“气泡帷幕”在福清核电爆破作业中的应用

“气泡帷幕”在福清核电爆破作业中的应用【摘要】气泡帷幕是一种爆破防护技术，在爆破工程中运用效果较好。这种技术能有效的削减爆破而产生的冲击波，从而有效防护周围设施。本文就从气泡帷幕简介、工程概况、方案选择及参数确定、方案实施及效果评价这几方面来谈谈“气泡帷幕”在福清核电站爆破作业中的应用。

【关键词】气泡帷幕；核电爆破；方案实施

1 气泡帷幕简介

气泡帷幕是由位于水底的喷气管喷出压缩空气，在水域中形成的气液两相流，能使爆破时产生的气泡表面漫反射散失，一部分能量被压缩气泡吸收转化成热能，随后消耗在气泡膨胀过程中，起到减震作用，从而使爆破环境周围的目标免遭冲击波的破坏。

气泡帷幕对于爆破震动的衰减规律，前人已经从声学、热力学和能量的观点在理论上进行了合理的阐述，并结合实验结果运用爆炸相似理论得到了压力衰减系数随气流量、帷幕层数、药量、作用距离变化规律的经验公式。

2 工程概况

福建福清核电厂1px泵房前池岩坎爆破时，对泵房实施了临时防护钢闸门、防护石坝进行防护，防止爆破冲击波对泵房永久钢闸门及内部仪器、设备、结构等造成冲击破坏。根据工程进度要求，4月30日1px泵房进水，以满足泵房内设备、仪器的调试及试运行。

4.30进水节点以后，防护钢闸门及防护石坝等各种影响闸门进水的

防护设施全部拆除，并且永久钢闸门也要开闸进水，爆破冲击波可直接通过流道口沿水介质对泵房内仪器、设备、结构等造成影响。因此，对岩坎爆破施工提出了更高的技术要求。

3 方案选择及参数确定

施工单位在对于1px爆破防护方案选择时，对各种方案进行了详细的分析比较。通过“公式一”可以看出：爆破振速和被保护对象的距离成反比，与最大段齐爆药量成正比。

施工单位针对拟爆破部位进行振速验算：q取40kg（单孔单响）；r取25m，k取150，α取1.5，代入公式求得：v=7.6 cm/s，已经超出了振速控制值3cm/s，可能会对1px内部仪器、设备及结构造成破坏或损坏，造成巨大的经济损失，因此，必须采取措施减小振速值。

爆破区域和1px流道口相对位置是固定的，故无法通过增大起爆距离来降低冲击波的影响；在其他条件不变的前提下最大限度的减少最大段齐爆药量可减小冲击波的影响，但降低齐爆药量既增加经济投入又大大降低施工效率，影响施工进度，因此，只能通过外部条件寻求解决方法。

施工单位最终选择了在爆破工程中比较成功的爆破防护技术——气泡帷幕，采用这种技术能有效的削减爆破而产生的冲击波，从而有效防护周围设施。施工单位针对气泡帷幕编制了专项施工方案，并得到专家评审组的一致认同。

在气泡帷幕方案应用于1px前，为了确保气泡帷幕能达到预期

效果，满足使用要求，施工单位对气泡帷幕进行了一系列的研究、试验和优化设计。经过三个炮次的试验，结果显示，气泡帷幕减震可达60%～80%，效果非常明显，达到了预期目标，可将选用的参数应用于大规模施工。

根据试验验证效果，施工单位最终选择气泡帷幕所用通风管管径?50mm，壁厚3.6mm，钢管上开两排?2@33（单位：mm）通气孔，两排孔呈90°夹角，为了排除管内积水，在钢管底部开?2@300（单位：mm）流水孔，通气管连接?50mm钢管，长度30m，及?50mm钢丝缠绕高压风管，长度160m，气体发生器使用一台英格索兰空压机供风，供风量为23m3/min。

4 方案实施

4.1 制作、安装通风管系统

（1）在钢管上弹上墨线，上部两道墨线相距39mm，下部一道墨线与上部两道墨线相距各为59mm；（2）在弹好的墨线上钻孔，孔径3mm，上部两排孔间距33mm，下排孔间距300mm；（3）将钻好孔的钢管按照设计要求焊接成型，要求孔位必须正确，无焊接质量缺陷；（4）将成型的组合通风管固定在1px流道口混凝土壁上，通风管安装高度应严格按照设计要求；（5）接通陆上管道、及管道与空压机的接头，并用皂液检查管路的气密性。

4.2 爆破

（1）爆破前仔细检查起爆网络，做好警戒工作，震动检测人员将检测仪器安放就位，确认一切准备工作就绪后，方可准备起爆；

（2）爆破警报响起时必须先行启动空压机，打开气阀，从而使产生的气幕可靠、有效，在确认气幕质量可靠后，方可允许起爆员起爆；（3）爆破结束，关闭气阀、空压机，拆除管道。

5 效果评价

施工单位使用气泡帷幕技术共爆破36炮次，爆破工程量3万余方，从监测结果看出，测得气泡帷幕后的振动速度值均小于控制值3cm/s，爆破期间1px内部未发生由爆破引发的质量、安全事故，这表明气泡帷幕防护方案起到了较明显的削减冲击波的效果，满足了保护1px内部仪器、设备、结构的安全要求，保证了施工进度和施工质量。

采用气泡帷幕所用费用低廉，仅需少量材料和小部分的机械台班、人工消耗，就能保证爆破安全和施工进度，收到了显著的经济效益。气泡帷幕技术在福清核电爆破施工中的应用取得成功！