摘要：水利工程項(xiàng)目的施工規(guī)模較大，在施工中需要清除施工障礙物，傳統(tǒng)的土方開挖技術(shù)很難保障施工效率，且需要投入大量的人力和物力，施工效益較差。而爆破施工技術(shù)則可在較短的時(shí)間內(nèi)將影響水利施工的建筑物全面清除，且資源消耗量較少，表現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但爆破施工的危險(xiǎn)系數(shù)較高，很可能對(duì)一些已有構(gòu)筑物帶來不利影響，應(yīng)引起施工人員的重視。因此，本文在分析了爆破技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理后，對(duì)常見的爆破施工技術(shù)進(jìn)行梳理，并探究其在水利工程中的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：水利工程；爆破技術(shù)；圍堰爆破技術(shù)水利工程施工中普遍面臨較為復(fù)雜的地質(zhì)和地形條件，尤其是在掘進(jìn)施工中，如遇到堅(jiān)硬的巖層會(huì)對(duì)掘進(jìn)速度帶來較大影響，通常需要借助爆破技術(shù)對(duì)巖層進(jìn)行破碎處理，以達(dá)成特定的施工要求。但同時(shí)不可忽視爆破施工對(duì)已有構(gòu)筑物的不利影響，為能保護(hù)已有構(gòu)筑物，需要對(duì)爆破施工方案和爆破參數(shù)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，確保在不影響已有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行爆破施工。前期的大量施工實(shí)踐均表明爆破施工具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和施工效益，對(duì)爆破施工技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用研究具有重要意義。一、爆破技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理爆破過程可被分為兩個(gè)階段：第一階段為炸藥先在圍巖中產(chǎn)生應(yīng)力波，致使圍巖結(jié)構(gòu)在應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而達(dá)成破碎巖石的目標(biāo)；第二個(gè)階段是由于爆破時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流會(huì)將破碎的巖石拋出。因此，可以明確的是爆破施工中的應(yīng)力主要集中在圍巖變形能量和氣流中。相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，爆破過程中的能量主要涉及50%的爆炸氣體膨脹能量，10%的沖擊波能量和20%～30%的無用能量[1]。根據(jù)能量守恒定律，沖擊波能量消耗越大爆破效果越好，因此在實(shí)際施工中，通常是通過調(diào)整沖擊波能量消耗的方式來達(dá)成不同的爆破施工需求。水利工程的豎向掘進(jìn)施工中，因只有一個(gè)自由面，會(huì)對(duì)爆破效果產(chǎn)生直接影響，爆破巖石的作業(yè)難度較大，在進(jìn)行炮孔布設(shè)時(shí)，要考慮形成第二個(gè)自由面以提升爆破效果。二、水利工程施工中常用的爆破施工技術(shù)水利工程不但能夠有效保證當(dāng)?shù)厮恋陌踩疫€能夠有效促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因而，水利工程進(jìn)行爆破開挖施工時(shí)，要綜合地對(duì)爆破地區(qū)的地質(zhì)特征、地形的特征以及工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了解，并嚴(yán)格地遵循爆破開挖施工的具體工藝流程進(jìn)行施工，對(duì)工程進(jìn)行爆破開挖研究能夠有效避免施工過程中事故的發(fā)生。（一）預(yù)裂爆破技術(shù)預(yù)裂爆破技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用取得了較好的成效，實(shí)際作業(yè)中，需要按照前期的爆破要求，放樣出輪廓線，并沿著輪廓線密集打孔，且在孔內(nèi)少量安放炸藥，先炸出裂縫，再于需要爆破的部位安放一定量的炸藥進(jìn)行爆破處理。此種爆破作業(yè)手段的施工優(yōu)勢(shì)在于可以降低爆破作業(yè)對(duì)周邊已有建筑物的破壞影響，這主要是由于通過預(yù)裂處理能夠有效控制爆破影響范圍，避免出現(xiàn)欠挖和超挖的狀況，既可減少土方開挖量，又能保障爆破質(zhì)量。該項(xiàng)技術(shù)在葛洲壩水電站施工中取得了較好的應(yīng)用成果，此后被逐步應(yīng)用于各個(gè)水利工程的爆破施工中。（二）光面爆破技術(shù)主要作業(yè)方法為先在需要開挖的部位周邊布設(shè)間距較小的平行炮孔，之后在炮孔內(nèi)少量放置炸藥，引爆之后，可以將應(yīng)力集中在開挖區(qū)域內(nèi)，對(duì)于開挖區(qū)域以外的巖石起到較好的保護(hù)作用，使巖石結(jié)構(gòu)整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，爆破之后的邊緣斷面相對(duì)完整。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的水利施工中得到廣泛應(yīng)用，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)為能很好地控制開發(fā)面，且周邊的圍巖結(jié)構(gòu)也相對(duì)穩(wěn)定，省去了圍巖支護(hù)的作業(yè)環(huán)節(jié)，很大程度上提升了作業(yè)效率。如三峽工程的開挖爆破作業(yè)中，便采用了光面爆破技術(shù)，爆破之后的壁面不僅完整且光滑，為后期的施工作業(yè)創(chuàng)造了良好的條件。（三）圍堰爆破技術(shù)大型水利工程項(xiàng)目建設(shè)中，涉及拆除已有臨時(shí)建筑物和影響水利項(xiàng)目建設(shè)的圍堰結(jié)構(gòu)等作業(yè)，為了保障施工效率，可以采取爆破技術(shù)將圍堰結(jié)構(gòu)一次性拆除。圍堰爆破技術(shù)可以被劃分為臨水爆破作業(yè)范疇，實(shí)際施工中可選擇無水區(qū)作為爆破面，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)爆破工藝的要求偏高，不僅要保障一次炸通，還需同時(shí)滿足泄洪和進(jìn)水需求，因此需要對(duì)炸藥用量和安置位置等進(jìn)行科學(xué)確定。如周圍分布有已經(jīng)建成的建筑結(jié)構(gòu)需要在爆破前做好對(duì)已有建筑物的保護(hù)措施，盡可能降低爆破作業(yè)影響。在前期的施工實(shí)踐中已經(jīng)總結(jié)了一系列施工經(jīng)驗(yàn)，但在具體施工中還會(huì)面臨很多施工安全威脅，為能保障爆破施工的可靠性和安全性，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工狀況，制定完善的安全施工標(biāo)準(zhǔn)，盡最大可能降低施工安全影響。（四）隧道掘進(jìn)爆破技術(shù)水利工程施工中需要對(duì)地下空間進(jìn)行開發(fā)，隧道掘進(jìn)爆破技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升地下空間的開發(fā)效率，較為常見的地下工程包括引水洞、灌漿洞和斜豎井等，采取隧道掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行隧道施工不僅施工效率高，且成本相對(duì)低廉，對(duì)于地質(zhì)條件也具有較好的適應(yīng)能力。隧道工程中，掘進(jìn)施工是十分關(guān)鍵的作業(yè)環(huán)節(jié)，不僅影響施工效率，還對(duì)水利工程的后續(xù)施工可靠性具有一定程度的影響。特別是在隧道掘進(jìn)爆破施工中，會(huì)受到噪聲和照明等多種施工因素的影響，因地下施工條件較為復(fù)雜，隧道掘進(jìn)開挖的難度偏大[2]。此外，由于爆破自由面較少，對(duì)炸藥的爆破力量造成了直接影響，為能提高爆破作業(yè)效率和質(zhì)量，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工狀況進(jìn)行全面調(diào)查，并制定標(biāo)準(zhǔn)化的爆破施工方案，充分分析爆破能量需求的基礎(chǔ)上切實(shí)滿足隧道掘進(jìn)需求，盡可能避免因超挖問題帶來的結(jié)構(gòu)或者設(shè)施損壞狀況。因此，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用的要點(diǎn)是發(fā)揮好圍堰作用，將不破壞圍巖為前提進(jìn)行掘進(jìn)爆破施工。（五）定向爆破技術(shù)定向爆破技術(shù)主要被應(yīng)用于水利工作的壩體施工環(huán)節(jié)中，截至目前，已經(jīng)有幾十個(gè)水庫工程成功應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)如下：第一，對(duì)施工道路的質(zhì)量沒有較高的要求，在一定程度上節(jié)省了道路施工成本，且施工中很少依賴機(jī)械設(shè)備，還省去了部分設(shè)備應(yīng)用成本；第二，在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，可以依次完成采石、運(yùn)輸和填筑等作業(yè)，很大程度上提高了施工效率，且工程量較少，能夠有效提升水利施工的整體經(jīng)濟(jì)效益；第三，借助該項(xiàng)爆破技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)快速筑起堤壩，可盡快發(fā)揮截水作用，使水利工程施工作業(yè)順利度過汛期。（六）巖塞爆破技術(shù)在20世紀(jì)70年代該項(xiàng)技術(shù)就已經(jīng)被應(yīng)用于水利施工中，屬于水下爆破的一種。實(shí)際施工中，是先對(duì)巖塞位置進(jìn)行確定，通常處于水庫底部或者隧洞末端，在洞內(nèi)的施工任務(wù)全部完成之后便可將巖塞炸除，有效打通洞庫。巖塞爆破的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下：首先，對(duì)施工環(huán)境和條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，不會(huì)受到水位變化的影響；其次，爆破作業(yè)中的影響范圍較小，無需建設(shè)圍堰工程，有效降低了施工成本，且施工效率也相對(duì)較高；最后，施工中不會(huì)對(duì)水庫的正常運(yùn)行和其他施工作業(yè)產(chǎn)生影響。我國(guó)現(xiàn)行的水利施工中，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用頻率較大，根據(jù)裝藥方式的不同可以將其分為炮孔爆破和洞室爆破兩種，而根據(jù)爆渣處理方式的不同又可將其分為泄渣和留渣兩種。在水利工程的爆破施工中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件選擇正確的爆破手段有助于提升爆破效果和施工效率[3]。三、水利工程中爆破技術(shù)的具體應(yīng)用（一）工程概況某工程為集供水灌溉和防洪抗災(zāi)為一體的水利工程，主要包括溢洪道、攔河堤壩、水庫等工程。在對(duì)水利工程施工范圍內(nèi)的地質(zhì)狀況進(jìn)行全面勘察后發(fā)現(xiàn)，施工區(qū)域內(nèi)的巖體結(jié)構(gòu)較為完整，需開挖隧洞作為進(jìn)水口，根據(jù)水利工程的施工設(shè)計(jì)要求，邊坡開口線的高度應(yīng)為120m，而臺(tái)階坡度比應(yīng)控制在1：0.65～1：0.25之間。分析現(xiàn)場(chǎng)的施工條件來看，采取爆破措施可能會(huì)對(duì)閘門段和進(jìn)口段的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此要遵循安全施工和降低對(duì)周邊結(jié)構(gòu)擾動(dòng)影響的原則進(jìn)行爆破施工方案設(shè)計(jì)。（二）爆破方案設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則爆破施工屬于危險(xiǎn)系數(shù)較高的一類作業(yè)內(nèi)容，除會(huì)對(duì)施工人員的人身安全構(gòu)成影響以外，還會(huì)對(duì)爆破現(xiàn)場(chǎng)已有的構(gòu)筑物構(gòu)成影響。在本次工程中，爆破施工段距離閘門段和進(jìn)口段較近，很可能遭受爆破施工的影響。為能將影響降至最低，做好已有構(gòu)筑物的保護(hù)工作十分必要。此外還需遵循特定的爆破施工準(zhǔn)則，要重點(diǎn)控制爆破過程中飛石的方向與距離，主要方法為根據(jù)施工區(qū)域巖石結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和發(fā)育特點(diǎn)選擇適宜的爆破技術(shù)手段，為能降低飛石影響，可以采取手風(fēng)鉆解炮，對(duì)于鉆孔孔徑進(jìn)行科學(xué)控制，一般采取縮小孔徑的方式減少炸藥分裝用量，可在保障爆破效果的前提下，降低對(duì)其他構(gòu)筑物的影響。此外，還需結(jié)合水利工程的現(xiàn)場(chǎng)施工條件（如地質(zhì)條件）合理選用爆破工藝，并對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。（三）施工方案設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)現(xiàn)，施工部位的地質(zhì)狀況較為特殊，既包括整版巖石，又包括土夾石，針對(duì)此類現(xiàn)象，要正確區(qū)分巖石結(jié)構(gòu)后，選擇對(duì)應(yīng)的爆破施工手段。結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，如開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)整版巖石，就可能伴隨出現(xiàn)土夾石狀況，此時(shí)要優(yōu)先選用深口臺(tái)階微差擠壓爆破技術(shù)，即先將大塊巖石翻出之后，再利用收風(fēng)鉆鉆孔爆破。這里需特別注意的是，要將臺(tái)階高度控制在5m～10m的范圍之內(nèi)，且鉆孔孔徑應(yīng)為138mm，采取密集布孔方式來控制裝藥單耗。對(duì)于土夾石區(qū)域，考慮到粘土夾雜著塊石覆蓋物，如繼續(xù)向下挖掘可能出現(xiàn)包裹孤石的狀況，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來不利影響，因此可以采取分層爆破措施。同時(shí)，采取明挖措施將石塊拋出，形成滿足隧道施工需求的隧洞。水利工程的隧道施工難度較大，需要面臨較為復(fù)雜的地質(zhì)情況，在施工中要根據(jù)地質(zhì)情況選擇對(duì)應(yīng)的爆破施工技術(shù)，其中對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件要優(yōu)先選用硝銨炸藥，并將乳化炸藥作為輔助炸藥，對(duì)于地下水分布較為豐富的區(qū)域則需全面應(yīng)用乳化裝藥措施，保障炸藥爆破效果的有效發(fā)揮。（四）科學(xué)設(shè)計(jì)爆破施工參數(shù)鑒于進(jìn)水口的開挖高度較大，可以采取爆破措施提升開挖作業(yè)的效率，爆破施工中需要遵循分層爆破原則，且自上而下的布設(shè)炸藥，這里要注意將臺(tái)階高度控制在5m～10m之間，因此，將松動(dòng)爆破臺(tái)的高度控制在6m左右。主要布孔形式為多排梅花形，爆破孔均為垂直孔，如爆破過程中發(fā)現(xiàn)存在土夾石狀況，則需適當(dāng)增設(shè)爆破孔。在設(shè)計(jì)爆破參數(shù)時(shí)，要將臺(tái)階施工需求作為重要的參考，單位消耗炸藥量的確認(rèn)需綜合考慮巖石性質(zhì)、炮孔直徑、炸藥類型和臺(tái)階高度要求等。對(duì)于本次研究的水利工程而言，為能達(dá)到較為理想的爆破施工效果，可以將單位炸藥的消耗量控制在0.45kg/m3～0.6kg/m3之間，且炮孔直徑設(shè)計(jì)為138mm，孔深為臺(tái)階高度和超鉆深度之和，這里的超鉆深度在50cm～150cm范圍內(nèi)。底盤抵抗線以施工現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，一般在250cm～320cm之間。如將孔深控制在5m～10m之間，則孔距應(yīng)為2.8m～4.2m。排距應(yīng)設(shè)計(jì)為2m～2.4m，堵塞長(zhǎng)度3.2m左右，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件較為復(fù)雜的狀況優(yōu)先選擇上述參數(shù)的最大值施工。進(jìn)行裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量考慮爆破施工對(duì)周邊建筑物的影響因素，采取分層耦合裝藥的措施，這既可減少裝藥量，也能控制爆破影響范圍[4]。（五）做好爆破保護(hù)措施為能進(jìn)一步提升爆破施工的安全作業(yè)水平，還需采取有效的爆破防護(hù)措施，將爆破影響范圍進(jìn)行有效控制，特別需要關(guān)注對(duì)抵抗線長(zhǎng)度的控制工作，對(duì)飛石方向進(jìn)行合理控制，降低對(duì)閘門段和進(jìn)口段結(jié)構(gòu)安全的影響。在進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)時(shí)，便要將安全因素考慮在內(nèi)，通過對(duì)爆破方式和爆破參數(shù)的合理設(shè)計(jì)能夠很大程度上提升作業(yè)安全水平。但在現(xiàn)實(shí)施工中很可能出現(xiàn)偏差，這則要求相關(guān)施工設(shè)計(jì)人員對(duì)爆破施工方案進(jìn)行詳細(xì)梳理，做好細(xì)節(jié)把控工作，確保能夠?qū)Ρ谱鳂I(yè)進(jìn)行明確指導(dǎo)，并在現(xiàn)場(chǎng)安排監(jiān)理人員參與施工，對(duì)爆破作業(yè)的整個(gè)過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，全部操作符合設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上方能點(diǎn)燃炸藥，進(jìn)行爆破作業(yè)，反之則要根據(jù)爆破施工方案做好糾正和調(diào)整，直至與方案要求相符。此舉能夠有效提升爆破作業(yè)安全，且保障