摘 要：位于下游干流上某水电站是一座低水头径流式电站，厂房为河床式，为了提高机发 电效益，本文结合了在某电厂用爆破法疏挖尾水河床的成功实例，利用钻孔爆破法对水下爆破进行施工，分别介绍了在该工程中进行水下爆破施工的施工工艺流程、爆破参数的设计以 及水下爆破安全校核方面的内容，可供类似爆破工程借鉴。结果表明，爆破后，岩石破碎块 度理想，水下清渣顺利，对闸门及周围建筑物无影响。

关键词：尾水河床；水下控制爆破；浅孔爆破

abstract:
there is a low-head runoff electric station at lower reaches of principal river and the workshop is the style of riverbed. a successful example of dredging tail water riverbed with the blasting technology in an electric power plant is introduced with the measure of drilling dynamite for enhancing dynamoelectric benefit in the paper. the construction process flow, detonating parametric design and the security issues of the underwater demolition are discussed in detail and it will give light to the similar project. the results indicate that the lumpiness of rock breaking is ideal and it is favoring to clear up dreg without influence on strobe and the surrounding building.

keywords：the tail water riverbed；underwater controlling demolition；shallow-hole blasting

1. 引言
本文从位于下游干流上某水电站是一座低水头径流式电站，厂房为河床式，设计装机容
量 3×1.8 万 kw，汛期电站存在大坝溢流问题， 运行表明，厂房尾水位高于设计原尾水位， 严重影响机组出力和发电效益，经分析论证，拟进行尾水渠疏挖改造。Www.11665.COm
工程项目和工作范围：本次疏挖工程由两部分组成：拆除尾水渠右侧部分砼导墙，该 导墙长约 45m，墙顶高程▽52.0 m，厚 1.5 m，分上下两段，每段长约 22.5m，拆除伸缩缝 下游侧的一段，拆至高程▽45.0m；疏挖导墙内渠底和导墙下游约 100 m 范围内的河床，从 上至下疏挖宽度为 45～70 m，疏挖后底高程约为▽43.0～▽42.5 m，但不高于▽43.0 m。该 段疏挖河床大部为板岩，部分为砂卵石。
爆破和疏挖工程施工要求：本工程施工过程中，由于正直电厂 2#机组大修，机组流道 中没有充水，因此，设计中应考虑水下爆破施工可能对机组检修闸门造成的影响。施工中提 高爆破效率，降低爆破震动和飞石对附近建筑物的破坏影响，是影响工程施工进度和安全的 关键所在。
2. 水下爆破施工
根据信息论的观点，根据以往类似工程经验和投入工程水下钻爆机械设备力量综合考 虑，对水下爆破选用钻孔爆破法施工。其施工工艺流程如下：
爆破设计→锚定钻孔作业平台→移机就位→确定孔深→套管护孔→钻孔→成孔冲洗→
测量验孔→装药→连线→平台撤离→起爆信号→起爆、震动监测→爆破效果检查→解除警戒
[1]。
施工中的几项主要技术措施分述如下： 钻孔作业平台设计
制作浮箱式简易起升钻爆作业平台船(16 ｍ×6 ｍ)。作业平台采用钢体浮箱结构，两浮 箱间距 5 ｍ。浮箱内径 φ1 100 ｍｍ，单长 12 ｍ，扣除浮箱、平台钢结构自重，浮力约为
15ｔ。通过槽钢、工字钢将两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体[2]。潜孔钻钻机由脚手 架钢管铰接固定在平台上，组成钻机作业平台。浮箱两侧各向外伸出 0.5 ｍ，另外焊接两个 小平台，可供 4 台 kq-100 型潜孔钻机工作之用。为加快钻机就位速度，钻机平台可沿槽钢 轨道滑动移位(图 1)。
 
图 1 水上钻孔平台 (m)
fig.1 drilling bed on the water
测量定位后，采用 8 只铁锚及 100 ｍ以上的锚绳，由机动小驳船牵引到达爆破区域后，
依靠船上人工收缩锚绳配合准确就位。
利用 5ｔ手拉葫芦人工控制将 4 根立柱(φ240ｍｍ)沉入河底，使钻孔平台升起基本脱离 水面，此时整个钻孔平台上的荷载完全支承在 4 根钢管立柱上。钻孔施工时，不会受到波浪 起伏的影响，保证成孔质量。钻孔平台移位时，先收回立柱，使钻孔平台浮在水面上，此时 通过拉动锚绳将平台移到下一钻孔位置施工(图 2)。
 
图 2 水下钻孔平台(m)
fig.2 drilling bed under water
钻孔设备及爆破器材的选择
（1）钻孔设备的选型
由于水下钻孔爆破，加之水面上的限制，选用 kq-100 潜孔钻机钻孔，孔径 φ90 ｍｍ。
（2）钻孔附属机构
水下爆破条件采用垂直钻孔作业。钻孔机具选用 kq -100 型潜孔钻，，药卷为 φ70 ｍｍ， 炸药选用抗水性能良好的乳化炸药。为保证钻孔后的装药和清孔，在钻孔之前，先将 1 根下 端带有环形(钻径 φ117 ｍｍ)的中空套管钻透覆盖层(淤泥层)，并钻入基岩一定深度，然后 在套管中下钻杆，在基岩中进行钻孔。为确保开挖达到设计深度，钻孔应有一定的超钻深度， 超钻深度取 1. 0～1.5 ｍ，即实际钻孔深度为 1.5 m～4.5 m。
（3）爆破器材的品种选取。
选用具有防水性能良好的乳化炸药，装入 φ80ｍｍpvc 管中。非电雷管用“双高”雷管。 起爆网络采用孔内高段位、孔外低段位毫秒微差复式起爆网络，以确保传爆的准确性。为确 保安全，用粗砂将炮孔堵满，防止冲炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖，砂袋系一浮球露 出水面，其作用:①作为爆破孔位标记，便于集中装药；②装药后便于连接导爆管脚线没， 形成起爆网络。

（4）导爆管的放置。 在水中放置浮胎，使其固定地飘浮在水面上，将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上，
按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来，为了不使传爆雷管将 其他导爆管炸断造成拒爆现象，连接时应将雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎紧，不能 浮在水面随波漂移[3]。
爆破区域的划分
爆破的分区是根据施工工艺和安全的角度等进行考虑的,共分五个大区，每个大区又从
左至右均分为四个小区，共计 20 个爆区。 布孔方式和孔网参数[4] 水下炮孔布置原则上越简单越好。介于本工程水下爆破为中深孔开挖，采用矩形钻孔排 列方式，由于孔深相差较大，故不同的部位孔网参数也相应发生改变，即孔距 1.5 m～3.0 ｍ， 排距 1.0 m～2.5 ｍ，最小抵抗线为 1.0 m～3.0 ｍ。
装药量计算 炸药单耗采用广泛使用的瑞典设计方法
q  q1  q2  q3  q4
式中，q1—基本炸药单耗，是一般陆地梯段爆破的 2 倍；q2—爆区上方水压增量，q2=0.01h2； h2—水深，m；q3—爆区上方覆盖层增量，q3=0.02 h3；h3—覆盖层（淤泥或土、砂）厚度， m；q4—岩石膨胀量，q4=0.03 h；h—梯段高度，m。
为计算炸药单耗，以炮孔直径 φ90 mm，孔深 3.0 m，水深 5 m，垂直孔，药卷直径 φ70
mm 为例计算。
一般的梯段爆破炸药单耗为 0.45 kg/m3，则
q1=0.9+0.1=1.0 kg/m3，则
q=1.0+0.01×5+0.02×1+0.03×3=1.16 kg/m3
辅助眼的装药量为 4 kg，装药长度为 2 m。
 
图 3 装药结构图
fig.3 the structure picture of filling dynamite
起爆网络设计
采用电雷管起爆法起爆。即用导爆管并串联网络，采用 1 段非电雷管将各个炮孔内雷管 连接起来，为确保每个孔的准爆，每孔装 4 发非电雷管，实现交叉复式爆破网络，见图 4。
 
图 4 爆破网络图
fig.4 the mesh picture of dynamiting
表 1 爆破参数表
list.1 the parameter of dynamiting
 
3. 水下爆破安全校核
水下爆破所产生的危害表现为爆破地震效应、水中冲击波效应、空气冲击波效应和水面 波浪效应[5]。个别飞石和空气冲击波的安全校核计算如下。
一般爆破飞石安全距离计算
ｒ=20ｎ2ｗ，ｍ
式中，n—爆破作用指数；w—最小抵抗线，ｍ；r—飞石距离，ｍ。该工程ｎ=0.75，w=3.0，
则 r=33.75 ｍ。爆区离 2#机组闸门的最近距离为 27 m，因是水下爆破，考虑到水的因素， 飞石不会对此有影响。
爆破振动速度计算[6]
v=k(q1/3/r)α，cm/s 式中，v—介质质点振动速度，cm/s；q—装药量(齐发爆破的总药量；毫秒微差爆破或秒差 爆破时取最大一段装药量)，kg；r—爆源至被保护物的距离，m；k—与介质性质、爆破方 式等因素有关的系数；α—与传播途径和地质地形等因素有关的指数。经计算所得:ｑ=50 kg； 根据相关工程类比取 k=25.3；α=1.5，爆破震动在距爆区 30 m 处的振速为 1.08 cm/s。满足
《爆破安全规程》要求。 水中冲击波
具体实施爆破时可参照下表 1。
表 2 水中冲击波安全距离（m）
list.2 the safety distance of shock-wave in the water
 
涌浪
由于离闸门 5 m 的半径范围需构筑一安全防护帘，用数个直径为 75 mm 的钢管，间距
为 1 m 在此范围内均匀固定在基岩上，再用荆芭和草帘从下到上固定在所形成的钢管上，以 此保护闸门。对其它需要保护的也采取相关的措施。
4. 爆破效果
爆破后，岩石破碎块度理想，水下清渣顺利；经检验，对闸门及周围建筑物无影响。

 
参考文献
[1] 刘殿中,杨仕春.工程爆破实用手册(第 2 版)[m].北京:冶金工业出版社,2003：50-63.
[2] 王延武,刘清泉,杨永琦等.地面与地下工程控制爆破[m].北京:煤炭工业出版社,1990：30-46.
[3] 汪旭光,于亚伦,刘殿中.爆破安全规程实施手册[m].北京:人民交通出版社,2004：71-89.
[4] 胡国忠,王宏图,刘菊梅.结构物拆除爆破的安全分析及防护方法[j].爆破器材 2005：34-32.
[5] 王德胜，龚敏.露天矿山台阶中深孔爆破开采技术[m]. 北京：冶金工业出版社，2007：44-65.
[6] 汪旭光，于亚伦，刘殿中等. 爆破安全规程实施手册[m].北京：人民交通出版社.2004：59-74.
[7]免费论文网