水厂取水口围堰水下爆破施工技术应用

水厂取水口围堰水下爆破施工技术应用

张山金

重庆巨能建设（集团）有限公司第二工程分公司400700

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/αQ M

=(150/5)1/1.5*631/3

=38.85米

V=3cm/s时

R=(K/V)1/αQ M

=(150/3)1/1.5*631/3

=54.7米

V=2cm/s时

R=(K/V)1/αQ M

=(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

=25Q1/3

R

k

=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。