水利工程地下洞室开挖爆破危险控制

摘 要：水利工程地下洞室开挖爆破是大断面地下洞室开挖施工中的一项关键技术，开挖爆破的危险控制的好坏，直接影响到人民生命财产安全和工程质量。因此，加强对地下洞室开挖爆破危险的控制具有十分重要的意义，论文对洞室爆破施工过程和危险控制进行了深入探讨。 

关键词：水利工程；施工；地下洞室；爆破；危险；控制 
　　随着人类社会的发展，地下工程将越来越多地应用在国民经济基本建设各个领域，在水利水电、公路、铁路、油库等工程建设中，越来越多地采用了地下洞室。对于地下洞室群在开挖爆破施工中的安全、相邻洞室及交叉洞室的施工、厂房岩壁吊车梁基础的爆破施工工艺、以及如何实现快速光爆等，本人在几十年的地下工程施工中，积累和探索了一定的经验，在此与同行分享和探讨。 
　　一、水利工程地下主要洞室开挖方法概述 
　　（1）主厂房。Ⅰ～Ⅶ层边墙预裂、中部梯段爆破拉槽开挖、边墙保护层开挖、支护跟进。岩锚梁部位精确测量造孔、密孔、小药量开挖，开挖前锚杆上、下锁口。Ⅷ～Ⅹ层通过与尾水支洞间竖井溜渣槽（井）开挖，支护跟进。配置多臂凿岩台车，潜孔钻等设备，总用时30个月。 
　　（2）主变室。从上、下二层开挖，底板预留保护层；边墙预裂、中部梯段爆破拉槽开挖、边墙保护层开挖、支护跟进。 
　　（3）尾调室。上层连通洞以上部位反导井掘进至穹顶，然后由上而下扩挖至连通洞底板高程；再向下通过反井钻机形成与底部贯通的1.4 m导井，扩挖导井至6m的溜渣井，再通过手风钻造孔、小型反铲扒渣自上而下扩挖形成，平均月扩挖仅5m[1]。 
　　（4）尾闸室。通过施工支洞分二层完成岩锚梁及其以上部位开挖后，以反井钻机形成与底部尾水支洞贯通的溜渣导井（1.4 m），再通过手风钻造孔、人工扒渣自上而下扩挖形成。 
　　（5）压力管道竖井。以反井钻进形成贯通上、下平段的溜渣导井（1.4 m），再通过手风钻造孔，人工扒渣自上而下扩挖形成，每日平均扩挖1-1.5 m。 
　　（6）尾水支洞、尾水隧洞。分3层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙保护层开挖，支护跟进，平均月进百米。 
　　（7）导流洞。通过多工作面分 3 层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙保护层开挖，支护跟进。 配置多臂凿岩台车，潜孔钻等设备。 平均月进百米。 
　　（8）抗力体置换洞。分2层开挖，采用光面爆破，手风钻造孔，小型反铲、装载机、运输车出渣，竖井溜渣后再通过大型设备装运渣月。进度 40～60m。 
　　（9）泄洪洞有压段、无压段。分3层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙与底板保护层开挖，支护跟进[2]。 配置多臂凿岩台车，潜孔钻等大型设备，平均月进百米。 
　　（10）泄洪洞工作闸室。通过施工支洞分 2 层完成交通洞底板以上开挖，通过正、反井作业形成与泄洪洞沟通的溜渣竖井，以潜孔钻、反铲进行自上而下的扩挖、扒渣、支护。早期爆破时对设备予以覆盖保护，后期通过渣堆使设备移向泄洪洞躲炮，安全效果优异。 
　　（11）泄洪洞龙抬头段。通过正、反井作业形成约 70�＃�5m）的溜渣斜井，以潜孔钻、反铲自上而下分层扩挖形成。 
　　二、水利工程地下洞室爆破施工过程分析 
　　（1）施工准备 
　　施工准备工作包括场地平整、测量放样，以及其它常2000规准备工作。由于预裂面一般就是最终的边界开挖面，因此，预裂缝的位置必须准确，当采用垂直的预裂孔时，放样工作没有什么困难，只要按设计的孔位精确的测量就可以了。对于倾斜的孔，特别是预裂面呈某种曲折面的斜孔，放样工作就要复杂得多，这是因为斜孔的孔口与孔底并不在同一个坐标位置上，而是随该孔的倾斜度以及地面的起伏而变化。此时，采用整体样架放样就要方便得多。 
　　（2）钻孔 
　　钻孔的机具根据炮孔的直径和孔深来选用，一般情况下，直径小于50mm，深度在6m以内的孔，多采用手风钻，孔径在70mm以上的深孔，则要采用潜孔钻。钻孔时，必须严格控制质量，允许的偏斜度应控制在1度以内[3]。由于岩面的不平整或钻进的方向不是垂直，往往容易引起孔口的偏离，此时，可以采用人工撬凿或用钻机冲击的方法，凿出孔口位置，经检测无误后，才开始钻进。 
　　（3）药包加工 
　　用于预裂爆破的药包，最好能在钻孔内均匀地连续分布。在实际施工中，大多须在现场加工制备，通常采用两种方法：一是将炸药装填于一定直径的硬质塑料管内连续装药，为了顺利地引爆和传爆，在整个管内贯穿一根导爆索。另一种是采用问隔装药，即按照设计的装药量和各段的药量分配，将药卷绑扎在导爆索上，形成一个断续的炸药串。由于每个孔的深度不一致，装药量也不同，因此，对于每一个孔应当分别准备各自的药串，编上该孔的孔号，不能混淆，然后包扎好待用。 
　　（4）装药、堵塞和起爆 
　　为使炸药爆炸时能够获得良好的不藕合效应，药柱（或药卷串）应置于炮孔的中心。为达此目的，可采用一种塑料制的膨胀联结套将药柱固定在炮孔中央。在我国的预裂爆破中，多半将药卷串绑在竹片上，再插人孔中。对于垂直孔，竹片应置于保留区的一侧，对于倾斜的孔，竹片应置于孔的下侧面。 
　　炸药装填好以后，堵塞之前先要用纸团等松软的物质盖在炸药柱上，堵塞过程中，应注意使药卷串保持在孔中央的位置上，不要因堵塞而将药卷串推向孔边。堵塞应密实，以防止爆炸气体冲出，影响预裂效果。在预裂爆破中，一般都采用导爆索起爆，效果较好。也可采用电雷管或非电雷管起爆。预裂爆破最好能一次同时起爆，但当预裂规模大时，为了减轻预裂爆破过程中的振动影响，也可以分段起爆。 
　　三、水利工程地下洞室爆破安全防护技术措施 
　　我们要根据爆破安全规程的要求，结合本地的实际情况，制定好安全防护措施和做好安全警戒工作： 
　　（一）参加爆破工作的人员应有公安部门颁发的爆破安全作业证，要持证上岗。 
　　（二）爆破作业人员必须树立安全第一的思想，严格按爆破安全规程规定的安全事项和要求操作。 
　　（三）现场爆炸物品都由炸药库统一配送。爆炸物品的使用必须按照当地公安部门的要求，在爆炸物品到达工地后应放到指定地点存放，并由专人负责看守。领发时必须指定爆破工专人领取并做好登记，不得随意发放。 
　　（四）从装药时开始，场地四周应放出警戒，根据本工地的周围环境，确定爆破的警戒范围为200m，并要按照警戒位置固定专人布置哨位，在附近特别加强了警戒。参加施工的爆破人员，都佩戴明显的标志，其他无关人员一律禁止入内。 
　　（五）爆破装药、连线完成后，应由爆破指挥长按照爆破安全规程规定的起爆顺序，在各警戒点到位后发布预警-起爆-解除警戒的信号[4]。 
　　（六）爆破结束后，爆破人员对现场又做了进一步检查，尤其要对爆后形成的浮石和危石认真进行排除，处理时周围也要警戒，防止发生意外事故。组织有爆破经验的专职队伍进行爆破作业，关注爆破先进技术的推广，严格组织和管理爆破队伍，将大大提高我国地下洞室开挖爆破的安全生产水平。 
　　参考文献： 
　　[1] 陈志刚，刘殿魁.SH波冲击下浅埋任意形孔洞的动力分析[J].地震工程与工程振动. 2004（04） 
　　[2] 马宏伟.引水隧道在地震波入射时的动力响应解析解[D].北京交通大学 2013 
　　[3] 陈志刚，刘殿魁.椭圆孔对SH波散射的远场解[J].哈尔滨工程大学学报. 2003（03） 
　　[4] 苏华友，张继春.紫坪铺进水口高陡边坡锚索抗爆破振动分析[J].岩石力学与工程学报.2003（11）