过分层掏槽爆破的方式来进行。在实施掏槽爆破过程中为了最大程度确保避免平整性，往往采取“光面爆破”和“预裂爆破”等方式来进行。其中光面爆破更多适用于地下作业，此种爆破方式可以最大程度减小爆破过程中冲击波对于岩壁产生的影响，从而确保避免具有良好的完整性。在具体操作时要按照施工现场的实际情况来对层次、厚薄情况等进行调整，利用此种爆破方式不但可以确保良好的施工质量，同时也可以提升施工效率和进程，并且也可以有效对缺陷进行弥补，具有较好的效果，能够确保围岩的安全性。预裂爆破施工技术主要应用在夹渣作用较大或者缺少临空面的情况下，正常情况下预裂爆破主要在主要爆破之前实施，具体的施工工艺流程为：先要在总体轮廓上开挖出较为密集的炮孔，使其形成较高密度的串孔，通过此层的串孔可以对爆破波及范围进行控制，可以对需要移动以及留存的区域进行分割，能够对爆破冲击进行减缓，从而减小爆破对于边缘产生的损害，进而确保边坡轮廓的完整性。需要注意的是，在处理石渣仪器布置岩塞过程中一定要对药量进行准确控制，并且要确保按照标准实施起爆，这样既能够保证爆破施工安全，又能够保证施工质量。4.3保护层爆破开挖技术水利水电工程的特点之一就是对于施工区域的地基质量有着较高的要求，所以为了避免基建的岩体受到较强爆破冲击力影响产生裂缝而损坏岩体的完整性，水利水电工程在进行水平建基面岩石开挖过程中，往往采取保护层爆破开挖技术来进行。但是在爆破施工过程中大量因素（例如施工对象、现场施工条件、施工人员等）会对爆破效果造成影响，所以需要相应工作人员在实施爆破开挖施工过程中具备较强的分析和判断能力，要按照施工现场的实际情况选定适宜的爆破技术，严禁简单照搬类似工程爆破技术。实践操作过程中一般会采取以下的爆破方式：第一，保护层一次挖除爆破技术。此种技术也可以称之为孔间微差小梯段爆破技术，对于水利水电明挖工程来说，在应用此爆破技术过程中要采取耦合装药结构和最小直径药卷，最大程度减小爆破所形成的振动效应，并且能够减小孔底爆破产生的影响，并且也要最大程度减小炮孔数量、增大保护层爆破孔网指标，通过此种设置可以大大减小爆破施工对于周边环境产生的破坏。第二，浅孔松动爆破+水平预裂爆破。此种爆破方式也可以称之为水平光面爆破，对于保护层来说，通过此种爆破技术能够有效确保基面的平整性，并且也可以大大减小对于地基产生的影响，可以减小超欠挖工程量。在实际施工中相应工作人员要按照施工所在区域的岩石属性、结构要求和基础轮廓形状等来选定适宜爆破方式，见表2，要选定最为合适的机械设备、爆破材料等，从而确保爆破开挖施工能够安全、有序的进行。表2 岩石特性和保护层厚度表岩石节理裂隙不发节理裂隙发育和节理裂隙极发特性育和坚硬岩体中等坚硬岩体育和软弱岩体H/D253040参考文献1】周文华.水利水电明挖施工项目的爆破开挖技术D.黑龙江科技信息，2 0 17（0 1）：6 9-7 02】马新余.水利水电明挖施工项目的爆破开挖技术研究D.建材与装饰，2 0 16（0 8）：3 2-3 53潘梓礼.浅谈水利水电明挖施工项目的爆破开挖技术D.建材与装饰,2 0 15（11）：6 6-6 84】吴轩。水利水电明挖工程的爆破开挖技术D.江西建材，2015(07):1451475周浩.探析水利水电明挖工程的爆破开挖技术D.黑龙江水利科技,2 0 15(0 4):2 0 1-2 0 3石材2 0 2 3 年8 期27：