船閘工程石方爆破技術(shù)及安全評(píng)價(jià)淺析

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摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水運(yùn)工程在經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了重要的作用。爆破工程進(jìn)程用于的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的船閘工程施工中，萬(wàn)安二線船閘工程下閘首和導(dǎo)墻范圍內(nèi)，遇到石方阻礙工程施工，采用鉆爆法進(jìn)行開挖施工。本文以項(xiàng)目實(shí)例對(duì)爆破中的施工技術(shù)及安全環(huán)境評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，以提高在復(fù)雜水運(yùn)工程施工環(huán)境下進(jìn)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(píng)價(jià)

爆破工程通常都是在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行的,因?yàn)楸频氖┕ぷ鳂I(yè)種類較多、環(huán)境復(fù)雜,所以在施工過(guò)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(guò)程中的破碎物和振沖波可能對(duì)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(guò)程中,應(yīng)該充分的評(píng)估所有的不安全因素,并針對(duì)潛在的不安全因素進(jìn)行預(yù)防措施的分析[1]。

1.工程概況

（1）項(xiàng)目概況。萬(wàn)安樞紐二線船閘工程位于萬(wàn)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(shè)施運(yùn)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(shè)過(guò)程中遇石方阻礙工程進(jìn)度,需要爆破開挖。（2）地質(zhì)。二線船閘南北走向,全長(zhǎng)約180m,項(xiàng)目初期開挖僅部分石方暴露,估算一期圍堰下閘首及導(dǎo)航墻范圍工程爆破方量約15萬(wàn)m3。已暴露的石方得出本工程爆破石方主要為中風(fēng)化及微風(fēng)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(qiáng)風(fēng)化揭露厚度0.5～24.2m,平均為7.11m,中風(fēng)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(xiàng)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?jī)?nèi)有發(fā)電設(shè)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(shè)備距離爆區(qū)域超過(guò)400m；后期基礎(chǔ)開挖過(guò)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(xiàng)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(wàn)kV和2組22萬(wàn)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(chǎng)不同的爆破對(duì)象的具體情況及工程要求,項(xiàng)目分別采用淺眼爆破、深孔臺(tái)階爆破、預(yù)裂爆破及保護(hù)層淺眼爆破。1）主爆破層按巖體高度采用深孔或淺孔松動(dòng)爆破,巖體高度≥5m時(shí)采用深孔松動(dòng)爆破,巖體高度≥1m時(shí)采用淺孔松動(dòng)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(zhǎng)度、填塞質(zhì)量及有效覆蓋的前提下,露天松動(dòng)爆破空氣沖擊波危害可忽略不計(jì)。爆破飛石計(jì)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(yù)裂或光面爆破；3）保護(hù)層采用淺孔松動(dòng)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(shí)采用炮錘二次破碎。

2.2單段裝藥量計(jì)算

周圍建筑物的安全主要受振動(dòng)控制,振動(dòng)控制的影響因素為單段裝藥量,根據(jù)《爆破安全規(guī)程》進(jìn)行爆破振動(dòng)速度v進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)計(jì)算本工程設(shè)計(jì)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(yù)裂孔以外炮孔全采用逐孔起爆網(wǎng)路,預(yù)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(jì)算

露天爆破時(shí),炸藥的能量只會(huì)一部分的轉(zhuǎn)化為空氣的沖擊波,所以,經(jīng)計(jì)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(shí)際施工時(shí)爆破安全半徑確定為300m。

3.危險(xiǎn)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(xiàng)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(gè)爆破作業(yè)過(guò)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(dāng)、管理不善等原因,容易造成安全事故?？茖W(xué)有效的進(jìn)行危險(xiǎn)源分析,進(jìn)行預(yù)防控制可以降低安全事故發(fā)生的概率[2]。

3.1危險(xiǎn)源辨識(shí)

借鑒工程建設(shè)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn),危險(xiǎn)源的辨別方式有很多種,通常有現(xiàn)場(chǎng)觀察、類似項(xiàng)目對(duì)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(xué)和全面[3]。

3.2分析方法

本文采用系統(tǒng)安全分析法對(duì)石方爆破過(guò)程中的危險(xiǎn)源進(jìn)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(cè)可能發(fā)生事故的危害程度→確定危險(xiǎn)等級(jí)→擬定對(duì)策措施。根據(jù)安全技術(shù)規(guī)范要求,安全一般分為4個(gè)等級(jí),即：I級(jí)表示一般不會(huì)發(fā)生安全施工；II級(jí)表示處于一個(gè)臨界狀態(tài),可能會(huì)導(dǎo)致安全事故,也可能不會(huì),但是應(yīng)該采取措施；III級(jí)表示可能對(duì)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(duì)隱患采取措施；IV級(jí)表示極大概率發(fā)生事故,對(duì)于周圍的建筑物或者人員會(huì)產(chǎn)生巨大的損失,造成災(zāi)難性事故,必須消除隱患后才能實(shí)施。

3.3危險(xiǎn)性分析

本項(xiàng)目石方爆破的施工工藝流程為：打孔→裝藥→爆破網(wǎng)絡(luò)連接→疏散→爆破→爆破后檢查。整體上將萬(wàn)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(gè)方面進(jìn)行危險(xiǎn)源分析,即：鉆孔作業(yè)的過(guò)程中、爆破作業(yè)過(guò)程中和爆破后對(duì)爆區(qū)檢查。1）鉆孔作業(yè)過(guò)程中的危險(xiǎn)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(jī)械傷害和觸電等方面的事故,鉆孔作業(yè)施工中的安全評(píng)價(jià)分析見表1。2）爆破作業(yè)過(guò)程中的危險(xiǎn)源分析。爆破作業(yè)過(guò)程中是萬(wàn)安船閘施工最危險(xiǎn)的階段,操作規(guī)范性、管理細(xì)節(jié)等方面在本階段最為重要。針對(duì)爆破作業(yè)過(guò)程單元的安全評(píng)價(jià)見表2。3）爆后對(duì)爆區(qū)檢查的危險(xiǎn)源分析。爆破完成后,必須對(duì)爆區(qū)進(jìn)行檢查,檢查是否存在啞炮,因?yàn)閱∨谠诤罄m(xù)的開挖過(guò)程中容易造成爆炸,對(duì)人員和機(jī)械設(shè)備存在傷害,爆破后對(duì)爆區(qū)檢查的安全評(píng)價(jià)見表3。

4.實(shí)踐效果

萬(wàn)安船閘石方爆破工程已經(jīng)成功進(jìn)行實(shí)施,整個(gè)施工流程完善,交底到位,風(fēng)險(xiǎn)源分析全面。爆破過(guò)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(cè)一切正常,高壓電線未受到影響,整個(gè)爆破過(guò)程符合國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文利用系統(tǒng)安全分析法,對(duì)萬(wàn)安船閘主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中石方爆破的安全作業(yè)危險(xiǎn)因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析,結(jié)合項(xiàng)目所處的環(huán)境和施工方法,對(duì)危險(xiǎn)因素造成的事故后果進(jìn)行詳細(xì)的分析,并提出了可行的預(yù)防措施,有效的預(yù)防事故的發(fā)生。復(fù)雜環(huán)境中的石方爆破工程,不是只有實(shí)施爆破過(guò)程中才有危險(xiǎn)因素,在鉆孔和爆破后都存在,本文進(jìn)行全過(guò)程的分析總結(jié)以供類似項(xiàng)目借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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作者:孫榮 單位:中交四航局第三工程有限公司