某核電廠(chǎng)循環(huán)水泵房底板保護層的爆破開(kāi)挖

第17卷第3期工程爆破Vol. 17, No. 32011年9月ENGINEERING BLASTINGSeptember 2011文章編號: 1006-7051(2011}03-0029-04某核電廠(chǎng)循環(huán)水泵房底板保護層的爆破開(kāi)挖黃衛兵(中電投電力工程有限公司，上海200233)摘要: 利用毫秒延時(shí)爆破技術(shù)在某核電廠(chǎng)循環(huán)水泵房底板保護層實(shí)施多排孔孔聞延時(shí)爆破。對爆破參敷.裝藥結構、裝藥量、布孔方式及爆破網(wǎng)路進(jìn)行了設計,并校核了爆破振動(dòng)安全。通過(guò)對現場(chǎng)的爆破效果進(jìn)行分析表明,毫秒延時(shí)爆破技術(shù)應用于水工建筑物底板保護層的開(kāi)挖可取得良好的爆破效果，它對施工環(huán)境復雜、規模受限爆破振動(dòng)等有害效應以及爆破質(zhì)量控制嚴格的爆破工程,具有很好的實(shí)關(guān)鍵詞:毫秒延時(shí)爆破;水工建筑物:底板保護層;爆破設計;爆破振動(dòng)中圖分類(lèi)號: TD235.4文獻標識碼: ABLASTING EXCAVATION OF BOTTOM PLATE PROTECTIVELAYER OF THE CIRCULATING WATER PUMP HOUSE INA NUCLEAR POWER PLANTHUANG Wei-bing(CPI Power Engineering Co. Ltd., Shanghai 200233，China)ABSTRACT: For blasting bottom plate protective layer of the circulating water pump house in a nuclearpower plant, delay blasting among the multi-row holes was applied by using millisecond delay blastingtechnique. Blasting parameters, charge structure, charge quantity, bore-holes layout mode and blastingnetwork were designed. The blasting effect analysis in the filed showed that good effect was achieved by u-sing millisecond delay blasting technique to excavate bottom plate protective layer of hydraulic buildings.The technique has good practicability for blasting projects whose construction environments are complex,blasting sizes are restricted, blasting vi bration and blasting quality are strictly controlled.KEY WORDS: Millisecond delay blasting; Hydraulic building; Bottom plate protective layer; Blasting de-sign; Blasting vibration受限爆破開(kāi)挖有害效應和爆破質(zhì)量控制嚴格等問(wèn)1引言題集中的爆破工程中,還值得交流探討。鑒于此,筆毫秒延時(shí)爆破是指相鄰炮孔或排間以及深孔內者將此爆破技術(shù)應用于某核電廠(chǎng)循環(huán)水泵房底板保以毫秒級的時(shí)間間隔循序起爆的一種爆破技術(shù),多護層開(kāi)挖施工中,取得了良好的爆破效果。應用于工期長(cháng)、規模大、施工人數多的礦山開(kāi)采、鐵.2工程概況路和公路土石方開(kāi)挖等工程。然而如何利用毫秒延時(shí)爆破技術(shù)的特點(diǎn),將其應用于施工環(huán)境復雜、規模2.1 工程現狀該工程位于某核電廠(chǎng)一期工程循環(huán)水泵房施工區域,循環(huán)水夏房包括泵房區_前油區和進(jìn)水流道區收稿日期: 2010-08-27中國煤化]作者簡(jiǎn)介:黃衛兵,助理工程師,主要從事爆破隧道和核電施三個(gè)區域。{=保護層, 設計工管理工作。標高-13.8~YH. CNMH Go00m. 爆破工_程爆破環(huán)境復雜,距爆區東側最近的核設備組裝廠(chǎng)房約爆 破施工也容易,因此設計鉆孔方向平行臺階面按25m,內有正在組裝的CA01模塊，該模塊由特種鋼90°設計,這樣的鉆孔方向抵抗線(xiàn)分布均勻。但當臺板材焊接而成;西側19m為除鹽水車(chē)間廠(chǎng)房,為混階坡面形態(tài)不規則時(shí)要注意抵抗線(xiàn)的變化，否則將凝土框架結構;北側為swS和CwS管廊大體積混對爆破效果產(chǎn)生直接影響甚至產(chǎn)生爆破飛石,要根凝土施工區域約21m.基巖為中生代早白堊世某群據實(shí)際情況進(jìn)行修正.水南組kls地層,以粉砂巖和細砂巖為主,以互層、(2)臺階高度和超深。臺階高度為保護層厚度夾層、夾薄層等形式沉淀而成,有少量的原生裂隙，H=2m,因為是保護層爆破不考慮超深,炮孔深度巖石堅固性系數f=10~12。根據該工程三級進(jìn)度L= H+h=2m.計劃的要求，前池區底板保護層爆破絕對工期為(3)最小抵抗線(xiàn)W取1.0m;按大孔距小排距的8d,工期緊張、施工任務(wù)比較繁重。原則選取炮孔間距和排距。炮孔間距a取1. 5m;炮2.2爆破設計 原則和要求孔密集系數按經(jīng)驗取m=1.5,則W=b=a/m=保護層的厚度由設計確定為2m,通過(guò)前期的爆1m.破經(jīng)驗,結合勘探和設計單位的意見(jiàn),最終確定前池(4)炸藥單耗。由于爆區以粉砂巖和細砂巖為區底板保護層爆破的設計原則和目標為:主,以互層、夾層、夾薄層等形式沉淀而成,有少量的(1)保護層開(kāi)挖應采用淺孔、密孔、少藥量的分原生裂隙,巖石堅固性系數f=10~12,炸藥是直徑段控制爆破。38mm的巖石乳化炸藥,按照以前的施工經(jīng)驗,在松(2)大體積混凝土爆破振動(dòng)控制必須符合{水工動(dòng)爆破條件下,抵抗線(xiàn)在1.0~1. 2m的情況下,炸建筑物巖石基礎開(kāi)挖工程施工技術(shù)規范》(DL/藥單耗的范圍基本為0.3~0.5 kg/m,取q=T5389- 2007)的要求:當混凝土齡期為初凝~3、0.4kg/m2。3~7、7~28d時(shí),其安全允許振速分別為2. 0~3.0、3.2 裝藥結構與裝藥量3.0~7.0、7.0~12.0 cm/s.核安全級設備CA01(1)裝藥結構。當采用炮孔底柔性材料裝藥結模塊的振動(dòng)要求要滿(mǎn)足設備廠(chǎng)家提供的技術(shù)規格書(shū)構時(shí),炮孔內炸藥爆炸后所產(chǎn)生的沖擊波和爆炸氣要求,安全允許振速≤1.1cm/s,除鹽水廠(chǎng)房安全允體作用于孔壁產(chǎn)生徑向、環(huán)狀裂隙的同時(shí),通過(guò)柔性許振速為4. 2~5. 0cm/s.墊層的可壓縮性及對沖擊波的阻滯作用,大大減小(3)爆破不得損害巖體的完整性,必須滿(mǎn)足《電了對炮孔底部的沖擊壓力,減小了對炮孔底部巖石力建設施工質(zhì)量驗收及評定規程》(DL/T5210.1-的破壞”。為保護底板質(zhì)量,根據現場(chǎng)的鉆孔直徑2005)的驗收要求,即無(wú)松動(dòng)巖塊、無(wú)明顯爆破裂隙。和 提供的炸藥直徑,前6排采用炮孔底部柔性材料(4)爆破后的石方90%粒徑要小于30cm,以滿(mǎn)(鋸末)不耦合的裝藥結構,如圖1所示。為保證爆足1#常規島回填的要求。破效果,從7排起采用炮孔底部柔性材料(鋸末)密(5)開(kāi)工日期既定,但絕對工期要控制在8d,以實(shí)加強裝藥結構,裝藥結構如圖2所示。底部柔性不影響9d后1#核島首次澆注混凝土(FCD)儀式。材料為0. 05m厚鋸末。3爆破方案與參數設計鍋末導爆管雷訾炸藥填塞物核電施工現場(chǎng)爆破環(huán)境復雜,因此在控制爆破振動(dòng)、飛石、噪聲、氣浪、粉塵等方面均有嚴格的要求。此外根據爆破技術(shù)和安全管理的要求,以循環(huán)圈1不耦合裝 藥結構水泵房基礎負挖施工圖紙和現場(chǎng)周邊環(huán)境出發(fā),從Fig. 1 Non- coupling charge structure控制爆破規模人手將整個(gè)爆破區域劃分為10個(gè)小(2)裝藥量的計算。單孔不耦合裝藥量Q=區即B.~Bro,每個(gè)小區面積約360m2,依次分區實(shí)1. 2kg,炸藥線(xiàn)裝藥密度約為1. 33kg/m,裝藥長(cháng)度施大孔距小排距毫秒延時(shí)爆破。h=1.2/1.33=0.9m.密實(shí)加強裝藥Q2=kQ1=3.1爆破參數的選擇(1)鉆孔直徑和鉆孔角度?，F場(chǎng)已有的鉆機孔1.4kg, k取值一般為1.1~1.2,這里取1.2。按利文中國煤化工藥量驗證分析:徑為60mm,可以滿(mǎn)足施工要求?？紤]到在滿(mǎn)足機利文斯頓認YHCNMH C深度H。的藥械施工的情況下垂直鉆孔作業(yè)方便.簡(jiǎn)單,且后續的.黃衛兵:某核電廠(chǎng)循環(huán)水泵房底板保護層的爆破開(kāi)挖.31.偏差值,10ms; to為各條傳爆支路上傳爆雷管延時(shí)鋸末炸藥填窘物偏差值，10ms。根據公式計算得n=12,即當支路接力傳爆結點(diǎn)達到12時(shí)就有可能發(fā)生串段,因此應該在第12個(gè)結點(diǎn)前采取前后排搭接。如圖3所示,在圖2密實(shí)加強裝藥結構支路第8個(gè)接點(diǎn)處進(jìn)行搭接,同樣采用MS3段雷Fig.2 Strengthening charge structure管。包,爆破時(shí)總能找到一個(gè)裝藥量QL,當爆破能量低臨它面于此值時(shí)，巖石表面只產(chǎn)生彈性形變而無(wú)明顯破MSI微發(fā)雷管壞，超過(guò)此藥量限度，巖石表面將由彈性形變轉化MS2為破裂,并用下面的公式“1表征:MS3HMS2Qn=(Ho/ E)式中: H。為藥包埋置深度,m ; QL為藥包埋置深MS34度Ho時(shí)的臨界裝藥量,kg;E,為巖石變形能系數,m/kg/3.圖3爆破網(wǎng)路設計示意圉Fig.3 Design scheme of the blasting network根據本工程地質(zhì)和巖石力學(xué)分析資料可得E=1.02 m/kg/3,則對應于不同藥包埋置深度的臨4爆破振動(dòng)控制驗算界裝藥量如下:Ho/m1.11.21.31.4根據該核電廠(chǎng)一期工程循環(huán)水泵房爆破振動(dòng)監Qr/kg1.251.632.072. 59測報告: U畫(huà)直= 207. 26 (Q'*/R).7412, U*平徑向=本設計方案中藥包埋深為1.475m和1. 5m,與185.23 (Q/'*/R)1.708， U*平切向= 188.39 (Q"3/此表對照可知,計算裝藥量Qn=1.2kg和Q2=R)1.6954 ,由前面計算可知，最大單響藥量為Q=Q21. 4kg均小于相應的臨界裝藥量,因而達到了最佳=1.4kg,爆破振動(dòng)驗算數據如表1所示。的破壞效應,提高了有用功。表1爆破振動(dòng)驗算數據3.3布孔方式Table 1 The checking data of the blasting vibration對于寬孔距小排距布孔，則是矩形或梅花形。結構物爆心距安全允許振速驗算 報速/(em.s5-1)由于梅花形布孔往往需要補孔,布孔不方便,鉆機施R/m_ /(cm.s-I)_ 確食向口水平輕向U水平奶向除鹽水廠(chǎng)房14.2~5.01.371.34 1. 42工難度大,因此采用矩形布孔。.大體積混凝土2.0~3.01.151.13 1. 193.4爆破網(wǎng)路的設計CA01模塊0.850.84根據爆區劃分情況,每次爆破18~20排,爆破孔數約240個(gè),另外由于業(yè)主要求,爆破時(shí)盡量控制依據表1的結果可見(jiàn)，選取的爆破參數和網(wǎng)路爆破聲響，同時(shí)考慮到延時(shí)爆破的特點(diǎn)，決定采用孔引起的爆破振動(dòng)在允許的范圍以?xún)?周?chē)慕?構)內高段孔外低段、導爆管接力單孔起爆網(wǎng)路?？變戎锸前踩?。高段采用導爆管雷管MS8~MS11段均可,本設計用MS11,孔外低段采用MS2~MS3,本設計傳爆雷5爆破效果與體會(huì )管采用MS2段即to= 25ms,排間接力雷管采用5.1 爆破效果MS3段即延時(shí)50ms,設計時(shí)差偏差10ms。(1)爆破后經(jīng)過(guò)現場(chǎng)檢查,爆堆稍稍隆起,飛石導爆管起爆網(wǎng)路設計的基本要求之一,是不允最遠距離不到5m,爆破時(shí)聲響在警戒點(diǎn)基本聽(tīng)不許網(wǎng)路中出現串段、重段現象。在多排接力式網(wǎng)路見(jiàn),達到了業(yè)主的要求。中,關(guān)鍵是決定炮孔前、后排在何部位會(huì )發(fā)生串段、(2)通過(guò)振動(dòng)監測波形圖4可見(jiàn),振動(dòng)控制在標重段。準范圍內，沒(méi)有對CA01模塊造成影響。另外，按照所選取孔外雷管段別,依據n≥(t°一CA01模塊吊裝前的焊縫無(wú)損檢測復檢合格，也證tr*)/2 to"公式”計算前后排間可能出現串段、重段明了爆破振i中國煤化工。的傳爆結點(diǎn)序號。公式中t1為前后排對應炮孔設(3)爆破MYHCNMHG量最高標高為計時(shí)差均值,50ms;tz為前后排對應炮孔設計時(shí)差-15.75m、最低標高為-16.07,經(jīng)過(guò)人工和油錘簡(jiǎn)●32.[.程爆破單處理后,用1mX1m方格網(wǎng)進(jìn)行測量驗收,標高合格率達到92%(規范標準為0~-0.2m)(2 ,滿(mǎn)足了規范要求。爆破后底板如圖5所示。(4)在標高達到驗收要求后,地勘單位用超聲波對底板基巖質(zhì)量進(jìn)行了檢測,對檢測結果進(jìn)行分析后認為底板質(zhì)量符合規范的要求。文件: NO.7.IM通道:14605)采樣頓米=0000.48圖5爆破后底板圖片顯00藥Fig.5 Image of bottom plate after blasting-0.485.2體會(huì )-0:962040.70911131.51.82.0時(shí)間A(1)毫秒延時(shí)爆破技術(shù)相對于常規爆破方法,其(a)垂直向振速單孔裝藥量大,利用孔間延時(shí)可以實(shí)施多排孔一次最大值=0616 (時(shí)間: 050s)采樣頰書(shū)=10000性爆破,達到擴大了爆破規模、減少爆破次數、壓縮0.96工期、節省成本的目的。(2)大孔距.小排距的爆破參數設計,提高了炸.藥的能量利用率和巖石破碎質(zhì)量，提高了巖石塊度的均勻性和爆堆質(zhì)量。00.2040.70.91.1131.51820(3)毫秒延時(shí)爆破技術(shù)可以在復雜地質(zhì)條件和時(shí)間Is(b)水平徑向振速施工環(huán)境中,有針對性地設計裝藥結構和爆破網(wǎng)路，文件: NOZ.IM通過(guò): 3既保證了爆破安全又提高了爆破質(zhì)量,減小爆破有14最大值=096 (時(shí)間: 1237s) 采樣頻事0000Hz害效應。特別是對水工建筑物底板保護層這類(lèi)對基G 0.72巖質(zhì)量要求嚴格的爆破工程,具有很好的實(shí)用性。-.2參考文獻:- 020.40.70911131.5182.0[1]于亞倫.爆破工程理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版時(shí)間/s(C)水平切向振速社,2007.[2]中國長(cháng)江三峽開(kāi)發(fā)總公司DL/T5113. 1-2005水電水圈4 CA01 模塊實(shí)測振速時(shí)程曲線(xiàn)利基本建設工程單元工程質(zhì)量等級評定標準[S].北Fig. 4 Measured blasting vibration velocity-time京:中國電力出版社, 2005.history for module CA01(3)張戈平。三門(mén)峽電站負挖工程燦破施工設計[J].工程爆破,2009,15(1):24- 27. .(上接第37頁(yè))類(lèi),裝藥結構應考慮深度夾制因素分為加強段、正常版社,1998.段和減弱段,孔口段裝藥應以避免形成爆破漏斗和[3] 王廷武.地面與地下工程控制爆破[M].北京:煤炭工保證地表貫通裂縫形成為重點(diǎn)。在現有使用高爆速業(yè)出版社,1990.炸藥的情況下,水孔是否需要填塞應進(jìn)一步根據回[4]張應立。工程爆破實(shí)用技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005.饋情況調整。[5]徐小荷,廖國華,洪有秋,等。采礦手冊(第3卷)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1990.[6] Hoek E, BrayJ W.巖石邊坡工程[M].盧世宗等譯.[1]蔡福廣.光面爆破新技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社，北京:冶金中國煤化工1994.[7]回莫明,徐:C.HCNMHG手冊[M].北[2]陳士海.現代鉆爆理論與技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出京:人民交通出版杠,2004.