公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

水利水電工程隧洞鉆孔爆破技術(shù)分析

前言:想要寫(xiě)出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了水利水電工程隧洞鉆孔爆破技術(shù)分析范文,希望能給你帶來(lái)靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。

水利水電工程隧洞鉆孔爆破技術(shù)分析

【摘要】為促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的公共服務(wù),我國(guó)廣泛進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。水利水電工程作為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,其對(duì)于周邊地區(qū)發(fā)展和人們的日常生活具有重要影響。在水利水電工程中,鉆孔爆破是重要的施工環(huán)節(jié),對(duì)此,需要對(duì)爆破材料、工序等進(jìn)行嚴(yán)格控制,保證安全。本文首先對(duì)鉆孔爆破技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,其次總結(jié)了水利水電工程中隧洞鉆孔爆破施工技術(shù)要點(diǎn),然后就施工中的注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】水利水電;爆破用藥量;鉆孔

1引言

在水利水電工程中應(yīng)用鉆孔爆破施工,會(huì)受到外部環(huán)境中多種因素的影響,如地形地貌、地質(zhì)條件等,在這一過(guò)程中,需注重鉆孔爆破設(shè)計(jì),對(duì)開(kāi)挖斷面爆破鉆孔進(jìn)行合理布設(shè),保證最終的爆破效果,同時(shí)也需保證爆破施工安全與質(zhì)量。

2鉆孔爆破技術(shù)概述

所謂鉆孔爆破技術(shù),就是指在掘進(jìn)過(guò)程中通過(guò)鉆孔、裝藥、爆破、開(kāi)挖巖石等完成爆破作業(yè)。在爆破作業(yè)過(guò)程中需要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,基于地形勘測(cè)、工程設(shè)計(jì)等對(duì)爆破設(shè)備、施工參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。在爆破施工前,需要明確爆破施工作業(yè)要求和任務(wù),對(duì)開(kāi)挖斷面土層的炮孔進(jìn)行合理布設(shè),同時(shí),需對(duì)炮孔種類(lèi)、爆破材料等進(jìn)行謹(jǐn)慎選擇。

3水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)的探討

3.1炮孔種類(lèi)及布置

平洞開(kāi)挖斷面上設(shè)置的炮孔作用有所不同,按照使用途徑的差異可將其分為掏槽孔、周邊孔、崩落孔三種。掏槽孔的應(yīng)用就是擴(kuò)大臨空面的作業(yè)面積,可為鉆孔爆破作業(yè)奠定基礎(chǔ)。掏槽孔一般設(shè)置于開(kāi)挖斷面的中央位置。在施工中,可依據(jù)鉆孔布設(shè)形式和方向的不同將掏槽孔劃分為垂直掏槽以及斜孔掏槽兩類(lèi)[1]。周邊孔的應(yīng)用功能為控制爆破開(kāi)挖的輪廓,為此,需將其均勻布設(shè)于開(kāi)挖作業(yè)面的四周。崩落孔的應(yīng)用功能是爆落巖體,為上述爆破作業(yè)和爆破孔功能的發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。崩落孔需布置于掏槽孔的周?chē)倚韬烷_(kāi)挖作業(yè)面保持垂直關(guān)系。炮孔布置通常如圖1所示,在布設(shè)時(shí)主要工作為分區(qū)和爆破孔布設(shè)。在布設(shè)炮孔前,需要做好以下工作:①在布設(shè)炮孔過(guò)程中,需要對(duì)后期的鉆孔作業(yè)進(jìn)行考量,盡量減少移動(dòng)次數(shù);②需布置炮孔防線,需要和巖層層理、裂隙面保持垂直,不得出現(xiàn)卡鉆或者是漏氣問(wèn)題,影響最終的爆破施工效果[2];③對(duì)于周邊孔的布設(shè),需要依據(jù)設(shè)計(jì)輪廓圖進(jìn)行,但是也許對(duì)作業(yè)的可行性和安全性進(jìn)行分析,為此,可將其布設(shè)于輪廓線10~20m范圍內(nèi);④掏槽孔布設(shè),掏槽孔深度應(yīng)大于崩落孔10~15%,可提升爆破質(zhì)量;⑤在斷面的拐角位置,需要保證炮孔分布的均勻性,這樣方可控制開(kāi)挖的輪廓,并控制開(kāi)挖范圍。

3.2炮孔數(shù)量和裝藥量的確定

掘進(jìn)工作面上炮孔數(shù)量以及裝藥量會(huì)受到地質(zhì)條件,如巖層分布、炸藥性能、炸藥使用量等進(jìn)行確認(rèn)。在施工過(guò)程中,可以采用類(lèi)比法或者是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算,確定具體的施工參數(shù)。一般需先確定單位耗藥量和掘進(jìn)深度,再根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)試驗(yàn),對(duì)炮孔數(shù)量、炮孔類(lèi)型、炮孔間距等設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。在初步計(jì)算過(guò)程中,可基于裝藥量平衡原理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所需的炮孔量進(jìn)行計(jì)算,并確定相鄰炮孔的間隔距離。同時(shí),需確定炮孔數(shù)量,而這里所指的炮孔數(shù)量是指炸藥的一次性爆炸作業(yè)中所需的炸藥量,這樣可保證炸藥可全部填充至炮孔中。在設(shè)計(jì)爆破方案時(shí),其中最具影響力的參數(shù)是單位耗藥量,但是其他參數(shù)均需基于該數(shù)值進(jìn)行確認(rèn)。因此,先確定單位耗藥量是保證爆破施工參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)于每排炮進(jìn)尺總裝藥量,其計(jì)算如下[3]:Q=qV=qLSμ式中:Q為每排炮進(jìn)尺總裝藥量,單位為kg;q為單位耗藥量,單位為kg/m3;V表示的使每進(jìn)尺爆破下巖石的體積,單位為m3;L表示的是實(shí)際鉆孔深度,單位為m;S表示的是開(kāi)挖斷面面積,單位為m2;μ表示的是炮孔利用率,μ=l′/L;l′表示的是爆破后的實(shí)際深度,單位為m。在計(jì)算出每排炮進(jìn)尺總裝藥量之后,需對(duì)爆破材料進(jìn)行合理分配。因?yàn)榕诳追謪^(qū)和地理位置不同,其在爆破作業(yè)過(guò)程中的作用也有所差異,所需的裝藥量也不同。因此,需謹(jǐn)慎對(duì)待。根據(jù)巖石爆破原理,爆破對(duì)巖石破壞的過(guò)程為爆轟氣體壓力、應(yīng)力波等對(duì)巖石共同作用的結(jié)果。①在炸藥爆炸之后,周邊的氣體急速膨脹作用在周?chē)膸r體上,導(dǎo)致巖體出現(xiàn)剪切破壞;②由于爆炸帶來(lái)的沖擊波,給周邊巖體帶來(lái)了較強(qiáng)的壓縮作用,導(dǎo)致巖體出現(xiàn)破碎;③爆破產(chǎn)生的壓力波在向外傳播的過(guò)程中,自由面會(huì)對(duì)壓力波進(jìn)行一定的反射,在共同的作用下,巖體會(huì)出現(xiàn)拉伸破壞。為此,需對(duì)爆破方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。爆破生產(chǎn)和工藝設(shè)計(jì)的合理性需通過(guò)爆破效果、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。爆破參數(shù)指標(biāo)是定性的,未進(jìn)行量化,但是在實(shí)際生產(chǎn)中爆破參數(shù)難以控制。爆破參數(shù)隨著工程爆破范圍等不同,爆破參數(shù)也所有差異,可在允許范圍內(nèi)控制偏差,保證參數(shù)的有序構(gòu)成,對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合。爆破參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)與施工中的重要環(huán)節(jié),對(duì)于最終的爆破效果有直接影響。在巖石爆破程中,主要涉及巖石炸藥單耗、孔網(wǎng)面積、密集系數(shù)、孔徑與巖石強(qiáng)度。水利水電工程中,因環(huán)境復(fù)雜,需對(duì)炸藥單耗、孔距比、密集系數(shù)、孔徑與巖石強(qiáng)度等進(jìn)行重點(diǎn)研究,選擇最佳爆破效果組合方案,可參考表1。

3.3掘進(jìn)爆破技術(shù)

在掘進(jìn)爆破之前,需對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行勘察,依據(jù)實(shí)際情況編制施工計(jì)劃,確定爆破參數(shù)。在實(shí)際施工中,需就施工設(shè)備、環(huán)境因素對(duì)于作業(yè)效果的影響進(jìn)行考量。因?yàn)楸剖┕ぶ?,支護(hù)、出渣、運(yùn)輸工作可能需同時(shí)進(jìn)行方可保證整體工程的施工進(jìn)度,同時(shí)因?yàn)楸剖┕ぜ夹g(shù)要求高,所以施工控制難度較高。除此之外,因?yàn)楸频淖杂擅嬗邢?,巖石的存在也會(huì)對(duì)爆破產(chǎn)生負(fù)面影響,破碎單位體積巖石耗藥量的增加為爆破作業(yè)質(zhì)量的提高提供了有利條件。爆破施工需保證爆破后的洞室斷面符合設(shè)計(jì)要求,且不能出現(xiàn)超挖、欠挖的問(wèn)題,還需注意支架、風(fēng)管、水管、電線等設(shè)備的損壞問(wèn)題。在施工中,應(yīng)盡量控制爆破作業(yè)范圍,弱化其對(duì)于周邊巖土結(jié)構(gòu)的擾動(dòng),從而保證爆破作業(yè)后周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3.4嚴(yán)格控制填孔質(zhì)量

填孔質(zhì)量是影響鉆孔爆破效果的重要因素,若鉆孔沒(méi)有進(jìn)行封口,則不能進(jìn)行爆破。經(jīng)檢查若炮孔的深度不超過(guò)0.9m,那么裝藥深度的控制應(yīng)將炮孔深度的1/2作為標(biāo)準(zhǔn)。若炮孔的深度不小于0.9m,那么裝藥深度的控制應(yīng)將炮孔深度2/3作為標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行鉆孔封口時(shí),不能使用易燃性材料或者是現(xiàn)場(chǎng)的巖石塊,也不能肆意改變起爆網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)方案。

4施工注意事項(xiàng)

4.1關(guān)于爆破材料的管理

爆破材料對(duì)于最終的爆破效果有直接影響,需注重爆破材料的管理,如爆破材料運(yùn)輸、裝卸和堆放。爆破材料運(yùn)輸車(chē)輛需要標(biāo)識(shí)危險(xiǎn)標(biāo)識(shí),并對(duì)爆破材料進(jìn)行報(bào)裝,保證運(yùn)輸安全。倉(cāng)儲(chǔ)時(shí),應(yīng)將爆破材料放于陰涼干燥處,不得暴曬。

4.2炸藥的使用量

若炸藥用量較大,則會(huì)埋下安全隱患,不利于現(xiàn)場(chǎng)的安全管控。所以,需對(duì)炸藥的使用量進(jìn)行控制。在確定具體數(shù)值時(shí),需要對(duì)各類(lèi)因素進(jìn)行考量,如鉆孔的合理布設(shè)、鉆孔深度、地質(zhì)條件。

4.3其他事項(xiàng)

在做好上述工作的同時(shí),需注意以下內(nèi)容:①出渣運(yùn)輸和臨時(shí)支護(hù)需嚴(yán)格按照工程治療要求和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,并合理選擇運(yùn)輸設(shè)備和單位運(yùn)輸量;②需合理選擇運(yùn)輸線路和棄渣場(chǎng)的位置;③需建立專(zhuān)業(yè)的管理組織,就施工組織和安全運(yùn)行建立相應(yīng)的管理制度;④隧洞洞室開(kāi)挖結(jié)束后,應(yīng)做好支護(hù)工作,選擇適宜的支護(hù)形式,否則易發(fā)生坍塌。當(dāng)前水利水電工程施工中多綜合應(yīng)用臨時(shí)性支護(hù)與永久性支護(hù)技術(shù)。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,在水利水電工程隧洞施工中,鉆孔爆破是最為常見(jiàn)的爆破施工工藝,而該工藝的應(yīng)用研究有利于實(shí)際工程爆破效果的控制。在工程建設(shè)中,需謹(jǐn)慎選擇爆破材料和支護(hù)形式,并對(duì)炸藥用量、掘進(jìn)爆破和出渣運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行合理設(shè)置,保證爆破質(zhì)量,為水利水電工程隧洞施工任務(wù)的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]秦晉,周賀達(dá).小斷面長(zhǎng)引水隧洞開(kāi)挖爆破與供風(fēng)設(shè)計(jì)[J].東北水利水電,2011,29(10):1~4.

[2]趙根,吳新霞,周先平,等.深水條件下巖塞鉆孔爆破關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].工程爆破,2016,22(5):13~17.

[3]陳蕾,袁媛.布侖口-公格爾水電站發(fā)電引水隧洞高地溫洞段爆破技術(shù)研究[J].黑龍江水利科技,2012,40(9):107~108.

作者:王立東 單位:中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司廈門(mén)分公司