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期刊论文浅析爆破法疏挖尾水河床

所属分类:建筑论文 阅读次 时间:2015-05-21 13:55

本文摘要:摘要:爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用,达到预期目的的一门技术。研究的范围包括:炸药、火具的性质和使用方法,装药(药包)在各种介质中的爆炸作用,装药对目标的接触爆破和非接触爆破,各类爆破

  摘要:爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用,达到预期目的的一门技术。研究的范围包括:炸药、火具的性质和使用方法,装药(药包)在各种介质中的爆炸作用,装药对目标的接触爆破和非接触爆破,各类爆破作业的组织与实施。文章发表在《商品混凝土》上,是高级政工师论文发表范文,供同行参考。

  关键词:尾水河床;水下控制爆破;浅孔爆破 期刊论文投稿

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  装药在空气中、水中爆炸作用的理论基础是流体动力学。对于球形、圆柱形和平板状装药,爆炸荷载通常只按一维问题考虑。空气中接触爆破,研究装药爆炸后爆轰波作用于紧贴固壁的压力和冲量。空气中非接触爆破,研究装药对不同距离目标的破坏、杀伤作用。水中爆破,主要研究冲击波、气泡和二次压力波对目标的破坏作用。

  1. 引言

  位于下游干流上某水电站是一座低水头径流式电站,厂房为河床式,为了提高机发电效益,本文结合了在某电厂用爆破法疏挖尾水河床的成功实例,利用钻孔爆破法对水下爆破进行施工,分别介绍了在该工程中进行水下爆破施工的施工工艺流程、爆破参数的设计以 及水下爆破安全校核方面的内容,可供类似爆破工程借鉴。结果表明,爆破后,岩石破碎块 度理想,水下清渣顺利,对闸门及周围建筑物无影响。文章发表在《》上,是建筑工程师论文发表范文,供同行参考。

  本文从位于下游干流上某水电站是一座低水头径流式电站,厂房为河床式,设计装机容量 3×1.8 万 KW,汛期电站存在大坝溢流问题, 运行表明,厂房尾水位高于设计原尾水位, 严重影响机组出力和发电效益,经分析论证,拟进行尾水渠疏挖改造。

  工程项目和工作范围:本次疏挖工程由两部分组成:拆除尾水渠右侧部分砼导墙,该 导墙长约 45m,墙顶高程▽52.0 m,厚 1.5 m,分上下两段,每段长约 22.5m,拆除伸缩缝 下游侧的一段,拆至高程▽45.0m;疏挖导墙内渠底和导墙下游约 100 m 范围内的河床,从 上至下疏挖宽度为 45~70 m,疏挖后底高程约为▽43.0~▽42.5 m,但不高于▽43.0 m。该 段疏挖河床大部为板岩,部分为砂卵石。

  爆破和疏挖工程施工要求:本工程施工过程中,由于正直电厂 2#机组大修,机组流道 中没有充水,因此,设计中应考虑水下爆破施工可能对机组检修闸门造成的影响。施工中提 高爆破效率,降低爆破震动和飞石对附近建筑物的破坏影响,是影响工程施工进度和安全的 关键所在。

  2. 水下爆破施工

  中国发明火药以后,从10世纪开始就在战争中应用,13世纪开始用于军事爆破。如金天兴元年(1232)蒙古军队围攻金朝南京(今河南开封)时,用牛皮洞子(即轒輼车,以生牛皮制成的形似小屋的一种攻城器具)掩护士兵到城下掘龛和攻城。守军曾以铁绳悬震天雷(内装火药的铁罐)垂于城下,爆破牛皮洞,杀伤攻城的军队。1453年,土耳其人夺取君士坦丁堡时曾采用坑道爆破法炸毁了坚固的城墙。1552年俄国人围攻喀山,中国明崇祯十五年(1642)李自成率领的农民起义军围攻开封时,都曾采用过这种爆破方法。崇祯十六年焦勖编纂的《火攻挈要·鳌翻说略》,就是这一时期运用坑道爆破的经验总结。直到19世纪中叶,黑火药在世界上仍是用于军事爆破的唯一炸药。

  根据信息论的观点,根据以往类似工程经验和投入工程水下钻爆机械设备力量综合考 虑,对水下爆破选用钻孔爆破法施工。其施工工艺流程如下:

  爆破设计→锚定钻孔作业平台→移机就位→确定孔深→套管护孔→钻孔→成孔冲洗→

  测量验孔→装药→连线→平台撤离→起爆信号→起爆、震动监测→爆破效果检查→解除警戒

  施工中的几项主要技术措施分述如下: 钻孔作业平台设计

  制作浮箱式简易起升钻爆作业平台船(16 m×6 m)。作业平台采用钢体浮箱结构,两浮 箱间距 5 m。浮箱内径 Φ1 100 mm,单长 12 m,扣除浮箱、平台钢结构自重,浮力约为

  15t。通过槽钢、工字钢将两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体[2]。潜孔钻钻机由脚手 架钢管铰接固定在平台上,组成钻机作业平台。浮箱两侧各向外伸出 0.5 m,另外焊接两个 小平台,可供 4 台 KQ-100 型潜孔钻机工作之用。为加快钻机就位速度,钻机平台可沿槽钢 轨道滑动移位(图 1)。

  测量定位后,采用 8 只铁锚及 100 m以上的锚绳,由机动小驳船牵引到达爆破区域后,

  依靠船上人工收缩锚绳配合准确就位。

  利用 5t手拉葫芦人工控制将 4 根立柱(Φ240mm)沉入河底,使钻孔平台升起基本脱离 水面,此时整个钻孔平台上的荷载完全支承在 4 根钢管立柱上。钻孔施工时,不会受到波浪 起伏的影响,保证成孔质量。钻孔平台移位时,先收回立柱,使钻孔平台浮在水面上,此时 通过拉动锚绳将平台移到下一钻孔位置施工(图 2)。

  钻孔设备及爆破器材的选择

  (1)钻孔设备的选型

  由于水下钻孔爆破,加之水面上的限制,选用 KQ-100 潜孔钻机钻孔,孔径 Φ90 mm。

  (2)钻孔附属机构

  水下爆破条件采用垂直钻孔作业。钻孔机具选用 KQ -100 型潜孔钻,,药卷为 Φ70 mm, 炸药选用抗水性能良好的乳化炸药。为保证钻孔后的装药和清孔,在钻孔之前,先将 1 根下 端带有环形(钻径 Φ117 mm)的中空套管钻透覆盖层(淤泥层),并钻入基岩一定深度,然后 在套管中下钻杆,在基岩中进行钻孔。为确保开挖达到设计深度,钻孔应有一定的超钻深度, 超钻深度取 1. 0~1.5 m,即实际钻孔深度为 1.5 m~4.5 m。

  (3)爆破器材的品种选取。

  选用具有防水性能良好的乳化炸药,装入 Φ80mmPVC 管中。非电雷管用“双高”雷管。 起爆网络采用孔内高段位、孔外低段位毫秒微差复式起爆网络,以确保传爆的准确性。为确 保安全,用粗砂将炮孔堵满,防止冲炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖,砂袋系一浮球露 出水面,其作用:①作为爆破孔位标记,便于集中装药;②装药后便于连接导爆管脚线没, 形成起爆网络。

  (4)导爆管的放置。 在水中放置浮胎,使其固定地飘浮在水面上,将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上,

  按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来,为了不使传爆雷管将 其他导爆管炸断造成拒爆现象,连接时应将雷管置于浮胎上面,并用泡沫盒包住扎紧,不能 浮在水面随波漂移[3]。

  爆破区域的划分

  爆破的分区是根据施工工艺和安全的角度等进行考虑的,共分五个大区,每个大区又从

  左至右均分为四个小区,共计 20 个爆区。 布孔方式和孔网参数[4] 水下炮孔布置原则上越简单越好。介于本工程水下爆破为中深孔开挖,采用矩形钻孔排 列方式,由于孔深相差较大,故不同的部位孔网参数也相应发生改变,即孔距 1.5 m~3.0 m, 排距 1.0 m~2.5 m,最小抵抗线为 1.0 m~3.0 m。

  装药量计算 炸药单耗采用广泛使用的瑞典设计方法

  q ? q1 ? q2 ? q3 ? q4

  式中,q1—基本炸药单耗,是一般陆地梯段爆破的 2 倍;q2—爆区上方水压增量,q2=0.01h2; h2—水深,m;q3—爆区上方覆盖层增量,q3=0.02 h3;h3—覆盖层(淤泥或土、砂)厚度, m;q4—岩石膨胀量,q4=0.03 h;h—梯段高度,m。

  为计算炸药单耗,以炮孔直径 φ90 mm,孔深 3.0 m,水深 5 m,垂直孔,药卷直径 φ70

  mm 为例计算。

  一般的梯段爆破炸药单耗为 0.45 kg/m3,则

  q1=0.9+0.1=1.0 kg/m3,则

  q=1.0+0.01×5+0.02×1+0.03×3=1.16 kg/m3

  辅助眼的装药量为 4 kg,装药长度为 2 m。

  起爆网络设计

  采用电雷管起爆法起爆。即用导爆管并串联网络,采用 1 段非电雷管将各个炮孔内雷管 连接起来,为确保每个孔的准爆,每孔装 4 发非电雷管,实现交叉复式爆破网络,见图 4。

  20世纪80年代中期以后,爆破技术的发展趋势主要是:进一步研究炸药的爆轰机理和介质破坏机理,炸药对各类结构物的爆炸作用,以不断提高爆破效果;根据工程条件,研究建立各种数学模型,运用电子计算机计算爆破参数,逐步实现优化方案设计。研究实施爆破中提高炸药能量的有效利用率,最大限度地减弱其危害作用。研究将微电子技术用于爆破技术,满足适时和延期爆破的要求,以获取最佳效果。在军事爆破方面,针对现代战争的特点,将着重研究野战条件下实施快速爆破作业的各种方法,建立相应的爆破器材系列;研究核爆破在工程保障中的应用。

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