船閘工程石方爆破技術(shù)及安全評價淺析

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摘要：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，水運工程在經(jīng)濟中發(fā)揮了重要的作用。爆破工程進程用于的復雜地質(zhì)環(huán)境下的船閘工程施工中，萬安二線船閘工程下閘首和導墻范圍內(nèi)，遇到石方阻礙工程施工，采用鉆爆法進行開挖施工。本文以項目實例對爆破中的施工技術(shù)及安全環(huán)境評價進行研究，以提高在復雜水運工程施工環(huán)境下進行石方爆破作業(yè)的安全可靠性。

關(guān)鍵詞：船閘工程；石方爆破；安全評價

爆破工程通常都是在復雜環(huán)境下進行的,因為爆破的施工作業(yè)種類較多、環(huán)境復雜,所以在施工過程中極易發(fā)生安全事故,充斥著非常多的不安全因素。爆破過程中的破碎物和振沖波可能對周圍的建筑物和施工作業(yè)人員存在安全威脅,所以在施工過程中,應該充分的評估所有的不安全因素,并針對潛在的不安全因素進行預防措施的分析[1]。

1.工程概況

（1）項目概況。萬安樞紐二線船閘工程位于萬安水利樞紐壩址處,位于贛江中游,一線船閘于1995年完成建成,目前各設施運行狀態(tài)良好。二線船閘工程基坑開挖施工主要包括上游引航道、閘首閘室、下游引航道、下游靠船段、泄水涵管、舊壩拆除,在建設過程中遇石方阻礙工程進度,需要爆破開挖。（2）地質(zhì)。二線船閘南北走向,全長約180m,項目初期開挖僅部分石方暴露,估算一期圍堰下閘首及導航墻范圍工程爆破方量約15萬m3。已暴露的石方得出本工程爆破石方主要為中風化及微風化砂巖,普氏f系數(shù)10左右,巖石可爆性較好。根據(jù)鉆孔資料顯示,范圍內(nèi)強風化揭露厚度0.5～24.2m,平均為7.11m,中風化揭露厚度0.8～33.36m。在土壩上下游兩側(cè)的200m范圍內(nèi)分布厚度最大。（3）周圍環(huán)境。爆破區(qū)域東側(cè)為項目部辦公區(qū)、幾間小平房及電站路,距離爆區(qū)分別為93m、150m,小平房距離78m；爆區(qū)西側(cè)一線船閘廠房內(nèi)有發(fā)電設備,距離160m；另西側(cè)還有房屋兩幢,距離爆區(qū)域分別為114m、87m；西側(cè)大壩發(fā)電設備距離爆區(qū)域超過400m；后期基礎開挖過程中,現(xiàn)壩址區(qū)的下方可能也有石方需要爆破,大壩抗震烈度6度,爆體西側(cè)與壩底距離41m；南側(cè)項目部擋水圍堰距離41m；東南方向民房距離200m；爆區(qū)上空50m處有1組11萬kV和2組22萬kV高壓電線。爆破區(qū)周圍環(huán)境示意圖見圖1。

2.石方爆破施工

2.1總體方案

根據(jù)爆區(qū)現(xiàn)場不同的爆破對象的具體情況及工程要求,項目分別采用淺眼爆破、深孔臺階爆破、預裂爆破及保護層淺眼爆破。1）主爆破層按巖體高度采用深孔或淺孔松動爆破,巖體高度≥5m時采用深孔松動爆破,巖體高度≥1m時采用淺孔松動爆破；爆破作業(yè)中,首先考慮的是破碎物和沖擊波影響的安全距離。而在保證裝藥量、填塞長度、填塞質(zhì)量及有效覆蓋的前提下,露天松動爆破空氣沖擊波危害可忽略不計。爆破飛石計算公式如下：式中：Rmax—飛石的最大飛散距離,m；d—炮孔直徑,9cm；2）最終邊坡處采用預裂或光面爆破；3）保護層采用淺孔松動爆破,孔底加20cm柔性墊層；4）爆破產(chǎn)生的大塊巖石及爆體高度低于1m時采用炮錘二次破碎。

2.2單段裝藥量計算

周圍建筑物的安全主要受振動控制,振動控制的影響因素為單段裝藥量,根據(jù)《爆破安全規(guī)程》進行爆破振動速度v進行計算。根據(jù)計算本工程設計在距離大壩60m范圍外的爆體單響最大藥量控制在50kg內(nèi),預裂孔以外炮孔全采用逐孔起爆網(wǎng)路,預裂孔不大于8孔一響。距離大壩及上游圍堰60m范圍內(nèi)的爆體單響最大藥量控制在20kg內(nèi)。

2.3沖擊安全計算

露天爆破時,炸藥的能量只會一部分的轉(zhuǎn)化為空氣的沖擊波,所以,經(jīng)計算：Rmax＝141.7m根據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定,淺孔爆破的安全半徑不得少于300m,實際施工時爆破安全半徑確定為300m。

3.危險源及有害因素分析

本工程在爆破區(qū)周圍存在11處建筑物或者施工作業(yè)區(qū)域,項目部、小平房、壩底、擋水圍堰和高壓電線等均在100m范圍內(nèi),整個爆破作業(yè)過程中最容易造成此區(qū)域內(nèi)的建筑物和人員受到傷害。尤其是操作不當、管理不善等原因,容易造成安全事故。科學有效的進行危險源分析,進行預防控制可以降低安全事故發(fā)生的概率[2]。

3.1危險源辨識

借鑒工程建設行業(yè)的經(jīng)驗,危險源的辨別方式有很多種,通常有現(xiàn)場觀察、類似項目對比、系統(tǒng)安全分析等方法,其中系統(tǒng)安全分析法較為科學和全面[3]。

3.2分析方法

本文采用系統(tǒng)安全分析法對石方爆破過程中的危險源進行宏觀的概括分析,分析的方法步驟為：系統(tǒng)工程內(nèi)容→分析有害因素觸發(fā)事件→推測可能發(fā)生事故的危害程度→確定危險等級→擬定對策措施。根據(jù)安全技術(shù)規(guī)范要求,安全一般分為4個等級,即：I級表示一般不會發(fā)生安全施工；II級表示處于一個臨界狀態(tài),可能會導致安全事故,也可能不會,但是應該采取措施；III級表示可能對施工人員和周圍產(chǎn)生影響,能夠發(fā)生安全事故,需要針對隱患采取措施；IV級表示極大概率發(fā)生事故,對于周圍的建筑物或者人員會產(chǎn)生巨大的損失,造成災難性事故,必須消除隱患后才能實施。

3.3危險性分析

本項目石方爆破的施工工藝流程為：打孔→裝藥→爆破網(wǎng)絡連接→疏散→爆破→爆破后檢查。整體上將萬安船閘工程石方爆破作業(yè)程序劃分為事前、事中和事后三個方面進行危險源分析,即：鉆孔作業(yè)的過程中、爆破作業(yè)過程中和爆破后對爆區(qū)檢查。1）鉆孔作業(yè)過程中的危險源分析。在鉆孔的作業(yè)施工中,主要的危害因素主要還是機械傷害和觸電等方面的事故,鉆孔作業(yè)施工中的安全評價分析見表1。2）爆破作業(yè)過程中的危險源分析。爆破作業(yè)過程中是萬安船閘施工最危險的階段,操作規(guī)范性、管理細節(jié)等方面在本階段最為重要。針對爆破作業(yè)過程單元的安全評價見表2。3）爆后對爆區(qū)檢查的危險源分析。爆破完成后,必須對爆區(qū)進行檢查,檢查是否存在啞炮,因為啞炮在后續(xù)的開挖過程中容易造成爆炸,對人員和機械設備存在傷害,爆破后對爆區(qū)檢查的安全評價見表3。

4.實踐效果

萬安船閘石方爆破工程已經(jīng)成功進行實施,整個施工流程完善,交底到位,風險源分析全面。爆破過程中未出現(xiàn)啞炮,沒有出現(xiàn)建筑物毀損事故,未出現(xiàn)人員傷亡事故,大壩和擋水圍堰監(jiān)測一切正常,高壓電線未受到影響,整個爆破過程符合國家的安全標準。

5.結(jié)束語

本文利用系統(tǒng)安全分析法,對萬安船閘主體結(jié)構(gòu)施工過程中石方爆破的安全作業(yè)危險因素進行了詳細的分析,結(jié)合項目所處的環(huán)境和施工方法,對危險因素造成的事故后果進行詳細的分析,并提出了可行的預防措施,有效的預防事故的發(fā)生。復雜環(huán)境中的石方爆破工程,不是只有實施爆破過程中才有危險因素,在鉆孔和爆破后都存在,本文進行全過程的分析總結(jié)以供類似項目借鑒。

參考文獻：

[1]顧毅成.爆破工程施工與安全[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2003:283-284．

[2]張云鵬,于亞倫.爆破工程安全評價初探[J].工程爆破,2004,10(04):81-84．

[3]高建成.石方爆破施工方法簡介[J].山西建筑,2005,31(18):129-130．

作者:孫榮 單位:中交四航局第三工程有限公司