水利水电工程爆破技术研究进展

水利水电工程爆破技术研究进展

朱敏

葛洲坝易普力四川爆破工程有限公司攀枝花分公司 617009

摘要：随着水利水电工程数量的增加，其面临的施工环境也日趋复杂，人们对钻孔爆破技术的要求也在不断提升。在实际工程中，应结合工程的实际情况，提升这一技术应用方案设计的合理性，强化其应用过程的规范性，在达到预期效果的基础之上，保证各施工安全。因此，应加强研究，提升钻孔爆破技术应用能力，为水利水电工程施工提供强大的技术保障。

关键词：水利水电工程；爆破技术；研究进展

中图分类号:TU45

文献标识码:A

引言

水利水电工程施工过程中，受施工现场条件的限制，需要运用到钻孔爆破技术。钻孔爆破技术水平对水利水电工程质量、施工安全、建设成本等有着重大的影响，因此，需要加强钻孔爆破技术研究，提高其应用水平。论文针对水利水电工程施工中钻孔爆破技术的种类和应用管理流程，提出了相关的应用策略，为水利水电工程施工中钻孔爆破技术应用等提供有益借鉴。

1水利水电工程钻孔爆破的常见问题及其控制原则

钻孔爆破是水利工程中的常见施工手段。从爆破的风险隐患角度予以区分，爆破中常见的问题可以分为失效、弱效、风险及事故4个等级。其中失效主要是指爆破没有达到有效的工程目的，进而导致爆破失败，如拒爆、冲孔等。形成此类问题的主要原因一般是物料管理或安装管理存在缺陷。弱效主要是指爆破达到了一定的效果但是与预期之间存在差距，形成此种问题的主要原因一般是装药量、钻孔位置、装药位点等原因。风险主要是指在爆破的过程中产生了事故，造成了财产损失。此类问题的产生严重影响后续施工，需要停工整顿，对发现的问题进行规避，升级现场管理制度，保障后续施工安全。事故主要是指产生了严重的财产损失或者人员伤亡，属于极为严重的生产事故，需要各方面进行责任确定并予以严格追责，在全面掌握并解决问题后方可进行后续施工。值得注意的是，除了一般性爆破影响因素外，水利工程还涉及到水下施工，在药量计算、钻孔点位分布确定时还需要考虑水体对于爆破横波的影响，保障爆破工程的有效性。

从上述4种爆破中存在的问题与隐患分析中不难发现，水利工程中的爆破施工是一个相对复杂的系统工程。从安全原则角度来看，其大致可以分为3个方面：①运输原则。运输要以保障安全为第一要务，包括仓储安全、装载安全、行车安全、安装安全等。要保障炸药、雷管的分离，专业人员持证上岗，降低运输中的风险总量，限定运输中的危险系数。②钻孔安全。要严格对地质情况进行测绘，综合施策对钻孔、装药、药量、引爆波次等进行设计，充分利用类比分析、经验公式等方式进行优化，必要时可以进行计算机建模与模拟，从而保障有效性。③爆破功效。要从全生命周期的角度来考量爆破的功效，将钻孔、运渣、支护等工程纳入到爆破工程全局功效中去，形成在安全策略下的高效施工体系。

2水利水电工程爆破技术应用要点

2.1钻孔技术

井巷掘进爆破，从一般性钻孔爆破施工的角度来看，孔洞按照功能不同可以分为辅助孔、掏槽孔和周边孔3种。不同的孔洞类型的作用具有明显差异。如周边孔主要目的是限制爆破过程中产生的横向波能量传输，形成有效的阻断范围，避免装药量过大而产生的连带性系统风险。落实到具体的钻孔技术上来，当下均采用半自动钻孔机来进行施工操作，该种设备能够限定孔径，并对钻孔深度进行实时反馈，极大地提高了钻孔的效率。在具体的操作上则要求按照围岩的角度切口形成限定在2°~3°范围内的夹角，进而确定装药的范围，开挖断面外15~20cm有效范围下进行平台操作，其中孔间距50~100cm，重点保护区域内的周边孔间距可以降低至35~45cm。辅助孔间距可以提高到80~120cm。与此同时，在全断面开挖进度挖掘量应不超过10cm，进而保障炸药耦合装填的有效性。

2.2事故预防及处理措施

水利水电工程钻爆过程中，因钻爆引发的塌方事故较为常见，应对其加强预防和处理。详细措施如下：（1）在施工之前，对于钻爆可能出现的塌方概率、部位、程度等进行分析和预测，作为预防措施和应急措施制定的依据。具体操作时，可以使用Revit软件、Project软件，按照工程的实际情况输入参数，形成3D模型，模拟分析塌方问题，作业前必须进行安全、技术交底。（2）在施工过程中，严格按照施工方案进行作业，现场必须配备专职安全监管人员，同时施工人员应对炮孔布置时的钻杆垂度详细了解，保证钻头在孔内升降速度合理，规避因钻浆冲刷孔壁或者负压导致的孔壁塌方问题。除此以外，在钻进成孔作业时，应对地层、孔深的变化情况详细掌控，及时进行钻进参数调整，并及时清除杂物、钻渣。（3）编制安全生产事故应急预案，组建事故应急小组，能够及时对突发事故进行处理，避免事态扩大化。事故应急小组应包括抢险救灾小组、技术专家组、物资供应小组、医疗救护小组、通讯联络小组、后勤保障组等，做到各司其职，协同开展相关工作。

2.3孔位布置

炮孔布置主要包括区域确定和布孔 2 方面工作。在具体 布置过程中，需要考虑对后期施工的影响，尽量减少炮孔移动 次数和频率。与此同时，炮孔放线和岩层的层里应相互垂直， 保证布置方式与轮廓图一致。其中，掏槽孔最后布设，应合理 控制其深度，具体应大于崩落孔深度的 15%左右。在开展钻爆 工作时，施工人员应详细了解超前钻探情况、围岩完整程度、 软硬度等相关内容，从而合理选择开挖模式，保证爆破具有可 行性和针对性，高效利用炮孔。对于断面开挖方法选择时， 应 准确确定隧洞出口位置的围岩级别，同时对掏槽眼、辅助眼、 周边眼、底板眼等的数量、位置、深度等应加强管控，并合理进 行爆破器材选择，按照要求准确填装药量，保证装药结构、起 爆的方法和顺序合理。例如， Ⅲ级围岩在全断面开挖炮孔设计 时，周边孔间距可以设置为 40.0 cm，外插脚为 2°~3°，辅助孔 间距最大不超过 120.0 cm，最小不小于 80.0 cm，并布置多排 楔形掏槽。

2.4水电工程智能爆破设计技术

在智慧建造对我国水电工程建设发展发挥重要引领作用的时代背景下，爆破作为重要的工程建设手段，唯有从设计方法、技术措施与决策方式等全方位加快智慧改造，才能满足国家高质量发展的建设需求。智能爆破的定义为采用5G、人工智能、大数据与云计算等新一代信息技术，将爆破的设计、施工、评估、管理与服务等各环节生产活动相联结与融合，建立具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能综合集成的智慧爆破系统。

在水电工程领域，智能爆破的研究主要集中于设计和管理系统的开发与应用。围绕白鹤滩与两河口等重大工程的建设，针对爆破设计校审、火工品管理以及爆破信息的电子存档。例如以两河口水电站堆石坝坝壳料的开采为工程背景，建立了水电站级配料开采爆破智能设计系统，总体包括基本资料、智能设计、反馈优化以及施工信息管理4个部分。系统针对工程爆破的环节，结合现代信息技术，形成一个人与智能技术相结合的闭环。

结束语

综上所述，水利水电工程施工中钻孔爆破技术应用工作开展时，必须加强对技术方案设计与实施管理，强化技术应用质量和效果，降低施工成本，保证施工安全，减小问题发生率。此外，还要提高施工人员的专业素质和责任意识、保证相关材料和设备的质量合规、使用新技术强化设计效果，保证爆破技术应用优质、安全、可靠。

参考文献

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