浅析洛东水电站扩建厂房爆破控制与安全措施

浅析洛东水电站扩建厂房爆破控制与安全措施

摘要：洛东水电站扩建厂房开挖工作面，距离升压站20m，旧厂房60m，在不停止电厂生产的情况下，经过精心的爆破设计和严格组织爆破施工，并很好利用地势进行安全防护，采用控制爆破技术，顺利地完成了扩建厂房的开挖任务。

关键词：距离；爆破；控制；安全；防护

1. 概述

洛东水电站工程位于广西宜州市与柳城县交界的龙江中游，系龙江流域开发的第六级电站，坝址以上控制流域面积15300Km2。

洛东水电站扩机工程是在原装机2×25MW的基础上，扩机1×20MW，其厂址位于叉河原枢纽工程坝的下游右岸，原重力坝接头段的下游150m以内，采用明渠引水式地面圆筒式厂房。该工程石方开挖约4.5万m3，大坝旧砼拆除2760 m3，按照总进度要求必须要在1个多月时间内完成，工期十分紧张。

2. 施工难点

（1）开挖工作面距离右侧开关站较近，最小的距离也仅有20多米。而且老厂房至开关站的高压线横跨开挖工作面上空。

（2）左侧60m有旧厂房，在施工期间，还要维持旧电站正常的运行，因此，对旧电站的安全防护就显得尤为重要，特别是防止爆破振动导致电器开关跳闸。

（3）同时场地狭小，拌和系统及其它辅助设施都就附近展开。在爆破作业时还需要保证的其它临建设施正常施工。

上述周边条件可知，爆破作业周边环境条件受诸多。要确保临建设施和重要施工设备的安全，爆破时必须严格控制爆破震动和飞石，因此，在施工过程中必须采用有效控制爆破技术，才能保证开挖工程顺利结束。

3. 爆破技术控制

爆破技术上要精心设计，在设计之前必须做到情况明确，设计时要确定最大允许药量，然后合理选取爆破参数，选择合理的延发时间，作出切实可行的爆破方案。根据本工程的地形条件、施工机具及开挖强度等，采用浅孔梯段爆破的施工措施。

3.1 爆破振速控制

3.1.1 安全质点振动速度控制值

查有关资料，结构物与设备有电器继电器开关在爆破时可能跳闸，选取安全质点振动速度值0.5～1.0 。再结合以往施工经验，故安全质点振动速度控制值亦定为1 ，以此来控制最大单响药量。

3.1.2 最大单响药量确定

根据武汉水利电力大学在临时船闸观测得出的经验公式。按Q=（ /32.1）3/1.12×R3确定最大单响药量。

式中：Q为允许最大单响药量（kg）；

R 为爆破区距被保护建筑物距离（m）；

V为被保护物的允许质点振动速度（cm/s）。

经过计算和慎重考虑，确定下列表药量。

3.2 爆破设计

3.2.1 爆破参数设计

孔倾角80°朝下游无建筑方向，孔径D=76、孔深L=300cm、最小抵抗距W1=180～200cm，梯段高度H=300cm；孔距a=200cm，排距b=200cm；堵塞长度L1=50cm，装药长度L2=250cm。单孔药量Q=（0.6～0.7）qWlaH（q为松动爆破炸药单位消耗量，根据岩石主要为弱风化石灰岩，故q值取0.40kg/m3），Q=0.65×0.40×2×2×3=3.0kg，故控制单孔药量为3.0kg。装药形式两层，允许最大单响药量取最小值9.0kg，起爆方式分段毫秒微差。炸药采用防水乳化炸药。

3.2.2 装药形式设计

采用空隙装药法，装Ф55药卷，每孔2节，3.0kg。在药卷上部一定距离放置一个栓塞，在栓塞上再堵炮泥。用来削减爆轰波初始压力峰值，减少了其炮孔壁介质能量；同时又可以延长了爆轰波作用持续时间。减少了由于气楔楔入壁裂引起粉碎区以外区域内介质的破坏效应。同时对爆破震动、飞石也有削弱作用（见图1）。

3.2.3 起爆网络设计

根据开挖区岩体地形采用成排布孔形式，导爆索微差分段并联起爆网络，采用波浪形起爆形式（见图2）。

3.2.4 微差间隔时间控制

为防止爆破震动峰值叠加，降低爆破振动强度，同时也有利于控制飞石，起爆雷管采用塑料导爆管1～16段电毫秒雷管，根据岩石情况确定毫秒微差时间间隔为40ms，根据每次爆破的具体情况确定分段数。为减少每次防护工作量，并充分利用混凝土的后期强度不断增长的特性，将整个爆破区分3次先后爆破，先爆破距离混凝土C5、C6立柱较远的部位，后期爆破距离较近的部位。采用毫秒微差塑料导爆后起爆，采用MS1～MS10段导爆管，控制每段导爆后起爆孔数不超过20个孔，最大单响药量不超过3.0kg。

4. 安全防护

爆破时必然会产生碎石飞散，危及爆区附近人员、设备、建筑物的安全。因此，爆炸设计时必须确定个别碎石飞散的安全距离。飞石飞散距离的计算，见下公式：

Rf=20Kfn2W=20×1.5×0.752×1.8=30.4 m

Rf--个别飞石的安全距离

Kf--与地形、地质、气候及药包埋置深度有关的安全系数，本工程采用1.5系数；

n--最大药包的爆破作用指数，本工程取0.75m。

W--最大药包的最小抵抗线，本工程采用1.8m。

根据经验公式和实际情况，确定安全距离范围为30.4m。参照国家现行爆破安全规程，爆破飞石的最小安全距离不应小于爆破飞石的最小安全距离，浅孔爆破、深孔药壶爆破不能超过300m。鉴于环境情况，为保证周边建（构）筑物和行人、车辆安全，在控制钻爆操作和加强覆盖的情况下，根据现场实际情况，以保证安全为准。因此必需采取各种措施对爆破飞石进行严格控制。

4.1 钻孔控制

从大方向来控制飞石的方向。钻孔时要保证孔向倾向下游面，下游面没有自由临空面的，先创造自由面，这样保证飞石的方向是往下游。布孔的时候，保证右岸外侧最后一排孔的最小抵抗线大于排距，这样就控制飞石基本上不往厂房方向。