【摘要】水利水電工程施工過程中，受施工現(xiàn)場條件的限制，需要運用到隧洞鉆孔爆破技術(shù)。隧洞鉆孔爆破技術(shù)水平對水利水電工程質(zhì)量、施工安全、建設(shè)成本等有著重大的影響，因此，需要加強隧洞鉆孔爆破技術(shù)研究，提高其應(yīng)用水平。論文針對水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)的種類和應(yīng)用管理流程，提出了相關(guān)的應(yīng)用策略，為水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用等提供有益借鑒。
【關(guān)鍵詞】水利水電工程；隧洞鉆孔；爆破技術(shù)
1引言
隨著水利水電工程數(shù)量的增加，其面臨的施工環(huán)境也日趨復(fù)雜，人們對隧洞鉆孔爆破技術(shù)的要求也在不斷提升。在實際工程中，應(yīng)結(jié)合工程的實際情況，提升這一技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計的合理性，強化其應(yīng)用過程的規(guī)范性，在達到預(yù)期效果的基礎(chǔ)之上，保證各施工安全[1]。因此，應(yīng)加強研究，提升鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用能力，為水利水電工程施工提供強大的技術(shù)保障。
2水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)
2.1技術(shù)介紹
水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)根據(jù)“孔”的差異而體現(xiàn)一定的差異，具體包括輔助孔爆破技術(shù)、掏槽孔爆破技術(shù)、周邊孔爆破技術(shù)[2]。每個爆破孔作用各有不同，繪制不同炮孔作用效應(yīng)組合圖，如圖1所示。在采取鉆爆方法挖掘隧洞鉆面時，施工人員必須嚴格按照相關(guān)的圖紙、數(shù)據(jù)、標準等規(guī)范化操作，保證爆破孔布局科學(xué)、數(shù)量合理、便于實施，與此同時，還要做好相關(guān)方面的安全保護工作和應(yīng)急處理措施�？傮w而言，在有關(guān)方面工作開展時，應(yīng)加強技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用管理等方面的投入。
2.2技術(shù)應(yīng)用管理流程
在實踐過程中，對于水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)的應(yīng)用管理工作，應(yīng)做到與時俱進，實現(xiàn)管理的系統(tǒng)化，從而強化相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用效果，積累經(jīng)驗[3]。具體操作時，可以設(shè)置“事前—事中—事后”的技術(shù)應(yīng)用管理路徑。“事前”是對工程具體情況詳細了解，針對性選擇技術(shù)，并制訂相應(yīng)的方案，在這一環(huán)節(jié)，應(yīng)考慮安全、質(zhì)量、可行性、成本投入等情況，并做好準備工作，包括相應(yīng)的材料、設(shè)備、人員、防護措施等。“事中”則是嚴格按照相關(guān)要求進行操作，實施爆破，在這一環(huán)節(jié)必須加強監(jiān)督，保證流程、操作等合規(guī)，并及時處理一些突發(fā)情況。“事后”是對爆破效果進行檢查，分析其是否達標，總結(jié)經(jīng)驗和不足。
3隧洞鉆孔爆破技術(shù)的實踐應(yīng)用策略
在水利水電工程施工中，隧洞鉆孔爆破技術(shù)實踐應(yīng)注重孔位布置、測量與用藥、事故預(yù)防及處理措施。其詳細情況如下。
3.1孔位布置
炮孔布置主要包括區(qū)域確定和布孔2方面工作。在具體布置過程中，需要考慮對后期施工的影響，盡量減少炮孔移動次數(shù)和頻率。與此同時，炮孔放線和巖層的層里應(yīng)相互垂直，保證布置方式與輪廓圖一致。其中，掏槽孔最后布設(shè)，應(yīng)合理控制其深度，具體應(yīng)大于崩落孔深度的15%左右。在開展鉆爆工作時，施工人員應(yīng)詳細了解超前鉆探情況、圍巖完整程度、軟硬度等相關(guān)內(nèi)容，從而合理選擇開挖模式，保證爆破具有可行性和針對性，高效利用炮孔[4]。對于斷面開挖方法選擇時，應(yīng)準確確定隧洞出口位置的圍巖級別，同時對掏槽眼、輔助眼、周邊眼、底板眼等的數(shù)量、位置、深度等應(yīng)加強管控，并合理進行爆破器材選擇，按照要求準確填裝藥量，保證裝藥結(jié)構(gòu)、起爆的方法和順序合理。例如，Ⅲ級圍巖在全斷面開挖炮孔設(shè)計時，周邊孔間距可以設(shè)置為40.0cm，外插腳為2°~3°，輔助孔間距最大不超過120.0cm，最小不小于80.0cm，并布置多排楔形掏槽。
3.2測量與用藥
用藥量設(shè)計是隧洞鉆孔爆破技術(shù)實踐開展中的重要部分，應(yīng)在達到相關(guān)要求的前提下，盡量節(jié)約用藥成本，增加安全性。通常情況下，一些普通隧洞在使用鉆孔爆破技術(shù)時，采用類比分析和經(jīng)驗公式方法進行炮孔數(shù)量和間距計算，并基于此準確界定藥量和開挖深度。與此同時，還需要結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況進行適當調(diào)整理論計算結(jié)果，增強其合理性。常用的用藥量計算公式如式（1）所示：Q=qV=qLSn（1）式中，Q為施工過程中隧洞鉆孔爆破不同排的炮尺裝藥量；q為施工時使用的藥量；V為巖石爆破時的進尺體積；L為鉆孔深度；S為工程施工斷面開挖總面積；n為炮孔有效使用率。根據(jù)式（1）可以計量施工時每排炮進尺裝藥總量，基于此準備炸藥藥量。除此以外，爆破過程中將會產(chǎn)生較大的振動力，改變隧洞巖體結(jié)構(gòu)，使之發(fā)生松動的問題。因此，相關(guān)人員應(yīng)計算松動圈半徑，將其作為最小抵抗線，并合理控制藥量和炮孔間距的關(guān)系。有關(guān)松動圈半徑計算公式如式（2）所示：RP=νρst1-ν1aγb（2）式中，R為松動圈半徑；P為應(yīng)力波初始徑向應(yīng)力；a為應(yīng)力波衰減的數(shù)值；ρ為炸藥密度；st為巖體的抗拉強度；γb為炮孔的半徑大�。�ν為泊松比。根據(jù)式（2）的可以計算得出炮孔間距。但是，對于炮孔方向應(yīng)與最小抵抗線相分離，不可位于同一方向，具體操作時，可以使炮孔傾斜，與最小抵抗線之間形成45°~75°的夾角。除此以外，為了保證工程隧洞鉆爆時巖體破裂發(fā)育較好，盡量減少巖石破碎和拋擲問題，必須合理計算炮孔內(nèi)部炸藥量，具體公式如式（3）所示：D=etglwnc/1+nc2姨（3）式中，D為施工時炮孔實際使用炸藥的數(shù)量；e為換算系數(shù)；t為炮孔裝填系數(shù)；g為炮孔被堵塞的系數(shù)；l為炮孔深度；w為最小抵抗線；nc為炮孔深度對炸藥裝填量影響系數(shù)。根據(jù)式（3）可以計算每個炮孔實際使用炸藥的數(shù)量。
3.3事故預(yù)防及處理措施
水利水電工程隧洞鉆爆過程中，因鉆爆引發(fā)的塌方事故較為常見，應(yīng)對其加強預(yù)防和處理。詳細措施如下：（1）在施工之前，對于鉆爆可能出現(xiàn)的塌方概率、部位、程度等進行分析和預(yù)測，作為預(yù)防措施和應(yīng)急措施制定的依據(jù)。具體操作時，可以使用Revit軟件、Project軟件，按照工程的實際情況輸入?yún)?shù)，形成3D模型，模擬分析塌方問題。（2）在施工過程中，施工人員應(yīng)對炮孔布置時的鉆桿垂度詳細了解，保證鉆頭在孔內(nèi)升降速度合理，規(guī)避因鉆漿沖刷孔壁或者負壓導(dǎo)致的孔壁塌方問題。除此以外，在鉆進成孔作業(yè)時，應(yīng)對地層、孔深的變化情況詳細掌控，及時進行鉆進參數(shù)調(diào)整，并及時清除雜物、鉆渣。（3）組建事故應(yīng)急處理小組，能夠及時對突發(fā)事故進行處理，避免事態(tài)擴大化。事故應(yīng)急處理小組應(yīng)包括搶險救災(zāi)小組、技術(shù)專家組、物資供應(yīng)小組、醫(yī)療救護小組、后勤保障組等，做到各司其職，協(xié)同開展相關(guān)工作。
4水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用的保障措施
水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用過程中，為了保證相關(guān)技術(shù)應(yīng)用做到優(yōu)質(zhì)高效，并減小問題發(fā)生率，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保障措施。
4.1加強技術(shù)應(yīng)用之前的勘探
在鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用之前，應(yīng)加強勘查投入，為技術(shù)方案制訂與實施提供依據(jù)，從而盡量減少外界環(huán)境對技術(shù)應(yīng)用的影響。具體操作時，應(yīng)對整個工程項目所在的施工環(huán)境進行勘查，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖層結(jié)構(gòu)、地下水情況、巖層穩(wěn)定性、抗震能力、組成元素、周圍環(huán)境等，獲取相關(guān)方案制訂的材料和數(shù)據(jù)，尤其是孔的位置及附近的勘查工作，必須做到細化，為孔的計算、炸藥充填等工作開展提供支持，將理論與實踐結(jié)合在一起，提升其合理性。例如，工程周圍存在其他建筑，且?guī)r體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，為了防止爆破實施后，導(dǎo)致巖石滑落，而損害周圍建筑，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的防護網(wǎng)、防護欄。
4.2提高施工人員的專業(yè)素質(zhì)和責任意識
鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用時，相關(guān)人員的專業(yè)水平和責任意識對整個工作的質(zhì)量和安全影響較大，應(yīng)提升施工人員的專業(yè)水平和責任感。為了實現(xiàn)這一目標，要選擇有工作經(jīng)驗的人員，負責針對性的工作。與此同時，還要加強就注意事項、關(guān)鍵技術(shù)、圖紙講解等專業(yè)知識的培訓(xùn)工作，使每一個工作人員皆能詳細了解工程要求，提升操作能力。此外，還要增強每個工作人員的責任意識，建立針對性的責任管理機制，減小問題發(fā)生率。例如，在安全管理方面的責任機制，應(yīng)加強對施工人員安全自救方面的培訓(xùn)，使其掌握相關(guān)事故發(fā)生之后如何逃生，并有效使用相應(yīng)的安全設(shè)備和設(shè)施，嚴格按照要求穿戴安全帽、防護衣等。作為施工管理單位，可以有效利用相應(yīng)的視頻監(jiān)控技術(shù)、自動報警裝置、自動檢測系統(tǒng)等，實時了解隧洞現(xiàn)狀，做到及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題，避免問題擴大化。
4.3保證相關(guān)材料和設(shè)備的質(zhì)量合規(guī)
為了保證鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，減小問題發(fā)生率，在相關(guān)工作開展之前，應(yīng)對相關(guān)材料、設(shè)備的質(zhì)量嚴格管控，做好檢查工作，保證其性能良好符合相關(guān)施工要求。例如，在施工之前，對所使用的炸藥進行質(zhì)量檢測，保證其與設(shè)計相符，對于鉆孔使用的設(shè)備進行性能測試，保證其狀態(tài)良好。除此以外，對于一些安全防護設(shè)備和設(shè)施，應(yīng)急設(shè)備和設(shè)施，皆要進行檢查，保證其能夠有效投入使用。
4.4使用新技術(shù)強化設(shè)計效果
本文認為，在水利水電工程施工隧洞鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)加強新技術(shù)的使用，強化方案設(shè)計合理性。如BIM技術(shù)的應(yīng)用，通過BIM技術(shù)對整個工程進行建模，然后，通過模型分析其在爆破方面的需求，在模型上布置相應(yīng)的孔位、深度、間距等。與此同時，還可以借助模型對事故影響進行分析，包括影響范圍、影響程度等，從而為相關(guān)措施的制定提供依據(jù)。在工程實踐中，還要加強新技術(shù)的創(chuàng)新研究，建立針對性的應(yīng)用模型，設(shè)計智能化的服務(wù)系統(tǒng)，強化應(yīng)用效果。
5結(jié)語
綜上所述，水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)應(yīng)用工作開展時，必須加強對技術(shù)方案設(shè)計與實施管理，強化技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和效果，降低施工成本，保證施工安全，減小問題發(fā)生率。此外，還要提高施工人員的專業(yè)素質(zhì)和責任意識、保證相關(guān)材料和設(shè)備的質(zhì)量合規(guī)、使用新技術(shù)強化設(shè)計效果，保證爆破技術(shù)應(yīng)用優(yōu)質(zhì)、安全、可靠。
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