水厂取水口围堰水下爆破施工技术应用

　　主要内容：本文结合水厂取水口围堰爆破，探讨水下爆破技术的应用，结合实际情况给出合理的爆破参数，对剩余的爆破器材的如何处理等实际应用做了介绍，阐述了爆破理论在工程实践中的应用。
　　关键词：水下爆破、塑料导爆管雷管、电雷管、抵抗线、单耗、振速、飞石
　　1工程概况
　　本项工程位于重庆市嘉陵江畔水土镇，主要是爆破拆除水厂取水口施工临时围堰。计划于4月12日开工，4月20日完工。爆破周边是刚建好的取水口泵房，70米外侧是北碚至两路的公路，公路双向两车道，平时行车密集；80米外有重庆市重点文物保护单位一处，木结构为主；另嘉陵江河道上下运沙船、打渔船往来繁忙，对爆破安全协调要求高。围堰上部2米深为沙袋堆码，上宽4米；下部需爆破岩石3米，下口宽4.3米，采用地质钻机直接在围堰顶钻孔，为防止塌孔，增加PVC套管。
　　在进行水下爆破前，与公安、海事部门联系，可由港航监督部门会同公安部门发布公告，通告爆破施工事宜。
　　2初始爆破参数设计
　　爆破方向选择向江面，防止爆破冲击波、爆破飞石影响岸边。
　　2.1火工材料
　　炸药：2#岩石乳化炸药，φ32*150克/卷*20厘米长；
　　塑料导爆管雷管：8米长脚线1段、3段2、5段，7段；
　　电雷管：2发；
　　电起爆器：1个（可同时激发200发雷管）
　　防水胶布、竹片若干。
　　2.2炮孔布置
　　需拆除围堰长20米，顶宽4米，底宽4.3米，顶部2米高为沙袋围堰，爆破岩石深度为3米。由顶面打垂直孔，布置3排孔，临水面1排距离临水面0.7米，孔深6米，孔间距1米；第2排孔深5米，孔间距1米、排拒1米；第3孔深5米，排孔间距2米、排拒1米。
　　采用地质钻机钻孔，孔径φ110；
　　2.3装药量计算
　　采用3根φ32药卷作为一节药。
　　第1排：20孔，孔深6米，每孔装药2.8米，14节药，每孔药量=14*3*150=6.3kg，1、3段；
　　第2排：19孔，孔深5米，每孔装药1.8米，9节药，每孔药量=7*3*150=4.05kg，5段；
　　第3排：11孔，孔深5米，每孔装药1.8米，9节药，每孔药量=7*3*150=4.05kg，7段；
　　孔内隔孔采用双管起爆
　　总药量=6.3*20+4.05*30=247.5kg
　　爆破岩石量=（4+4.3）*3*20/2=249m3 
　　最大起爆药量Q=10*6.3=63kg
　　炸药单耗约1kg/m3
　　孔外采用电雷管连接，起爆器起爆。
　　3、安全校核
　　根据规范地面质点的安全震动速度规定：
　　（1）土窑洞，土坯房、毛石房屋1.0cm/s
　　（2）一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2~3.0cm/s
　　（3）钢筋混凝土框架房屋5cm/s
　　3.1安全距离
　　一次起爆最大药量Q=63kg
　　V=5cm/s时
　　R=(K/V)1/αQM
　　=(150/5)1/1.5*631/3
　　=38.85米
　　V=3cm/s时
　　R=(K/V)1/αQM
　　=(150/3)1/1.5*631/3
　　=54.7米
　　V=2cm/s时
　　R=(K/V)1/αQM
　　=(150/2)1/1.5*631/3
　　=71.8米
　　按照V=2cm/s，安全距离为71.8米，可以满足现场需要。
　　3.2爆破飞石计算
　　水深大于6米时一般不考虑飞石对地面或水面以上人员的影响，水深小于1.5米时按照地面爆破考虑。本案水面与围堰顶平，按照深小于1.5米来校核。
　　Rf=K*Kf*n2*W
　　Rf----个别飞石安全距离，米；
　　K-----经验系数，K=20；
　　Kf----与地形、风向有关的安全系数，取Kf=2；
　　n----爆破作用指数，取n=1.5
　　W-----最小抵抗限，因第一排临水面0.7米，故W=0.7米
　　Rf=K*Kf*n2*W
　　=20*2*1.52*0.7
　　=63米
　　3.3爆破冲击波影响
　　Rk=25Q1/3
　　=25*247.51/3
　　=156.96米
　　北碚至两路公路在爆破期间临时交通管制，300米范围内警戒。爆破员必须在156.96米外躲避，防止意外伤害。
　　4安全警戒
　　100米范围内禁止有铁船，150米范围内禁止有木船，700米范围内禁止游泳，900米范围内禁止潜水，根据现场实际情况选定合适的爆破时间。
　　北碚至两路公路在爆破期间临时交通管制，300米范围内警戒。
　　5、实际情况调整
　　实际爆破公司可采购到φ70的药卷，每24KG一箱，非电雷管每200发一箱起卖，电雷管每100发起卖，为了节约施工成本采购人员买了10箱炸药，1箱1段导爆管雷管，1箱3段导爆管雷管，1箱电雷管；同时现场实际造孔三排，长度15米。爆破设计人员了解实际情况后立即赶到现场，根据实际情况对爆破参数进行调整。根据现场实际打38孔，其中5孔与江水相通，孔深均为6米深，药卷长度40厘米长，每卷重2KG。根据现场实际情况，技术人员立即调整爆破参数，调整如下：
　　孔内采用1、3段，孔外同样采用1、3段，然后电起爆；
　　靠近江面19孔，间距1米，其中5孔与江水相通的装药2卷/孔，其他14孔装药4卷/孔，1、3段孔内微差，每孔2发导爆管雷管；1段8孔（1#~8#），3段11孔（9#~19#，含与江水相通5孔），最大起爆药量4*5+8*6=68KG；
　　靠近公路边19孔，每孔2卷，1、3段孔内微差，每孔2发导爆管雷管。
　　所有药卷均采用竹片绑扎后送入孔内。
　　实际用炸药量=8*8+5*4+6*8+19*4=208KG
　　雷管实际孔内用38*2=76发；孔外连线靠近江面19孔全部采用1段，靠近公路19孔全部采用3段，然后再采用电雷管连接，孔外共用导爆管雷管38发，电雷管2发，这样分四次起爆，符合初始爆破设计意图。
　　实际炸药进货240公斤，剩余32公斤；雷管进货500发，剩余导爆管雷管286发，电雷管剩余98发。实际炸药单耗0.83KG/m3。
　　根据上面公式验算爆破冲击波影响148米，按照V=2cm/s，安全距离为71.8米，可以满足现场需要，因最小抵抗限未变爆破飞石距离仍为63米,可以满足现场安全警戒范围需要。
　　6爆破安全
　　所有炮孔必须堵塞，采用木棍，细泥堵塞。
　　选在周六17：00起爆，14：30开始装药，16：30装完，开始到路口，河道上下游派专人进行警戒，并把周边房内内人员喊出，并打开房屋窗子。
　　17：00准时起爆，爆破顺利，向江面爆破，冲浪高最大约6米，围堰拆除完全。
　　爆破后发生一件事是所有现场施工、技术人员未预料到的，周边许多渔船到爆破地点来捡鱼，在爆破结束仅5分钟后就到了，现场安全人员立即制止，在20分钟后方准进入现场。
　　7、剩余火工产品的处理
　　7.1炸药处理
　　采用洗洁精冲洗，首先将2#岩石乳化炸药包装袋撕开将内部乳化药体挤入塑料筒中，然后将洗洁精倒入，用木棍不断搅拌，直到全部溶解。
　　7.2雷管处理
　　所有塑料导爆管雷管20发一束并串连，用电雷管激发起爆，全部处理。剩余的脚线用火点燃，在燃烧期间有炸裂的声音，原来是雷管中剩余部分药引起的。
　　所有电雷管连在一起，计划一次起爆，可现场发生无法激发的现象，所有人员非常担心，仔细查找电路，发现电路通电良好，最后初步确定起爆器电力不足。后来每20发一组，顺利完成处理。
　　全部完成处理已经19：30。
　　8、建议与经验
　　从初始爆破设计到火工产品采购，从14：30开始装药到19：30完成剩余火工产品的处理，总结如下几点：
　　（1）爆破技术人员是与现场紧密结合的技术工种，一个成熟的爆破技术人员必须能够根据现场实际情况及时调整爆破参数，确保爆破安全。
　　（2）市场供货情况与实际脱节，当然这里有火工产品专卖的原因，建议采用多种规格包装，便于采购使用避免浪费。
　　（3）剩余火工材料的处理必须严格管理，严禁粗心大意，安全管理一直不能松懈。
　　（4）应严格检查起爆器，确保电力充足，保证成功起爆。
　　（5）上下游渔船较多，爆破后在警戒没有解除时严禁渔船到爆破点捡鱼。本例开始未考虑周边渔船到爆破地点来捡鱼，对安全管理造成了一定的隐患。
　　附：主要参考书目
　　1、爆破安全规程GB6722-2003
　　2、爆破作业人员安全技术知识问答冶金工业出版社1996版
　　3、工程爆破实用手册冶金工业出版社1999版

《水厂取水口围堰水下爆破施工技术应用》

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