紧挨500kV高压线的岩土控制爆破实例.pdf

第2 9 卷第2 期 2 0 1 2 年6 月 爆破 B L A S T I N G V o I ．2 9N o ．2 J u n ．2 0 1 2 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 4 8 7 X ．2 0 1 2 ．0 2 ．0 1 2 紧挨5 0 0k V 高压线的岩土控制爆破实例牟 吕小师，王光勇，王辉 河南理工大学土木工程学院，河南焦作4 5 4 0 0 0 摘要输变电线路受风的影响会发生风偏，尤其是在带电运行后，如果满足不了风偏要求就会发生打火 现象。甚至会发生接地短路等严重安全事故。结合一个实际施工中的成功经验，介绍了距正在运行的5 0 0k V 高压线距离不足6m 处的石方控制爆破技术方案及安全管理措施，以供同类工程参考。 关键词控制爆破；5 0 0k V 高压线；爆破飞石；风偏；安全管理 中图分类号T D 2 3 5 ．3 2文献标识码A 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 2 } 0 2 0 0 4 7 0 4 AC a s eo fC o n t r o l l e dR o c kB l a s t i n gT e c h n i q u ei nt h e R o c ka n dS o i ln e a ra5 0 0k VH i g h - t e n s i o nL i n e L VX i a o - s h i ，W A N GG u a n g - y o n g ，W A N GH u i S c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n g ，H e n a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ，J i a o z u o ，4 5 4 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t W i n d - d e v i a t i o nm a yo c c l f f , ri nt r a n s m i s s i o nl i n e sd u et ot h eW i 硐．E s p e c i a l l yd u r i n gt h ee l u l ．s eo fo p a - a - t i o n ，w h e nw i n d d e v i a t i o n 嘲n o tm e e lt h er e q u i r e m e n t so f ，t h es p a I kp h e n o m e n o na n de v e nt h e 印u n m n gf a u l ta n d o t h e rs e r i o u sa c c i d e n t sm a ye e c m “ ．C o u p l e dw i t ht h es u c c e s s f u le x p e r i e n c e ．山et e c h n i c a lm e a s ∞o ns a f e t ym g l l a g e - m e n to ft h ec o n t r o l l e ds l o n e w o r kb l a s t i n gw e r ei n t r o d u c e d ．w h i c hi sl e B Bt h a n6i 口l e t e ma w a yf r o mt h er u n n i n g5 0 0 k V I l i g s - t e n s i o nl i n e ．‰r e s u l tp r o v i d e sat e f e n m c ef o rs i m i l a r 州眦a n dt h eb l a 8 蛔c o l l e a g u e s ． K e yw o r d s c o n t r o l l e db l a s t i n g ；5 0 0k Vb i g h t e n s i o nl i n e ；b l a s t i n gn 卵l I gr o c k ；w i n d - d e v i a t i o n ；s a f e t y 础I I l a g e - m e n t 众所周知，输变电线路受风的影响必定会发生 摆动偏移，该偏移值称为风偏。我国电力设施保 护条例规定⋯，各级电压导线边线在计算导线最 大风偏情况下，5 0 0k V 5 0 万伏 水平安全距离为 8 ．5m 。如果线路不能满足风偏安全距离等，尤其是 在其带电工作后，极易发生打火和接地短路事故。 山西阳城至江苏江阴的5 0 0k V 高压输变电线 路，途经河南省焦作市修武县三门河护坡村境内 太行山深处 ，在该线路的1 5 9 号基塔至1 6 0 号基 塔中间有一座山体垂直方向高出所架设高压线约 收稿日期2 0 1 2 0 2 1 0 作者简介吕小师 1 9 7 5 一 ，男，工程师，硕士研究生，主要从事工程 爆破教学研究工作， E ．m Ⅱ I v x i a o s h i h p u ．e d uc a 。 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 0 8 7 4 0 3 9 ；河南省教育厅 自然科学基金 2 0 1 l A 5 8 0 0 0 3 ；河南理工大学博士基金 B 2 0 1 0 - 5 8 1 0m 左右，水平方向距离高压线路只有5 ～6m ，这 部分山体长约5 0m ，宽约l Om ，如图1 所示。显然， 这个不足6m 的距离满足不了风偏要求，当阴天或 雨天的时候，山里的空气非常潮湿，空气密度明显增 加，如果再加上雷电的影响，该段线路极有可能酿成 上述重大事故 施工前就曾经发生过打火现象 。 为了保证线路安全，预防类似事故的再次发生，决定 对该部分山体实施爆破，使山体垂直高度方向和水 平偏移方向距线路均有1 0m 左右的足够风偏距离。 1 施工难点 1 距5 0 0k V 高压输变电线路5 - 6m 范围内 感应电流相当大，对施工人员的人身安全构成严重 威胁，必须采取确保人身安全的相关措施。 2 由于受感应电流的影响，不能采用电雷管 万方数据 爆破2 0 1 2 年6 月 起爆方法，否则会造成雷管的早爆、拒爆和误爆事 故，后果不堪设想。 图1 现场环境不总图 单位m F i g ．1 S c h e m a t i cd i a g r a mo ft h ef i e l de n f i r o n m e n t u n i t m 3 待爆山体位于高压线侧面，爆破不能产生 飞石，一旦飞石碰到线路，就会引起线路被碰撞位置 的瞬间电阻过大，对高压线路构成断裂威胁。 4 山体两侧均为悬崖陡壁，且距离村庄很远，水、 电、设备、材料及机械无法到达，人员作业环境和清渣 工作量相当大，施工时必须采取必要的安全措施。 2 方案设计 由于本爆破工程环境的十分恶劣，普通的土石 方爆破方案如大爆破、深孔爆破、硐室爆破、药壶爆 破等均无法应用于本工程中，通过现场分析论证和 方案优化比较，决定采取浅孔台阶非电松动无飞石 爆破方案。总体思路是高压线路水平以上的部分 向线路走向的方向 自西向东 逐次分台阶爆破，爆 完上一台阶，再爆下一台阶；高压线水平以下的部分 向线路一侧 自北向南 逐次分台阶爆破，爆破时起 爆部位顶部用2 层钢丝网片覆盖，网片上再加压土 袋进一步防止个别飞石对线路的影响。 3 爆破技术措施 1 选取适当的爆破最小抵抗线 理论研究与实践表明，台阶爆破的最小抵抗线 1 , 0 ，也就是排距b 。埘 b 值越小，爆破块度越小，但 增加了钻眼工作量，且容易产生飞石；而埘 b 过大， 极易出现大块，增加二次爆破工作量，因此，在爆破 过程中要根据试爆效果合理设计和选择适合该工程 的埘 b 值。 2 采取间隔装药 每个炮眼的装药量是由孔网参数和被爆破介质 的性质所决定的。对于眼深超过6 0c m 的浅孔炮眼 要分成2 ～3 个药包，采取间隔装药方式装药，如图 2 所示。各药包之间用炮泥分隔，最上一个炮泥深 度不得小于最小抵抗线的值。这样不仅可避免只装 一个药包时出现的炮眼底部过碎而上部大块的现象 发生，同时也可避免产生向上抛掷的爆破飞石。 羹 秀 萋 秀 图2 间隔装药结构图 F i g ．2S t r u c t u r eg r a p ho ft h el a y e rc h a f i n g 3 采用微差爆破 实践经验发现如果所有的炮眼用单段雷管一 次起爆，不但爆破效果差，而且极易产生过远、过大 飞石，并产生较大的噪音和空气冲击波，爆破地震动 也非常强烈。工程采用分排分段微差爆破技术，降 低了单段起爆药量，可降低和减少爆破危害的产生。 4 采用非电爆破网路 由于该工程离高压线比较近，带电高压线路产 生的杂散电流、静电、射频电、感应电都很强，为杜绝 早爆、误爆事故发生，施工时采用非电爆破网路，激 发针起爆，不仅可以避免上述各种电流对起爆网路 的危害，而且安全准爆性很高呤] 。 4 爆破参数选取 工程保护对象是正在运行的高压线路，关键是 调整爆破抵抗线方向。工程将该段爆破分为高出高 压线和低于高压线2 块进行台阶设计，虽然爆破抵 抗线方向不同，但其爆破参数的选取基本是一致的。 1 台阶高度H 1 ．5m 。 2 台阶宽度埘 O ．8m 。． 3 炮眼间距口 0 ．4m 。 4 炮眼排距6 0 ．6m 。 5 炮眼深度z 1 ．5m 。 6 钻眼超深 0 ．3m 。 7 炮眼密集系数 万方数据 第2 9 卷第2 期吕小师，王光勇，王辉紧挨5 0 0k V 高压线的岩土控制爆破实例 4 9 m2 赢20 6 7 1 式中，“ 为最小抵抗线，即台阶宽度，前排为o ．8n l ， 后排为0 ．6m ，考虑到爆破飞石的影响，计算时按后 排考虑。 8 单点药包药量计算’ 口 叮。A q y K 2 式中A 为炮眼爆破的剪切面积，m 2 ；V 为炮眼爆破 的破碎体积，n 1 3 ；口，为剪切单位面积介质用药量，又 称面积系数，g ／m 2 ；g 为破碎单位体积介质的用药 量，又称体积系数，g ／m 3 ；鬣为炮眼所在位置的临空 面系数，一般取K 1 。 将q l 4 0 ／w ，q 2 2 0 0 ，A 0 ．4 0 ．6 ，V 0 ．4 0 ．6x 0 ．5 代入 2 式得 Q 【罴x 0 ．6 o ．4 2 0 0 0 ．4 0 ．5 0 ．6 】 4 0g ，实取Q 4 0g 。 9 每立方的雷管消耗量 n2 赤2 丽i 赢28 3 3 个 3 ’ 实际施工时取9 个。 1 0 炮眼布置 该工程炮眼布置以竖眼为主，为了保证爆破效果 且不留跟底，炮眼倾斜8 0o ，采用梅花形布眼方式口o 。 1 1 爆破网路 采用非电毫秒雷管、排问微差起爆网路，最后用 激发针击发起爆，如图3 所示。 低殷别雷管 图3 起爆网路示意图 №．3 S c h e m a t i cd i a g r a mo fd e t o n a t i n gn e t w o r k 5 个别飞石防护措施 工程石方爆破工程量虽然不是很大，但受作业 环境影响，爆破次数相当频繁，然而，是爆破必然会 产生危害，如爆破地震波、爆生有毒气体、爆炸空气 冲击波、爆破飞石等一J 。该工程处在深山中，地震 波、有毒气体和空气冲击波都可以忽略不计，爆破飞 石是本工程的最大危害，由于本工程实际爆破位置 距离高压带电线路仅为5 61 1 1 ，因此必须采取安全 防护措施来防止爆破飞石对高压线路的破坏。 5 ．1 飞石距离校核 爆破飞石，尤其是浅孔爆破的飞石距离的估算 存在较大难度，主要是影响因素和不确定因素太多， 瑞典德汤尼克研究基金会对露天台阶爆破的飞石问 题进行研究后，提出如下经验公式来估算台阶爆破 的飞石距离H 1 眉， 1 5 ～1 6 d 4 式中d 为药孔直径，e r a ；兄为飞石距离，m 。 取d 3 ．6e m 时，R r 1 5 ～1 6 3 ．6 5 4 ～ 5 7 ．6m 。 可见，这个距离远大于施工现场安全距离，因 此，必须采取可靠的、安全的飞石防护措施来确保高 压线路的安全。 5 ．2 防护措施 1 采用微差起爆技术，实行逐排或梯形起爆， 可以控制岩石爆破后的移动抛掷方向，控制飞石避 开高压线的方向。同时，还可以改善破碎质量，减少 大块率，利于后续的人工清渣工作。 2 布孔时一定要严格按控制爆破原则核准炮 孔位置，确定向高压线方向的抵抗线远大于纵向开 挖的排距，确保该部分岩石松动而不飞散。 3 采用松动无飞石爆破方案的目的是为了防 止飞石。在爆破作业时，采用2 层金属网片和1 层胶 皮防飞石措施，这样的钢性防护和柔性防护相结合 的防护方法如图4 所示，利用它可以严格控制飞石 的危害o 。 一 图4 柔性炮被覆盖示意图 F i g ．4 S c h e m a t i cd i a g r a mo ff l e x i b l ec o v e r i n g 4 为了防止爆破时由于某些炮孔堵塞不严造 成冲孔，空气冲击波和高压气流带着的部分碎石造 万方数据 爆破2 0 1 2 年6 月 成对高压线的危害，因此在低于高压线爆破作业时， 炮孔孔I 1 部位堆放沙包覆盖防护。如图5 所示，以此 来防止该类事故发生川。 5 在二次解体时严禁裸露药包爆破，必须采 取加倍的覆盖防护措施。 沙包 炮孔 幽5 抄包覆盖防护不意图 F i g ．5 S c h e m a t i cd i a g f a mo fs a n d b a gc o v e t i n g 6 安全管理措施 爆破作业本身就是高技术、高风险的特种作业， 再加上该工程是在带电的高压线附近施工，作业难 度大、风险程度高，为确保爆破工程安全、顺利、快速 施工，必须进行科学的组织和严格的管理。 1 成立由3 人组成的项目管理部，项目负责 人、技术负责人、安全负责人各1 人。项目负责人对 整个工程项目负责；技术负责人及安全负责人在项 目负责人的领导下，严格按照设计和规范要求，精心 组织与施工。 2 认真做好进场前的各项准备工作。包括技 术准备、设备配备、劳动力准备和现场食宿准备，确 保人员和设备进场后各项工作顺利展开。 3 坚持正规化管理，完善岗位责任制，制定出 爆破器材运输、钻眼、放炮措施和高空作业的各种规 章制度．同时制定事故应急预案和措施，做到有法可 依、有章可循，有条不紊，忙而不乱。 4 所有作业人员在距高压线8 ．5m 以内施工 必须采取防静电措施来确保施工人员人身安全，如 穿防静电服、戴防静电手套等。此外，在有风、有雾、 阴天、雨天严禁进行任何作业，同时要求任何人不得 进入施工现场。 5 认真贯彻“安全第一”的方针，强化安全生 产保证体系，坚持“不安全不施工，要施工必须安 全”的原则。实行全员安全风险负责制，杜绝各类 事故的发生。 6 开展安全教育和培训工作。开工前进行全 员安全教育和培训，培养全体职工树立牢固的安全 意识，牢记安全目标。以安全保质量，开展全面安全 质量管理活动，严抓过程安全，确保工程质量。 7 爆破效果 在历时5 个月的整个施工过程中，爆破作业和 施工人员均未出现任何安全事故，飞石控制在了允 许的范围内，高压输电线路未受到任何影响，达到了 安全、高效的施工目的。 参考文献 R e f e r e n c e s 中华人民共和国国务院．电力设施保护条例I s ] ． T h es t a t eC o u n c i lo ft h eP e o p l e ’8R e l m b l i co fC h i n a ．R e g - u l a t i o u so nt h ep m t e c f i o no fp o w e rf a c i l i t i e s [ S ] ． i nC h i - n e ∞ 周信，周思远．通电高压线下桩井控制爆破技术设 计[ J ] ．爆破．2 0 1 0 ，2 7 4 5 5 3 8 ． Z H O UX i n ．Z H O Us i y u a n ．C o n t r o l e db l e s t i n gd e s i g no f s h a h 靠∞垤l i 蚰u n d e rh J i g I lv o J t a g el i n e [ J ] ．B l a s t n g ， 2 0 1 0 ，2 7 4 5 5 - 5 8 ． i nC h i n e s e 丁恩荣．中深孔爆破在矿山削顶工程中的应用[ J ] ．爆 破，2 0 0 1 ，1 9 I 3 5 - 3 6 ． D I N GE n t o n g ．A p p l i e a t l o no fm e d i u m l e n g hh o l eb i a s r i n gi nt h ep 删e c to fm i n e sm a r a p i t a t i o n [ J ] ．B l a s t i I I g ， 2 0 0 1 ，1 9 1 3 5 ．3 6 ． i nC h i n e s e 中华人民共和国国家标准．C B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 爆破安全规 程[ S ] ． N a t o n a lS t a n d a r d so fP R C ．G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3B l a s t i n g 出 谚r e g I I l a l j o ∞[ s ] ． i nC h i n e s e 张其中，李晓飞．爆破安全法规标准讲析[ J ] ．工业安 全与防尘，1 9 9 6 9 3 1 - 3 7 ． Z H A N GQ i z h o n g ．uX i a o - f e i ．E v o l u t i o na b o u tt h es t a n d - a r do fb l a s t i n gs a f e t yr e g n l a I i o n s [ J ] ．I n d u s t r i a lS a f e t ya n d D u s tC o n t r o l ，1 9 9 6 9 3 1 - 3 7 ． i nC I l i n e s e 王建军．既有线路堑控制爆破施工技术[ J ] ．科技信 息。2 0 0 8 3 5 5 1 8 - 5 1 9 ． W A N GJ i a n - j u n ．C u t t i n gc o n t r o l I e db l a s t i n gt e c l i n o l n g yo f e x i s t i n gr a i l w a y [ J ] ．S c i e n c e ＆T e c h n 0 1 0 9 yI n f o r m a t o n ， 2 0 0 8 3 5 5 1 8 ．5 1 9 ． i nC l l i n e s e 王永星，贾思源，徐晓磊．行车状态下既有公路线扩堑 控制爆破[ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 I 2 6 - 2 9 ． W A N GY o n g - x i n g ，J I AS i y u a n ，X UX i a o - l e i ．1 m p l e m e n m - n o nt e c h m q u eo fr o c kc u r i n gc o n t r o l l e db l a r i n gf o re x i s t - i n ge x t e n s i o nu n d e rt h ev e l I i c l em o v i n gs 协n 玛[ J ] ．B i a s - t i n g ，2 0 0 7 ，2 4 1 2 6 - 2 9 ． i nC l I i l l ∞e ⋯⋯ ㈨ Ⅲ ⋯ Ⅲ ⋯ ⋯ 吲 ㈨ 吲 ㈨ ⋯ Ⅲ 万方数据