浅谈水利工程施工中的钻孔爆破技术

2022-12-23张春光张雪瑞

治淮 2022年11期

张春光张雪瑞

钻孔爆破技术是水利工程施工中应用较为广泛的技术类型之一，受到施工环境、地质条件以及水文条件等多方面影响，必须根据施工实际情况，规范施工工作流程，严格控制施工技术应用，加强整个施工环节的全面把控，保障钻孔爆破技术的高效应用。

一、钻孔爆破技术概述

钻孔爆破技术主要是指在水下进行隧道施工过程中，采用钻孔、装药、爆破、开挖岩石等一系列流程来进行爆破作业。在爆破作业过程中，施工方要明确爆破施工作业的具体目标和任务类型，施工人员应根据工程现场具体情况设定有效参数，正确应用勘测、爆破设备等，在特定的开挖面和土层合理的位置设置炮孔，选择合适炮孔的种类和爆破材料。

二、钻孔爆破技术的应用原则

（一）运输爆破材料的基本原则

在水利水电工程隧道施工过程中，相较于其他工程材料，爆破材料具有较大的危险性，对其进行运输时都会采用限制运输方式。爆破材料的质量、运输车辆的速度和路线都要在安全可控的范围之内，运输过程中必须要避免急刹车碰撞等问题，遇到特殊天气时还要及时做好运输预防和警示防控工作。爆破材料要根据不同用途、不同性质进行分类存放运输，例如黑火药、雷管等材料在存放时应隔离储存，以防发生碰撞。除此之外，材料运输路径安排也很重要，运输人员要具有较强的专业性、丰富的运输经验，尽量选择车少人少的路线，避免运输过程中的潜在风险。

（二）钻孔爆破安全原则

钻孔爆破时的安全原则涉及施工过程中炸药的药量控制、隧道掘进、钻孔爆破、循环施工装置和卸载方法以及炮孔的布局等五个方面。炸药使用量直接关系隧道钻孔爆破的成功与否，计算时必须要全面结合施工实际情况，如隧道的缝隙、强度、钻孔布置方式、掘进面炮孔数量以及岩层的性质等，再根据所得数据进行综合性计算来确定炸药具体用量。在进行爆破前，要先进行试验，试验有效后再对爆破数量、间距控制等进行计算，制定爆破计划。开展循环施工时，施工人员须按预定计划的工序和流程进行作业，一个昼夜的循环需要保证的作业数为整数，循环时间确定为2 的倍数最佳。开挖的断面大小则可以根据施工现场岩层的稳定情况进行适应性调整，例如：岩层的稳定性较为良好时可以使用多臂钻车搭配短臂挖掘机开展钻孔作业，可以有效提高施工效率，节省施工时间。

三、水利工程施工中的隧道钻孔爆破技术

（一）炮孔的布置

目前，水利工程隧道开挖的方式以钻孔爆破法为主。根据用途的不同，炮孔孔可分为三大类型：掏槽孔、崩落孔以及周边孔。其中，掏槽孔的主要特点是能够形成新的临空面，强化爆破的效果；掏槽孔大多设置于开挖断面的中间位置；根据应用方式的不同分为斜孔掏槽和垂直掏槽。崩落炮孔的主要作用是对槽体体积进行二次扩大，提高爆破量，同时为周边炮眼创造有力的爆破条件；布置过程中能够有效解决间距问题和最小抵抗性问题，最小抵抗线约为炮孔间距的60%～80%，因此大部分崩落炮孔主要分布于掏槽的外围；设置崩落孔时必须要保证炮孔和工作面为垂直状态，且炮孔的深度应处在同一水平。周边孔的主要作用是在爆破施工后，坑道断面能够形成预期的特定形状和具体规格，原则上周边孔要沿着设计轮廓线均匀布置，其中间距和最小抵抗线应比崩落孔小，只有这样才能保证爆破出的形状具有较为完整平顺的轮廓。

炮孔的布置包括分区和布孔。在布置过程中，必须要先对开挖炮孔的分区位置进行合理控制，即合理控制周边孔、崩落孔以及掏槽孔的位置，再确定不同炮孔的具体位置，设定科学的钻爆开挖参数。在进行炮孔布置之前，要选用施工方便的炮孔位置，以有效减少钻孔设备的移动频率；在方向上要根据施工环境岩层层性以及裂隙面的不同进行适应性调整，防止产生卡顿与漏气现象。周边孔的布置必须要靠近轮廓线，同时根据钻孔作业的需求，保持与轮廓线10～20 厘米的距离。有一定角度的周边斜孔，孔的底端对于松软岩层必须要放在设计轮廓线以内，中硬岩层可以放在轮廓线之上，坚硬岩层则必须要略微超出设计轮廓线之外。为了进一步提高爆破的效率和效果，掏槽孔与崩落孔的布置可以加深10%～15%。

（二）炸药用量的确定

除了炮空位置的设置之外，炸药的用量也是决定爆破效果的关键要素。如果炸药用量少，不仅无法有效达成爆破目标，还会存在一定的安全隐患。既浪费了炸药资源，也会给水利水电工程隧道施工埋下不确定因素和风险。如果炸药的使用量较多，虽然能够保证爆破效果，但会导致设计轮廓线外的岩体出现严重问题，对下一步隧洞混凝土衬砌后应力分布产生不良影响，影响隧道的安全稳定。因此，必须要根据施工实际情况，综合考虑钻孔分布特点、爆破裂隙强度以及掩体的硬度等，科学精准设置炸药用量。