林磊论文临近高压线爆破危险源分析与防护方式.docx
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林磊论文临近高压线爆破危险源分析与防护方式
临近高压线爆破危险源分析与防护方式
林磊
摘要：
临近高压线塔周围实施爆破作业，其振动、空气冲击波与爆破飞石的平安操纵相当重要。
以金寨抽水蓄能电站进场施工线路为背景，开展了爆破振动、空气冲击波等系列测试，推算了不同爆破危险源对高压线塔的阻碍。
提出并成功实施了临近高压线塔的爆破防护方法，研究功效对高压线近区的爆破操纵具有必然的参考价值。
1.引言
复杂环境下的爆破技术一直是爆破工程领域关注的重点之一[1-3]，由于开挖环境的复杂性，爆破不在局限于常规的露天台阶爆破或隧洞掘进爆破，可能涉及在重点爱惜对象的爆破[4-7]。
临近高压线区域的爆破属于其中的典型代表[8-12]。
在抽水蓄能电站的建设或城市拆除爆破中，常常面临这一重要难题。
以安徽金寨抽水蓄能电站为例，在工程施工区域存在两条重要的高压线路，由于施工区域为弱风化的花岗岩，必需通过爆破的方式实现设计的开挖轮廓，因此面临着在高压线周围实施爆破这一难题。
工程范围内有现状两条500KV高压线穿越，别离为龙政线和宜华线，图1给出了施工区的平面总布置示用意，龙政线和宜华线近似平行布置，相距约250m，别离以两条高压线为边界，龙政线向北，宜华线向南各500m划定范围。
该区域地形地貌高程差距达140~450m，宽度达1250m，沿高压线防线延伸至施工区域边界，要紧研究该范围内的爱惜对象。
图1500KV高压线阻碍范围划定
高压线塔无疑是该区域爆破施工关注的核心。
基于工程资料调查，在上述区域内的塔基编号与几何高程如表1所示。
表1施工区域内高压线塔基的散布统计
序号
塔基编号
所属线路
高程
1
1100#
龙政线
▽300m
2
1101#
龙政线
▽372m
3
1102#
龙政线
▽360m
4
1103#
龙政线
▽310m
5
1104#
龙政线
▽188m
6
1105#
龙政线
▽188m
7
1106#
龙政线
▽220m
8
1141#
宜华线
▽436m
9
1142#
宜华线
▽410m
10
1143#
宜华线
▽290m
11
1144#
宜华线
▽338m
2.不同爆破危险源的测试与评估
在爆破施工进程中，如要准确评判爆破振动的阻碍，需要通过量次现场实验检测，确信该区域的爆破振动衰减规律。
为此，在爆破开挖进程中开展了多次爆破振动测试，图2给出了现场测试的相关照片，图3给出了典型的爆破振动测试波形。
图2爆破测试现场照片
图3爆破测试的典型波形
爆破振动危险评估
工程中通常采纳式
（1）来描述某一区域的爆破振动衰减规律。
（1）
式中：
V为爱惜对象所在地面质点振动速度，cm/s；Q为最大单响药量，kg；R为爆心至观测点的距离，m；K，α别离为与爆破点至计算爱惜对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
选取多次爆破的实验结果，按式进行爆破振动衰减规律的拟合，图4给出了爆破振动拟合示用意。
图4爆破振动速度与比例距离的拟合示用意
从上图能够看出，爆破振动规律的整体相关性良好，从拟合取得的爆破衰减参数来看，
和
别离为和。
依照已有的工程实践和爆破平安规程，此范围爆破衰减参数对应的岩体为中硬岩。
依照地质资料显示，施工区域的岩体岩性为中等风化或弱风化的花岗岩，爆破振动衰减规律反映的岩性特点与其是相符的。
将式进行变换，取得对应的爆破振动平安距离的表达式如下。
（2）
高压线塔的爆破振动平安操纵标准为5cm/s，采纳不同的爆破最大单段药量，确信的爆破振动平安距离如下图。
图5爆破振动平安距离拟合示用意
从图中能够看出，随着爆破单段药量的增大，爆破振动的阻碍范围慢慢增大。
在爆心距20m（此为高压线塔与爆破区域的最小距离）处画一警戒线，当爆破振动的平安距离在警戒线以下时，以为高压线塔在阻碍范围之外；当爆破平安距离大于警戒线距离时，超过的部份说明高压线塔在爆破阻碍范围之内，处于危险状态。
图中结果说明。
当爆破单段药量超过15kg时，依照高压线塔振动标准确信的爆破平安距离为20m左右，说明现在需要通过开挖分区或调整最大单段药量等方式进行操纵。
空气冲击波的危险评估
爆破时将产生空气冲击波，空气冲击波的阻碍不可轻忽。
在爆破振动检测进程中，通过连接麦克风，测试爆破空气冲击波，图6给出了典型的爆破冲击波曲线。
图6爆破空气冲击波的典型波形
爆破冲击波的传播与衰减规律比较复杂，目前关于冲击波超压、爆心距和药量Q的体会关系如式（3）~（5）所示。
在空气中爆炸（TNT火药）
（3）
在地面爆炸（TNT火药）
（4）
以上是目前普遍采纳的体会公式，式中各项参数均为常数，并非能反映针对金寨施工区的具体情形。
严格意义上而言，空气中冲击波的传播应遵循几何与应力波衰减的相似率，其一样表达式如下所示。
（5）
式中
和
为冲击波的衰减参数，Q为最大单响药量，kg；R为爆心至观测点的距离，m。
依照现场测试结果，对爆破空气冲击波进行拟合，取得的拟合曲线如图7所示。
图7爆破空气冲击波与比例距离的拟合示用意
从图中能够看出，爆破空气冲击波的衰减规律的相关性良好，对应的爆破空气冲击波的衰减公式如下，式中空气冲击波超压的单位为MPa。
（6）
依照有关标准与资料说明，空气冲击波要使电线发生破坏的超压值在33~40MPa，而对混凝土柱的破坏范围为~，依照高压线塔的爆破平安操纵要求，空气冲击波的超压值选为。
因此，针对20m的爆心距，一样当量的爆破产生的空气冲击波可不能产生明显的不利阻碍。
爆破振动危险评估
爆破飞石是高压线塔近区爆破的一大重要阻碍因素。
工程中，爆破产生飞石的飞射距离与爆破参数、堵塞质量、地形地貌、岩体结构和气象等诸多因素有关。
目前，经常使用估算爆破飞石的平安距离的表达式如下。
（7）
式中
为平安系数，通常取~；
为爆破作用指数；
为爆破抗击线。
关于金寨施工区，考虑更大的平安余度，取
为1，
为3，抗击线为3m，那么可计算取得爆破飞石的平安距离为540m。
显然爆破飞石有可能对高压线塔造成阻碍，因此需要通过防护的方式进行操纵。
3.高压线塔的爆破防护方式
本工程路基开挖要紧采纳浅孔和深孔台阶爆破，依照《爆破平安规程》，爆破飞石平安距离不小于300m。
关于在爆破飞石平安距离内的衡宇等建筑物和高压电线等，需采取相应的平安设置。
对爆破飞石的危害的防护，除合理布孔、优化爆破参数，精心施工、确保钻孔和堵塞质量外，还应采纳覆盖防护的平安设施。
覆盖防护要紧有三种方式，爆破体覆盖、爆破对象近体防护和爆破体与爱惜对象间遮挡。
（1）爆破体覆盖防护是指直接覆盖在爆破体上进行防护。
覆盖防护时，要用细铁丝将覆盖材料连接成一体，以增强防护成效，同时要注意爱惜好爆破网路。
图8爆破区域覆盖结构示用意
（2）近体防护是指在爆破体近距离处设置的防护，距离一样为1～3m。
近体防护一样采纳挂有防护材料的围挡排架。
（3）爆破体与爱惜对象间遮挡与近体防护类似，防护设施设置在爆破体与爱惜对象中间，一样采纳挂有防护材料的围挡排架。
采纳覆盖平安设施前，应充分把握地形地质情形，视防护对象的相对位置，
单独或综合采纳以上方法。
对位于爆破区上方的高压线，一样采纳直接覆盖爆破体的平安设施；对地面上的衡宇等建筑，可单独或综合采纳以上方法。
图9建筑物的近体结构示用意
在金寨进场公路的爆破施工中，采纳的近体防护结构防护排架采纳双排钢管脚手架，钢管壁厚为。
横距Lb选用，纵距选用，步距h选用，内立杆离墙面距离设置为。
最大脚手架高度，搭设简图如下：
图10脚手架搭设正立面简图
（4）严格操纵爆破飞石方向。
爆破飞石一样沿最小抗击线方向飞出，因此，为幸免爆破飞石向上抛向高压线，必需严格操纵最小抗击线方向在爆破台阶的侧面。
通过合理爆破参数、选取合理的起爆网路设计，可使爆破飞石方向取得有效操纵。
保证堵塞长度和堵塞质量。
依照理论分析和工程体会，堵塞长度取1~
倍的最小抗击线，即可保证爆破飞石可不能从孔口部位冲出。
堵塞材料科采纳粘土，并用炮棍压实，确保堵塞长度、堵塞质量。
严格操纵爆破装药量。
装药过量是产生爆破飞石的要紧缘故之一。
需通过爆破实验，确信适合本地岩性的合理的火药单耗（本工程利用为2号岩石乳化火药），并严格按此火药单耗设计孔排距、装药结构、单孔装药量等爆破参数。
清渣爆破,爆破前必需清理工作面，包括表面浮土、植物、碎石渣等。
不然易显现冲天炮而产生向上的爆破飞石。
确保施工质量，严格按爆破设计要求进行钻孔、装药、堵塞、联网等爆破施工，并对爆破施工各环节进行跟踪检查、验收。
爆区表面覆盖防护，在高压线双侧区域必然范围内，采取相应的覆盖防护方法。
依照炮区距被爱惜对象距离划分3个品级的防护方法，具体如下：
一级:
如在高压线双侧50m范围内，则选取合理的起爆网路设计，可使爆破飞石方向取得有效操纵。
保证堵塞长度和堵塞质量，专门是在高压线正下方的爆破区域，应采纳增强防护方法，爆区表面临空面覆盖胶皮、沙袋、钢丝网、搭设排架避免建筑物上方的不稳固岩体滚石滑落。
对该区域的爆破参数进行精心设计、精心施工、精心防护，从源头上减少爆破滚石的发生；第二在铁塔周围建筑一道3米高、长10米、宽米的挡墙，对少量滚石进行阻挡，最后在铁塔基础支撑周围堆放必然数量的沙袋，可避免极少量爆破滚石对铁塔造成破坏。
在条件许诺的情形下应挖设深3米，宽米的减震沟槽。
二级：
50~100m范围内，应在爆区表面覆盖沙袋、钢丝网；100m外可采取沙袋防护等方法。
选取合理的起爆网路设计，可使爆破飞石方向取得有效操纵。
保证堵塞长度和堵塞质量具体的防护方法尚需结合道路开挖情形进行详细设计。
当爆破区域位于高压线铁塔上方时，应采取搭设排架有效方法避免爆破滚石对铁塔造成危害。
三级：
100m范围之外，严格按设计要求装药，保证堵塞长度和堵塞质量，炮区进行全方位的覆盖，操纵爆破震动速度，确保爆破无平安质量事故发生。
4.爆破振动产生的地震波对高压线铁塔的阻碍。
依照电力部门设计标准，铁塔可抗6级烈度地震。
可依照设施的重要性、相应规程标准及类似工程体会，确信相应爆破振动平安操纵标准。
通过小药量爆破实验，测得符合现场场地特点的爆破振动传播规律。
从而依照爆破平安许诺标准、爆破振动传播规律，计算取得爆破单段许诺药量。
采纳塑料导爆管微差起爆网路，严格操纵单段起爆药量，从而确保爆破产生的振动可不能对铁塔产生破坏阻碍。
同
时在施工进程中，在铁塔基础建筑物周围布置振动监测点，全程监测爆破振动阻碍，以科学评判爆破阻碍程度。
5.爆破污闪危害及操纵
电网污闪事故往往会给工农业生产和人民的生活带来专门大的阻碍，其危害极大，正确熟悉污闪事故产生的缘故，关于污闪事故的预防及处置具有踊跃的意义。
爆破时产生的尘埃及炮烟上升时容易附着到高压线及绝缘瓷瓶上形成“尘衣”，当有大雾天气显现时，组成大雾的小水珠就会不断浸入“尘衣”。
随时刻变长，污秽物中的可溶性电解质就会被溶解。
现在，在高电压的作用下，泄漏电流就会明显增大。
另一方面，由于瓷瓶上污染物散布不均，被雾滴浸湿的程度也不同，因此表面显现的干燥和潮湿的程度也不一样，从而引发电压的散布不均，输电线的导通受到干扰，在无绝缘成效或绝缘成效比较差的时候，线路部位就会显现局部电弧，从而致使输电线短路造成全网络断电，致使污闪事故。
金寨抽水蓄能电站在爆破时为预防污闪事故发生采纳了压水袋的爆破施工方式，同时在爆破装药前采纳洒水车浇湿被爆破区域，爆破区域上方加盖防静电橡胶垫，有效的降低了爆破尘埃上扬的发生。
6.结论
本文通过以上分析，第一基于现场测试，分析了在高压线塔体系实施爆破的不同危险源及其对高压线塔的阻碍特点，结果说明，在高压线20m之内实施爆破，爆破飞石和爆破振动有可能对高压线塔的平安产生阻碍，爆破空气冲击波的阻碍那么相对较小。
因此，在高压线塔周围区域实施爆破应当以避免爆破飞石为主，爆破振动能够作为辅助操纵方法。
最后提出了高压线周围实施爆破的防护方法，通过对爆区表面进行覆盖，同时在建筑物周围搭设特定结构的防护排架，能够有效的操纵爆破有害效应。
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