某核电厂循环水泵房底板保护层的爆破开挖

第17卷第3期工程爆破Vol. 17, No. 32011年9月ENGINEERING BLASTINGSeptember 2011文章编号: 1006-7051(2011}03-0029-04某核电厂循环水泵房底板保护层的爆破开挖黄卫兵(中电投电力工程有限公司，上海200233)摘要: 利用毫秒延时爆破技术在某核电厂循环水泵房底板保护层实施多排孔孔闻延时爆破。对爆破参敷.装药结构、装药量、布孔方式及爆破网路进行了设计,并校核了爆破振动安全。通过对现场的爆破效果进行分析表明,毫秒延时爆破技术应用于水工建筑物底板保护层的开挖可取得良好的爆破效果，它对施工环境复杂、规模受限爆破振动等有害效应以及爆破质量控制严格的爆破工程,具有很好的实关键词:毫秒延时爆破;水工建筑物:底板保护层;爆破设计;爆破振动中图分类号: TD235.4文献标识码: 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受限爆破开挖有害效应和爆破质量控制严格等问1引言题集中的爆破工程中,还值得交流探讨。鉴于此,笔毫秒延时爆破是指相邻炮孔或排间以及深孔内者将此爆破技术应用于某核电厂循环水泵房底板保以毫秒级的时间间隔循序起爆的一种爆破技术,多护层开挖施工中,取得了良好的爆破效果。应用于工期长、规模大、施工人数多的矿山开采、铁.2工程概况路和公路土石方开挖等工程。然而如何利用毫秒延时爆破技术的特点,将其应用于施工环境复杂、规模2.1 工程现状该工程位于某核电厂一期工程循环水泵房施工区域,循环水夏房包括泵房区_前油区和进水流道区收稿日期: 2010-08-27中国煤化]作者简介:黄卫兵,助理工程师,主要从事爆破隧道和核电施三个区域。{=保护层, 设计工管理工作。标高-13.8~YH. CNMH Go00m. 爆破工_程爆破环境复杂,距爆区东侧最近的核设备组装厂房约爆 破施工也容易,因此设计钻孔方向平行台阶面按25m,内有正在组装的CA01模块，该模块由特种钢90°设计,这样的钻孔方向抵抗线分布均匀。但当台板材焊接而成;西侧19m为除盐水车间厂房,为混阶坡面形态不规则时要注意抵抗线的变化，否则将凝土框架结构;北侧为swS和CwS管廊大体积混对爆破效果产生直接影响甚至产生爆破飞石,要根凝土施工区域约21m.基岩为中生代早白垩世某群据实际情况进行修正.水南组kls地层,以粉砂岩和细砂岩为主,以互层、(2)台阶高度和超深。台阶高度为保护层厚度夹层、夹薄层等形式沉淀而成,有少量的原生裂隙，H=2m,因为是保护层爆破不考虑超深,炮孔深度岩石坚固性系数f=10~12。根据该工程三级进度L= H+h=2m.计划的要求，前池区底板保护层爆破绝对工期为(3)最小抵抗线W取1.0m;按大孔距小排距的8d,工期紧张、施工任务比较繁重。原则选取炮孔间距和排距。炮孔间距a取1. 5m;炮2.2爆破设计 原则和要求孔密集系数按经验取m=1.5,则W=b=a/m=保护层的厚度由设计确定为2m,通过前期的爆1m.破经验,结合勘探和设计单位的意见,最终确定前池(4)炸药单耗。由于爆区以粉砂岩和细砂岩为区底板保护层爆破的设计原则和目标为:主,以互层、夹层、夹薄层等形式沉淀而成,有少量的(1)保护层开挖应采用浅孔、密孔、少药量的分原生裂隙,岩石坚固性系数f=10~12,炸药是直径段控制爆破。38mm的岩石乳化炸药,按照以前的施工经验,在松(2)大体积混凝土爆破振动控制必须符合{水工动爆破条件下,抵抗线在1.0~1. 2m的情况下,炸建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》(DL/药单耗的范围基本为0.3~0.5 kg/m,取q=T5389- 2007)的要求:当混凝土龄期为初凝~3、0.4kg/m2。3~7、7~28d时,其安全允许振速分别为2. 0~3.0、3.2 装药结构与装药量3.0~7.0、7.0~12.0 cm/s.核安全级设备CA01(1)装药结构。当采用炮孔底柔性材料装药结模块的振动要求要满足设备厂家提供的技术规格书构时,炮孔内炸药爆炸后所产生的冲击波和爆炸气要求,安全允许振速≤1.1cm/s,除盐水厂房安全允体作用于孔壁产生径向、环状裂隙的同时,通过柔性许振速为4. 2~5. 0cm/s.垫层的可压缩性及对冲击波的阻滞作用,大大减小(3)爆破不得损害岩体的完整性,必须满足《电了对炮孔底部的冲击压力,减小了对炮孔底部岩石力建设施工质量验收及评定规程》(DL/T5210.1-的破坏”。为保护底板质量,根据现场的钻孔直径2005)的验收要求,即无松动岩块、无明显爆破裂隙。和 提供的炸药直径,前6排采用炮孔底部柔性材料(4)爆破后的石方90%粒径要小于30cm,以满(锯末)不耦合的装药结构,如图1所示。为保证爆足1#常规岛回填的要求。破效果,从7排起采用炮孔底部柔性材料(锯末)密(5)开工日期既定,但绝对工期要控制在8d,以实加强装药结构,装药结构如图2所示。底部柔性不影响9d后1#核岛首次浇注混凝土(FCD)仪式。材料为0. 05m厚锯末。3爆破方案与参数设计锅末导爆管雷訾炸药填塞物核电施工现场爆破环境复杂,因此在控制爆破振动、飞石、噪声、气浪、粉尘等方面均有严格的要求。此外根据爆破技术和安全管理的要求,以循环圈1不耦合装 药结构水泵房基础负挖施工图纸和现场周边环境出发,从Fig. 1 Non- coupling charge structure控制爆破规模人手将整个爆破区域划分为10个小(2)装药量的计算。单孔不耦合装药量Q=区即B.~Bro,每个小区面积约360m2,依次分区实1. 2kg,炸药线装药密度约为1. 33kg/m,装药长度施大孔距小排距毫秒延时爆破。h=1.2/1.33=0.9m.密实加强装药Q2=kQ1=3.1爆破参数的选择(1)钻孔直径和钻孔角度。现场已有的钻机孔1.4kg, k取值一般为1.1~1.2,这里取1.2。按利文中国煤化工药量验证分析:径为60mm,可以满足施工要求。考虑到在满足机利文斯顿认YHCNMH C深度H。的药械施工的情况下垂直钻孔作业方便.简单,且后续的.黄卫兵:某核电厂循环水泵房底板保护层的爆破开挖.31.偏差值,10ms; to为各条传爆支路上传爆雷管延时锯末炸药填窘物偏差值，10ms。根据公式计算得n=12,即当支路接力传爆结点达到12时就有可能发生串段,因此应该在第12个结点前采取前后排搭接。如图3所示,在图2密实加强装药结构支路第8个接点处进行搭接,同样采用MS3段雷Fig.2 Strengthening charge structure管。包,爆破时总能找到一个装药量QL,当爆破能量低临它面于此值时，岩石表面只产生弹性形变而无明显破MSI微发雷管坏，超过此药量限度，岩石表面将由弹性形变转化MS2为破裂,并用下面的公式“1表征:MS3HMS2Qn=(Ho/ E)式中: H。为药包埋置深度,m ; QL为药包埋置深MS34度Ho时的临界装药量,kg;E,为岩石变形能系数,m/kg/3.图3爆破网路设计示意圉Fig.3 Design scheme of the blasting network根据本工程地质和岩石力学分析资料可得E=1.02 m/kg/3,则对应于不同药包埋置深度的临4爆破振动控制验算界装药量如下:Ho/m1.11.21.31.4根据该核电厂一期工程循环水泵房爆破振动监Qr/kg1.251.632.072. 59测报告: U画直= 207. 26 (Q'*/R).7412, U*平径向=本设计方案中药包埋深为1.475m和1. 5m,与185.23 (Q/'*/R)1.708， U*平切向= 188.39 (Q"3/此表对照可知,计算装药量Qn=1.2kg和Q2=R)1.6954 ,由前面计算可知，最大单响药量为Q=Q21. 4kg均小于相应的临界装药量,因而达到了最佳=1.4kg,爆破振动验算数据如表1所示。的破坏效应,提高了有用功。表1爆破振动验算数据3.3布孔方式Table 1 The checking data of the blasting vibration对于宽孔距小排距布孔，则是矩形或梅花形。结构物爆心距安全允许振速验算 报速/(em.s5-1)由于梅花形布孔往往需要补孔,布孔不方便,钻机施R/m_ /(cm.s-I)_ 确食向口水平轻向U水平奶向除盐水厂房14.2~5.01.371.34 1. 42工难度大,因此采用矩形布孔。.大体积混凝土2.0~3.01.151.13 1. 193.4爆破网路的设计CA01模块0.850.84根据爆区划分情况,每次爆破18~20排,爆破孔数约240个,另外由于业主要求,爆破时尽量控制依据表1的结果可见，选取的爆破参数和网路爆破声响，同时考虑到延时爆破的特点，决定采用孔引起的爆破振动在允许的范围以内,周围的建(构)内高段孔外低段、导爆管接力单孔起爆网路。孔内筑物是安全的。高段采用导爆管雷管MS8~MS11段均可,本设计用MS11,孔外低段采用MS2~MS3,本设计传爆雷5爆破效果与体会管采用MS2段即to= 25ms,排间接力雷管采用5.1 爆破效果MS3段即延时50ms,设计时差偏差10ms。(1)爆破后经过现场检查,爆堆稍稍隆起,飞石导爆管起爆网路设计的基本要求之一,是不允最远距离不到5m,爆破时声响在警戒点基本听不许网路中出现串段、重段现象。在多排接力式网路见,达到了业主的要求。中,关键是决定炮孔前、后排在何部位会发生串段、(2)通过振动监测波形图4可见,振动控制在标重段。准范围内，没有对CA01模块造成影响。另外，按照所选取孔外雷管段别,依据n≥(t°一CA01模块吊装前的焊缝无损检测复检合格，也证tr*)/2 to"公式”计算前后排间可能出现串段、重段明了爆破振i中国煤化工。的传爆结点序号。公式中t1为前后排对应炮孔设(3)爆破MYHCNMHG量最高标高为计时差均值,50ms;tz为前后排对应炮孔设计时差-15.75m、最低标高为-16.07,经过人工和油锤简●32.[.程爆破单处理后,用1mX1m方格网进行测量验收,标高合格率达到92%(规范标准为0~-0.2m)(2 ,满足了规范要求。爆破后底板如图5所示。(4)在标高达到验收要求后,地勘单位用超声波对底板基岩质量进行了检测,对检测结果进行分析后认为底板质量符合规范的要求。文件: NO.7.IM通道:14605)采样顿米=0000.48图5爆破后底板图片显00药Fig.5 Image of bottom plate after blasting-0.485.2体会-0:962040.70911131.51.82.0时间A(1)毫秒延时爆破技术相对于常规爆破方法,其(a)垂直向振速单孔装药量大,利用孔间延时可以实施多排孔一次最大值=0616 (时间: 050s)采样颊书=10000性爆破,达到扩大了爆破规模、减少爆破次数、压缩0.96工期、节省成本的目的。(2)大孔距.小排距的爆破参数设计,提高了炸.药的能量利用率和岩石破碎质量，提高了岩石块度的均匀性和爆堆质量。00.2040.70.91.1131.51820(3)毫秒延时爆破技术可以在复杂地质条件和时间Is(b)水平径向振速施工环境中,有针对性地设计装药结构和爆破网路，文件: NOZ.IM通过: 3既保证了爆破安全又提高了爆破质量,减小爆破有14最大值=096 (时间: 1237s) 采样频事0000Hz害效应。特别是对水工建筑物底板保护层这类对基G 0.72岩质量要求严格的爆破工程,具有很好的实用性。-.2参考文献:- 020.40.70911131.5182.0[1]于亚伦.爆破工程理论与技术[M].北京:冶金工业出版时间/s(C)水平切向振速社,2007.[2]中国长江三峡开发总公司DL/T5113. 1-2005水电水圈4 CA01 模块实测振速时程曲线利基本建设工程单元工程质量等级评定标准[S].北Fig. 4 Measured blasting vibration velocity-time京:中国电力出版社, 2005.history for module CA01(3)张戈平。三门峡电站负挖工程燦破施工设计[J].工程爆破,2009,15(1):24- 27. .(上接第37页)类,装药结构应考虑深度夹制因素分为加强段、正常版社,1998.段和减弱段,孔口段装药应以避免形成爆破漏斗和[3] 王廷武.地面与地下工程控制爆破[M].北京:煤炭工保证地表贯通裂缝形成为重点。在现有使用高爆速业出版社,1990.炸药的情况下,水孔是否需要填塞应进一步根据回[4]张应立。工程爆破实用技术[M].北京:冶金工业出版社,2005.馈情况调整。[5]徐小荷,廖国华,洪有秋,等。采矿手册(第3卷)[M].北京:冶金工业出版社,1990.[6] Hoek E, BrayJ W.岩石边坡工程[M].卢世宗等译.[1]蔡福广.光面爆破新技术[M].北京:中国铁道出版社，北京:冶金中国煤化工1994.[7]回莫明,徐:C.HCNMHG手册[M].北[2]陈士海.现代钻爆理论与技术[M].北京:煤炭工业出京:人民交通出版杠,2004.