本文摘要：摘要：爆破是利用炸藥在空氣、水、土石介質(zhì)或物體中爆炸所產(chǎn)生的壓縮、松動(dòng)、破壞、拋擲及殺傷作用，達(dá)到預(yù)期目的的一門技術(shù)。研究的范圍包括：炸藥、火具的性質(zhì)和使用方法，裝藥(藥包)在各種介質(zhì)中的爆炸作用，裝藥對(duì)目標(biāo)的接觸爆破和非接觸爆破，各類爆破
摘要：爆破是利用炸藥在空氣、水、土石介質(zhì)或物體中爆炸所產(chǎn)生的壓縮、松動(dòng)、破壞、拋擲及殺傷作用，達(dá)到預(yù)期目的的一門技術(shù)。研究的范圍包括：炸藥、火具的性質(zhì)和使用方法，裝藥(藥包)在各種介質(zhì)中的爆炸作用，裝藥對(duì)目標(biāo)的接觸爆破和非接觸爆破，各類爆破作業(yè)的組織與實(shí)施。文章發(fā)表在《商品混凝土》上，是高級(jí)政工師論文發(fā)表范文，供同行參考。
關(guān)鍵詞：尾水河床;水下控制爆破;淺孔爆破 期刊論文投稿
裝藥在空氣中、水中爆炸作用的理論基礎(chǔ)是流體動(dòng)力學(xué)。對(duì)于球形、圓柱形和平板狀裝藥，爆炸荷載通常只按一維問題考慮�？諝庵薪佑|爆破，研究裝藥爆炸后爆轟波作用于緊貼固壁的壓力和沖量�？諝庵蟹墙佑|爆破，研究裝藥對(duì)不同距離目標(biāo)的破壞、殺傷作用。水中爆破，主要研究沖擊波、氣泡和二次壓力波對(duì)目標(biāo)的破壞作用。
1. 引言
位于下游干流上某水電站是一座低水頭徑流式電站，廠房為河床式，為了提高機(jī)發(fā)電效益，本文結(jié)合了在某電廠用爆破法疏挖尾水河床的成功實(shí)例，利用鉆孔爆破法對(duì)水下爆破進(jìn)行施工，分別介紹了在該工程中進(jìn)行水下爆破施工的施工工藝流程、爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)以 及水下爆破安全校核方面的內(nèi)容，可供類似爆破工程借鑒。結(jié)果表明，爆破后，巖石破碎塊 度理想，水下清渣順利，對(duì)閘門及周圍建筑物無(wú)影響。文章發(fā)表在《》上，是建筑工程師論文發(fā)表范文，供同行參考。
本文從位于下游干流上某水電站是一座低水頭徑流式電站，廠房為河床式，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量 3×1.8 萬(wàn) KW，汛期電站存在大壩溢流問題， 運(yùn)行表明，廠房尾水位高于設(shè)計(jì)原尾水位， 嚴(yán)重影響機(jī)組出力和發(fā)電效益，經(jīng)分析論證，擬進(jìn)行尾水渠疏挖改造。
工程項(xiàng)目和工作范圍：本次疏挖工程由兩部分組成：拆除尾水渠右側(cè)部分砼導(dǎo)墻，該 導(dǎo)墻長(zhǎng)約 45m，墻頂高程▽52.0 m，厚 1.5 m，分上下兩段，每段長(zhǎng)約 22.5m，拆除伸縮縫 下游側(cè)的一段，拆至高程▽45.0m;疏挖導(dǎo)墻內(nèi)渠底和導(dǎo)墻下游約 100 m 范圍內(nèi)的河床，從 上至下疏挖寬度為 45～70 m，疏挖后底高程約為▽43.0～▽42.5 m，但不高于▽43.0 m。該 段疏挖河床大部為板巖，部分為砂卵石。
爆破和疏挖工程施工要求：本工程施工過程中，由于正直電廠 2#機(jī)組大修，機(jī)組流道 中沒有充水，因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮水下爆破施工可能對(duì)機(jī)組檢修閘門造成的影響。施工中提 高爆破效率，降低爆破震動(dòng)和飛石對(duì)附近建筑物的破壞影響，是影響工程施工進(jìn)度和安全的 關(guān)鍵所在。
2. 水下爆破施工
中國(guó)發(fā)明火藥以后，從10世紀(jì)開始就在戰(zhàn)爭(zhēng)中應(yīng)用,13世紀(jì)開始用于軍事爆破。如金天興元年(1232)蒙古軍隊(duì)圍攻金朝南京(今河南開封)時(shí)，用牛皮洞子(即轒輼車，以生牛皮制成的形似小屋的一種攻城器具)掩護(hù)士兵到城下掘龕和攻城。守軍曾以鐵繩懸震天雷(內(nèi)裝火藥的鐵罐)垂于城下,爆破牛皮洞，殺傷攻城的軍隊(duì)。1453年，土耳其人奪取君士坦丁堡時(shí)曾采用坑道爆破法炸毀了堅(jiān)固的城墻。1552年俄國(guó)人圍攻喀山，中國(guó)明崇禎十五年(1642)李自成率領(lǐng)的農(nóng)民起義軍圍攻開封時(shí)，都曾采用過這種爆破方法。崇禎十六年焦勖編纂的《火攻挈要·鰲翻說略》，就是這一時(shí)期運(yùn)用坑道爆破的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。直到19世紀(jì)中葉，黑火藥在世界上仍是用于軍事爆破的唯一炸藥。
根據(jù)信息論的觀點(diǎn)，根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗(yàn)和投入工程水下鉆爆機(jī)械設(shè)備力量綜合考 慮，對(duì)水下爆破選用鉆孔爆破法施工。其施工工藝流程如下：
爆破設(shè)計(jì)→錨定鉆孔作業(yè)平臺(tái)→移機(jī)就位→確定孔深→套管護(hù)孔→鉆孔→成孔沖洗→
測(cè)量驗(yàn)孔→裝藥→連線→平臺(tái)撤離→起爆信號(hào)→起爆、震動(dòng)監(jiān)測(cè)→爆破效果檢查→解除警戒
施工中的幾項(xiàng)主要技術(shù)措施分述如下： 鉆孔作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)
制作浮箱式簡(jiǎn)易起升鉆爆作業(yè)平臺(tái)船(16 m×6 m)。作業(yè)平臺(tái)采用鋼體浮箱結(jié)構(gòu)，兩浮 箱間距 5 m。浮箱內(nèi)徑 Φ1 100 mm，單長(zhǎng) 12 m，扣除浮箱、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)自重，浮力約為
15t。通過槽鋼、工字鋼將兩浮箱焊接為承載鉆機(jī)及附屬設(shè)備的船體[2]。潛孔鉆鉆機(jī)由腳手 架鋼管鉸接固定在平臺(tái)上，組成鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)。浮箱兩側(cè)各向外伸出 0.5 m，另外焊接兩個(gè) 小平臺(tái)，可供 4 臺(tái) KQ-100 型潛孔鉆機(jī)工作之用。為加快鉆機(jī)就位速度，鉆機(jī)平臺(tái)可沿槽鋼 軌道滑動(dòng)移位(圖 1)。
測(cè)量定位后，采用 8 只鐵錨及 100 m以上的錨繩，由機(jī)動(dòng)小駁船牽引到達(dá)爆破區(qū)域后，
依靠船上人工收縮錨繩配合準(zhǔn)確就位。
利用 5t手拉葫蘆人工控制將 4 根立柱(Φ240mm)沉入河底，使鉆孔平臺(tái)升起基本脫離 水面，此時(shí)整個(gè)鉆孔平臺(tái)上的荷載完全支承在 4 根鋼管立柱上。鉆孔施工時(shí)，不會(huì)受到波浪 起伏的影響，保證成孔質(zhì)量。鉆孔平臺(tái)移位時(shí)，先收回立柱，使鉆孔平臺(tái)浮在水面上，此時(shí) 通過拉動(dòng)錨繩將平臺(tái)移到下一鉆孔位置施工(圖 2)。
鉆孔設(shè)備及爆破器材的選擇
(1)鉆孔設(shè)備的選型
由于水下鉆孔爆破，加之水面上的限制，選用 KQ-100 潛孔鉆機(jī)鉆孔，孔徑 Φ90 mm。
(2)鉆孔附屬機(jī)構(gòu)
水下爆破條件采用垂直鉆孔作業(yè)。鉆孔機(jī)具選用 KQ -100 型潛孔鉆，，藥卷為 Φ70 mm， 炸藥選用抗水性能良好的乳化炸藥。為保證鉆孔后的裝藥和清孔，在鉆孔之前，先將 1 根下 端帶有環(huán)形(鉆徑 Φ117 mm)的中空套管鉆透覆蓋層(淤泥層)，并鉆入基巖一定深度，然后 在套管中下鉆桿，在基巖中進(jìn)行鉆孔。為確保開挖達(dá)到設(shè)計(jì)深度，鉆孔應(yīng)有一定的超鉆深度， 超鉆深度取 1. 0～1.5 m，即實(shí)際鉆孔深度為 1.5 m～4.5 m。
(3)爆破器材的品種選取。
選用具有防水性能良好的乳化炸藥，裝入 Φ80mmPVC 管中。非電雷管用“雙高”雷管。 起爆網(wǎng)絡(luò)采用孔內(nèi)高段位、孔外低段位毫秒微差復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)，以確保傳爆的準(zhǔn)確性。為確 保安全，用粗砂將炮孔堵滿，防止沖炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆蓋，砂袋系一浮球露 出水面，其作用:①作為爆破孔位標(biāo)記，便于集中裝藥;②裝藥后便于連接導(dǎo)爆管腳線沒， 形成起爆網(wǎng)絡(luò)。
(4)導(dǎo)爆管的放置。 在水中放置浮胎，使其固定地飄浮在水面上，將“每船同排”的導(dǎo)爆管按綁在一只輪胎上，
按照“從后到前的順序”將輪胎上的導(dǎo)爆管用“同段”非電雷管連接起來(lái)，為了不使傳爆雷管將 其他導(dǎo)爆管炸斷造成拒爆現(xiàn)象，連接時(shí)應(yīng)將雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎緊，不能 浮在水面隨波漂移[3]。
爆破區(qū)域的劃分
爆破的分區(qū)是根據(jù)施工工藝和安全的角度等進(jìn)行考慮的,共分五個(gè)大區(qū)，每個(gè)大區(qū)又從
左至右均分為四個(gè)小區(qū)，共計(jì) 20 個(gè)爆區(qū)。 布孔方式和孔網(wǎng)參數(shù)[4] 水下炮孔布置原則上越簡(jiǎn)單越好。介于本工程水下爆破為中深孔開挖，采用矩形鉆孔排 列方式，由于孔深相差較大，故不同的部位孔網(wǎng)參數(shù)也相應(yīng)發(fā)生改變，即孔距 1.5 m～3.0 m， 排距 1.0 m～2.5 m，最小抵抗線為 1.0 m～3.0 m。
裝藥量計(jì)算 炸藥單耗采用廣泛使用的瑞典設(shè)計(jì)方法
q ? q1 ? q2 ? q3 ? q4
式中，q1—基本炸藥單耗，是一般陸地梯段爆破的 2 倍;q2—爆區(qū)上方水壓增量，q2=0.01h2; h2—水深，m;q3—爆區(qū)上方覆蓋層增量，q3=0.02 h3;h3—覆蓋層(淤泥或土、砂)厚度， m;q4—巖石膨脹量，q4=0.03 h;h—梯段高度，m。
為計(jì)算炸藥單耗，以炮孔直徑 φ90 mm，孔深 3.0 m，水深 5 m，垂直孔，藥卷直徑 φ70
mm 為例計(jì)算。
一般的梯段爆破炸藥單耗為 0.45 kg/m3，則
q1=0.9+0.1=1.0 kg/m3，則
q=1.0+0.01×5+0.02×1+0.03×3=1.16 kg/m3
輔助眼的裝藥量為 4 kg，裝藥長(zhǎng)度為 2 m。
起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
采用電雷管起爆法起爆。即用導(dǎo)爆管并串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，采用 1 段非電雷管將各個(gè)炮孔內(nèi)雷管 連接起來(lái)，為確保每個(gè)孔的準(zhǔn)爆，每孔裝 4 發(fā)非電雷管，實(shí)現(xiàn)交叉復(fù)式爆破網(wǎng)絡(luò)，見圖 4。
20世紀(jì)80年代中期以后，爆破技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是：進(jìn)一步研究炸藥的爆轟機(jī)理和介質(zhì)破壞機(jī)理，炸藥對(duì)各類結(jié)構(gòu)物的爆炸作用,以不斷提高爆破效果;根據(jù)工程條件，研究建立各種數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算爆破參數(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。研究實(shí)施爆破中提高炸藥能量的有效利用率，最大限度地減弱其危害作用。研究將微電子技術(shù)用于爆破技術(shù)，滿足適時(shí)和延期爆破的要求，以獲取最佳效果。在軍事爆破方面，針對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的特點(diǎn)，將著重研究野戰(zhàn)條件下實(shí)施快速爆破作業(yè)的各種方法，建立相應(yīng)的爆破器材系列;研究核爆破在工程保障中的應(yīng)用。
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