水利水电工程施工中爆破抛掷技术的应用

孔庆亮 王 明

浙江省第一水电建设集团股份有限公司（310051）

随着社会对水利水电工程质量要求的增多，其施工技术不断创新，爆破抛掷是水利水电工程的基础性工艺，其应用效果直接关系着我国水利水电工程建设水平。因此，为提升水利水电工程建设水平，相关人员需发挥爆破抛掷技术实践价值，采用更为完善的爆破抛掷方案，增强水利水电工程施工可靠性。

1 工程概况

某水利水电工程，工程等级为II类大型工程项目，水库总库容为0.53亿m3，可保护农田256万亩，排涝面积为150万亩，灌溉面积50~150万亩，水力发电体系中装机容量为30~120万kW。该水利工程项目中，水库闸室底板为C25W4F100混凝土，防洪高水位55.0 m，水库正常蓄水位52 m。

2 爆破抛掷技术优势

水利水电工程建设中，爆破抛掷技术是借助炸药将土建实体、施工场地内岩石爆破，使其在“最小抵抗线”区域中被抛出。水利水电工程中应用爆破抛掷技术的目的是让岩石、土建实体按照既定路线抛离，具体抛掷方法有双侧抛掷、单侧抛掷、多方向抛掷，该技术的技术优势，主要体现在以下内容中:一方面，相较于传统爆破技术，爆破抛掷技术可有效节约人力，提升施工效率，控制施工期间的爆破强度，简化抛掷施工流程。同时可在水利水电工程建设过程中，减少各类渡河器械的使用，增强施工期间的可靠性与安全性[1]。另一方面，爆破抛掷技术在具体实施中会采取更为给可靠的安全措施，维护物体抛掷的安全性，加强技术安全防护，充分保障操作人员的安全。

3 爆破抛掷技术在水利水电工程中的应用现状

自2016年后，爆破抛掷技术被广泛应用在水利水电工程中，且相关技术人员已经通过实践运用、技术训练掌握该技术的操作技巧。另外，随着爆破抛掷技术的运用，水利水电工程产出值持续上升，同时在信息消费、经济转型等背景下快速成熟。相关地区所推行的节能减排、污染防治方法，有效扩大爆破抛掷技术的适用范围，降低水利水电工程成本。不仅如此，在水利水电工程现代化建设中，节能减排成为社会经济发展的主流趋势，爆破抛掷技术的整体前景较为乐观，可满足各地区水电项目建设需求[2]。

4 水利水电工程施工中爆破抛掷技术的应用

4.1 爆破抛掷的前期准备

正式进行爆破抛掷前期，提前在水利水电工程施工现场准备导爆索、抛掷用具、电雷管等设备。随后按照预定爆破位置、抛掷距离捆绑炸药，控制抛掷物体伸缩系数后进行抛掷操作。抛掷过程中需关注抛掷物体掉落曲线，防止其在落地后破碎，保障水利水电工程中整体爆破抛掷的施工质量。而在确定爆破抛掷时炸药用量、抛掷距离时，应根据抛掷物体，确定对应的数据。如抛掷重物为2 kg、炸药用量为1 kg，抛掷距离则为200 m，炸药用量为1.5时，抛掷距离为300 m。

选择爆破地点时，应选择平台、利于爆破的地方，爆破前期应全面分析水利水电工程现场施工条件，预防安全风险[3]。开挖爆破坑时，应将场地内浮土、杂物清理干净，保持爆破坑底干燥后，完成放置炸药、填土等工作。确定抛掷距离后，取出提前制备的尼龙绳，绳长为炮制距离的20%，安装好抛掷绳索后，按照“8”字型将其摆放在地面上。

4.2 爆破抛掷方案及参数分析

1）爆破方案。在水利水电工程施工中，制订爆破抛掷施工方案时，相关人员可选择4~6排起爆方法，且在中段围堰处首先起爆，随后分别在围堰3～8段、1、2段实施爆破抛掷。在此期间，所涉围堰高程应大于115 m，同时借助垂直造孔、水平造孔施工，使前排抛掷物向河床抛掷。

2）爆破参数。首先，确定钻孔直径及爆破抛掷时的布孔方法时，可使用自动化地质钻头，在3～8段爆破点内设置主爆孔，钻孔形式为梅花形，孔径为8~9 mm。之后，施工人员可在前排其他爆破点内，利用手风钻实施造孔施工，具体孔径为42 mm，各孔间距1 m，分别分布在不同爆破带里，主爆破孔间距约为1.7 m×1.9 m。其次，深入分析水利水电工程中混凝土结构、围岩类型，随后基于爆破质量要求，计算爆破施工中平均损耗值、堵塞长度。即通过公式计算爆破抛掷时爆破主体的堵塞长度，L"=（0.7～1.0）W，取0.8W=1.7 m。最后，选择爆破抛掷方法时，可将竹片绑扎在主爆孔φ90 mm处，并在药卷上绑扎爆破抛掷导爆索，使其贯穿孔底后，持续装药，完成电雷管、导爆管的绑扎处理工作。除此之外，结合上述水利输电工程案例，其在选用炸药材料时，可选择岩石结构专用乳化炸药，爆破抛掷过程中将φ32 mm药卷在手风钻孔里，将φ70 mm药卷布设在主爆孔里[4]。计算具体的装药量公式为Q=awqH，其中Q为药卷中各孔的装药数量，单位为kg，a为药卷内装药孔的间距，单位m，w为爆破抛掷时的最小抵抗线，q为单耗值，H为爆破过程中的梯段高度。

3）施工参数。水利输电工程施工过程中，爆破抛掷时钻孔间距为1.8 m，抵抗线、单耗值分别为1.7 m、1.25 kg/m3，将相关数据代入上述公式后，可计算出单孔药量为55 kg。但是为有效维护水利水电工程中爆破抛掷安全性，相关人员还应计算最大单响药量，计算公式为V50.01（Q1/3/R）1.56，其中V为爆破抛掷控制点的振动速度，取值为10 cm，若V计算后的数据保持在285~455 kg，则可同时满足水利水电工程中闸门、混凝土安全爆破要求[5]。

4.3 爆破抛掷模型设计

由于水利水电工程项目整体规模较大，所涉施工参数、爆破抛掷参数较大，爆破区域与周边建筑物间距较小，所以在爆破过程中应增强爆破方案的可靠性。对此，相关人员需借助BIM技术，设计爆破抛掷模型，用立体化的模型分析爆破方案的可行性。在上述水利水电工程中，其爆破点均集中在3~8号爆破点，所用雷管为MS15导爆管，且主爆破点没排钻孔会分别预留2~3个钻孔，借此提升岩石结构、土建实体爆破率。通过本项目中BIM爆破抛掷模型可知，各爆破点准爆率较高，各爆破点可在同一时间段内爆破[6]。但是为在部分地点发挥延时效应，可提前将MS15塑料导雷管布设在第一排钻孔内，传播时间可维持在850 ms。另外，根据爆破抛掷模型模拟场景可知，施工结束后会伴有爆渣现象，所以需将抛物点掉落位置控制在河床内，必要时可增加钻孔同时爆破时的联合作用，减少爆破抛掷后的爆渣情况。

4.4 爆破抛掷技术要点

为增强水利水电工程中爆破抛掷安全性，相关人员还应严格按照相关程序完成爆破抛掷施工，加强爆破抛掷的质量管理，规范爆破抛掷流程。正式施工过程中，重视水利水电工程施工建设中爆破抛掷技术创新，督促施工人员用严谨的态度实施爆破抛掷，提升爆破抛掷过程中操作的准确率。同时不断优化爆破抛掷距离，综合分析绳索阻力、空气阻力等爆破抛掷参数，完善爆破抛掷技术方案。继而在水利水电工程建设中，在工程质量标准引导下，落实爆破抛掷技术管理工作，预防爆破期间伴有的质量、安全风险，降低意外事故发生率，增强水利水电工程施工中各项核心技术的控制能力[7]。

5 结语

综上所述，水利水电工程是我国经济建设中的重要工程项目，将爆破抛掷技术应用在该类项目中可有效控制水利水电项目施工成本，优化土建、项目实体爆破流程。但是为确保爆破抛掷技术应用的可靠性，还应持续规范爆破抛掷的基本流程，完善爆破参数，科学选择爆破地点，保障水利水电工程整体建设质量。通过水利水电工程建设中爆破抛掷技术的改进，提升水利水电工程建设水平。