水工圍堰拆除爆破

前言

水工圍堰拆除是水電建設(shè)中一道重要的工序。水工圍堰的巖坎、混凝土或土石圍堰中的心墻等常采用爆破拆除。爆破拆除是一種風(fēng)險(xiǎn)大且具高科技含量的爆破工程。其特點(diǎn)和難度表現(xiàn)為：大多數(shù)圍堰要求一次爆除；圍堰爆渣要便于沖帶或挖除；要確保鄰近圍堰各種建筑物及結(jié)構(gòu)物的安全，等等。長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院在圍堰爆破拆除方面做了許多開創(chuàng)性的工作。1984－1985年我與同仁張文煊、王勝洪、倪錦初、洪維元等完成了導(dǎo)爆管接力網(wǎng)路起爆的開發(fā)及研究工作，并將其應(yīng)用于深孔臺(tái)階與保護(hù)層的開挖中；之后又與張文煊、吳新霞對(duì)導(dǎo)爆管接力網(wǎng)路的可靠度與延時(shí)特性進(jìn)行研究開發(fā)，提出孔內(nèi)用高段位雷管，接力用低段位雷管，以及聯(lián)網(wǎng)操作規(guī)程等設(shè)計(jì)與操作原則，使導(dǎo)爆管接力起爆系統(tǒng)的理論與實(shí)踐更趨于安全可靠。1986年，在葛洲壩工程大江混凝土心墻與鄭州鋁廠黃河提水泵站的土埂爆破拆除工程中均使用了該起爆系統(tǒng)，隨后導(dǎo)爆管接力起爆系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于圍堰爆破拆除中，并解決了前述圍堰爆破拆除的技術(shù)難題。通過(guò)東風(fēng)水電站導(dǎo)流洞進(jìn)出口圍堰爆破拆除等工程的實(shí)踐，又提出圍堰爆破拆除應(yīng)采用“高單耗，低單段”，采用沖渣方案時(shí)，必須炸出最低缺口等爆破設(shè)計(jì)原則，使圍堰爆破工作得以更順利進(jìn)行。2006年，長(zhǎng)江科學(xué)院和長(zhǎng)江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)完成的三峽工程三期碾壓混凝土圍堰采用硐室爆破定向傾倒，獲得圓滿成功。這一創(chuàng)新的成果，標(biāo)志著我國(guó)圍堰爆破拆除和水下爆破技術(shù)又提升到一個(gè)新的平臺(tái)。20多年來(lái)，與張文煊、吳新霞帶領(lǐng)長(zhǎng)江科學(xué)院爆破團(tuán)隊(duì)的主要成員趙根、劉關(guān)山、李世洪、王勝洪、吳從清等成功完成了60余座不同種類的圍堰拆除，無(wú)一失誤。目前我國(guó)爆破拆除的水工圍堰及船塢巖坎已超過(guò)百座。以上敘述僅表明圍堰爆破拆除技術(shù)是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果，也是本書的基本源泉。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)總結(jié)了圍堰拆除爆破理論與實(shí)踐，主要內(nèi)容包括：緒論、圍堰拆除水下爆破理論、圍堰拆除爆破器材、圍堰拆除爆破起爆網(wǎng)路、混凝土圍堰拆除爆破、碾壓混凝土圍堰拆除爆破、水工巖坎圍堰拆除爆破、土石圍堰拆除爆破、導(dǎo)流洞即時(shí)過(guò)流圍堰拆除爆破、圍堰定向傾倒拆除爆破、船塢巖坎圍堰拆除爆破、圍堰拆除爆破有害效應(yīng)安全控制與監(jiān)測(cè)。    本書注重理論聯(lián)系實(shí)際，在分析各類圍堰拆除爆破特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法、施工工藝的基礎(chǔ)上，收集了大量的工程實(shí)例，可供工程爆破的科研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及管理的技術(shù)人員使用，也可供高等院校有關(guān)爆破專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

序前言第1章 緒論第2章 圍堰拆除水下爆破理論第3章 圍堰拆除爆破器材第4章 圍堰拆除爆破起爆網(wǎng)路第5章 混凝土圍堰拆除爆破第6章 碾壓混凝土圍堰拆除爆破第7章 水工巖坎圍堰拆除爆破第8章 土石圍堰拆除爆破第9章 導(dǎo)流洞即時(shí)過(guò)流圍堰拆除爆破第10章 圍堰定向傾倒拆除爆破第11章 船塢巖坎圍堰拆除爆破第12章 圍堰拆除爆破有害效應(yīng)安全控制與監(jiān)測(cè)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：由于炸藥的爆炸反應(yīng)是一個(gè)高溫、高壓和高速的瞬態(tài)過(guò)程，被爆巖體性質(zhì)和爆破條件復(fù)雜多變，且?guī)r體爆破破壞又是一個(gè)歷時(shí)極為短暫的過(guò)程，因此，給直接觀測(cè)和研究巖體破壞機(jī)理造成極大的困難。迄今為止，人們對(duì)巖體爆破作用過(guò)程了解的仍然不夠透徹，尚未形成一套完整系統(tǒng)的爆破理論。盡管如此，隨著長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，借助先進(jìn)的動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)以及爆破模型試驗(yàn)，對(duì)巖體爆破作用機(jī)理的研究取得了一定的進(jìn)展，提出了多種爆破作用機(jī)理的觀點(diǎn)，這些理論在一定程度上反映了巖體爆破破壞的規(guī)律，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。目前比較流行的有：爆轟氣體壓力作用學(xué)說(shuō)、應(yīng)力波作用學(xué)說(shuō)、應(yīng)力波與爆轟氣體壓力共同作用學(xué)說(shuō)。爆轟氣體壓力作用學(xué)說(shuō)從靜力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為藥包爆炸后，產(chǎn)生大量的高溫、高壓氣體，這些爆炸氣體膨脹所產(chǎn)生的壓力作用在藥包周圍的巖壁上，引起巖體質(zhì)點(diǎn)的徑向位移。由于作用力不等而引起不同的徑向位移，導(dǎo)致在巖體中形成剪切應(yīng)力，當(dāng)這種剪切應(yīng)力超過(guò)巖石的動(dòng)態(tài)抗剪強(qiáng)度時(shí)，巖石就會(huì)產(chǎn)生剪切破壞。當(dāng)爆轟氣體膨脹壓力足夠大時(shí)，還會(huì)引起自由面附近的巖石隆起、開裂并沿徑向方向拋擲。但這種觀點(diǎn)忽視了巖石中沖擊波的破壞作用。應(yīng)力波作用學(xué)說(shuō)從爆炸動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為藥包爆炸時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，沖擊和壓縮周圍的巖體，造成巖體的局部粉碎，同時(shí)爆炸壓縮應(yīng)力波在爆源的環(huán)向派生出拉應(yīng)力，當(dāng)環(huán)向拉應(yīng)力超過(guò)巖石的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)沿爆源徑向產(chǎn)生拉裂縫；當(dāng)壓應(yīng)力波傳播到自由面時(shí)，從界面反射而形成拉伸應(yīng)力波，若反射拉伸波的強(qiáng)度超過(guò)巖石的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度時(shí)，則會(huì)從界面開始向爆源方向產(chǎn)生拉伸片裂破壞，直至拉伸波的強(qiáng)度低于巖石的動(dòng)抗拉強(qiáng)度處為止。因此，巖石的破碎主要是入射波和反射波作用的結(jié)果，爆轟氣體的作用只限于巖石的輔助破碎和裂縫巖石的拋擲。

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