浙江省高能爆破工程有限公司 浙江温州 325300
摘要:爆破是工程建设中的重要手段,比如在矿山开采、水利建设、道路工程、边坡治理等工程中的不断应用。随着科技不断发展,在爆破工程当中,因为爆破能量的作用下产生的诸多影响,如岩体的失稳、爆破飞石、爆破冲击波、爆破地震波等因素,地质灾害的产生对爆破安全有着非常重要的影响。所以,工作人员必须提前对爆破区域进行实地勘察,正确的运用地质学原理,分析爆破工程的地质条件,因地制宜的调整爆破方案。并根据当地的地质条件有针对性的改变爆破位置或爆炸方向,调整炸药用量,从而保证爆破工程的安全性,最大限度的避免爆破工程地质灾害的产生,达到更好的爆破效果。
关键词:爆破工程;地质灾害;防治措施
爆破工程地质灾害是指爆破作用下产生的对爆破效果、工程质量安全、周边环境及人员生命财产等造成的各种事故和灾害。因此,正确的了解地质灾害的概念、地质灾害的形成原因和条件以及如何有效的防治地质灾害,在爆破施工过程中,是至关重要的环节。
1爆破工程导致地质灾害的原因和形式
爆破工程会在多种地址环境下实施爆破作业,由于不同地质环境在作业中存在差异,实际的作业中也存在多种隐患。当前常见的故障形式如下:①冲炮事故。该事故的形成原因是爆破过程中产生气体冲击到了软弱结构面上,这一结构面会在这类因素的共同作用下,致使结构面冲出爆破区域,后果是导致整个工程施工面和周边的建筑物被严重损坏。②超爆事故。这一事故的原因是爆破作业中向爆破区域填入了过多的炸药,后果是整个周边环境的地下环境受到干扰,严重时会降低底层的承力水平。③欠爆问题。该事故的成因是爆破作业中炸药的装填位置不合理,或者对于炸药放置周边的地质环境处理效果较差,后果是定向爆破工作失效,由于爆破方向无法有效控制,导致的自然灾害情况无法确定。④涌水问题。该事故的成因是爆破区域周边的地层中含有大量的水,在爆破振动的作用下,地下水道受到相应的影响,导致涌水问题出现。⑤爆破滑坡问题。该问题的成因是在爆破中会产生剧烈振动,在振动的情况下会导致爆破区域以及邻近区域受到强烈的干扰,在这一干扰的作用下,会出现区域断裂等问题,严重时会出现滑坡等问题。
2爆破工程地质灾害防治工作的条件和作用形式
2.1地质条件的显性影响
地质条件的显性影响概念是,由于地质情况限制条件的自身存在,无论采用何种爆破技术都会导致该区域出现有问题的爆破形式,这类因素的存在可以让整个区域失去爆破作业的客观条件。显性条件的作用形式是在各个地质条件的作用下,使得结构面的强度不足以承担爆破作业产生的冲击量,容易出现爆破面以及周边结构面的大面积垮塌问题。这类地质条件常见的有4种形式,首先是爆破地点和其周边的地下区域有明显水头以及含水通道,在这类结构面揭开以及爆破过程中均会产生强烈的涌水现象。其次是岩层存在明显问题,包括岩石的碎裂程度过高、岩石抗压强度数值不高于40~60MPa时,在爆破作业中会让整个岩层的碎裂程度提高。再次是结构面或者组合面的结构问题,常见的是多个结构面的衔接水平不足,或者结构面的本身坡度过高等,都会降低结构面的实际强度。最后是结构面或者爆破区域欠缺稳定性等,在这一因素的作用下,会出现山体滑坡、爆破面滑移量过大问题。
2.2地质条件的隐性影响
隐性影响的概念是,在一些特殊地质条件的作用下,在发生爆破作业的过程会由于岩层、结构面的特殊作用,导致爆破参数和预期效果之间产生较大的不同,从而让整个爆破结果出现变化。在实际的作用过程,这类干扰性因素包括结构面的倾斜或者垂直、抵抗线的实际长度等,若这类因素和采用的爆破之作业间存在较大差异时,自然会导致这一结构的作用形式出现故障和问题。常见的隐性影响因素包括不同岩层结构中的强度差值过大、岩层中的抵抗线出现反射、偏振问题等,在这些负面影响因素的作用下,可能会出现岩层结构遭受不可逆损坏问题,甚至在一些作业中让原有的作业形式和运行体系出现全面性的故障,从而导致整个系统的作用水平大幅度降低。
2.3其余条件的影响方式
爆破作业的实际成效会受到多个因素的影响,包括炸药的单次装填量、爆破能量的释放方向、爆破临空面等,在这类因素的共同作用下会让整个系统的作用形式变革,和预期的设计指标不符。此外在爆破作业中,也会在其余地点设置抗震缝,防止对其余的结构面造成不可逆的破坏。实际处理方法要根据炸药的使用量和爆破作业的工作形式合理控制,防止在后续的作业中出现过大的损坏。
3爆破工程地质灾害的防治方法
3.1裂隙发育方向控制
裂隙的发育方向能够直接决定该项作业的实际水平,当实际的发育方向和设计值不符时,会导致被处理的岩体被严重破坏,但是在世纪的爆破中会在炸药爆炸后冲击波的作用下,导致原有的结构面上出现大小不一的缝隙和裂纹,在这类限制因素的共同作用下,若裂缝的发育方向不能得到有效控制时,则容易形成辐射状的裂隙,同时结构面的被破坏程度难以控制,则整个结构面的垮塌事故发生概率提高。在一些结构面较为规律,同时爆破规模较大的作业中,容易在炸药作用下生成强烈的膨胀鼓包,其中鼓包的岩层下部、岩体本身以及整个爆破作业的周边区域中,都会在这一爆破作业的作用下形成不同结构面之间得相互牵连效果,形成的辐射状爆破裂隙会大幅降低这一整个系统的作用水平。此外在一些爆破作业中,采用的爆破方式是内部爆破方法[3]。在炸药的冲击之下,炸药周边的介质会被炸药冲击波冲击,这一区域的介质被抛出,整个结构面中会生成空腔,若周边未建成专业化的限制性结构下,这一空腔结构的承力水平、工作形式会大幅度降低,导致整个施工区域的作用水平下滑。
3.2深入了解爆破工程的地质条件
地质条件直接决定着爆破工程的爆破效果,所以,工作人员在进行爆破工程之前,必须对爆破区和爆破影响区的地质条件进行实地勘察,爆破区要根据岩体结构对爆破效果的影响以及爆破区的岩体特性决定。其次,为了防止地质灾害的产生,也必须深入勘察爆破区岩体的抗压能力,同时要对爆破区的地层结构和稳定性进行数据比对深入探析。
3.3岩石稳定性问题
从上述爆破工程地质灾害的形成原因可以看出,在爆破过程中形成地质灾害的主要原因是爆破区或爆破影响区的岩石不稳定所造成的。所以为了避免这一问题的产生,工作人员就必须对爆破区域岩石稳定性进行深入勘察,并结合岩石的特性和抗强度能力,拟定科学合理的应对措施。
3.4防止爆破渗透问题
爆破区的地下水层极易引起地质灾害的产生。因此,在进行爆破工程之前,必须先对爆破区域进行仔细勘察,如果在爆破区内存在地下水层,就要根据爆破区岩石的承受能力和地下水层的分布特点,调整爆破方向和爆破位置,适当的减少爆破的炸药用量,当然也要做好爆破过程的防护措施,尽可能的避免地下水层受到爆破的影响。
3.5超爆欠爆问题消除
欠爆和超爆问题的原因通常由炸药量的参数配置存在问题,其中欠爆问题通常和冲炮问题同时存在,从而让这一结构的作用水平下降。其中超爆问题除了炸药量的放置数量过多,另一个事故的形成原因是岩体的本身问题,通常情况下岩体的故障引发因素是结构面以及组合结构面外倾,或者爆破的倾斜角度过小。为防范这类问题,要详细勘察爆破作业区域的结构面参数,发现存在过大问题时不可采用大爆破方法。
3.6爆破安全防护措施
确定防护方案的原则:防护技术措施必须具有针对性,符合现场实际情况,技术上可行,经济上合理。在爆破区域进行覆盖防护和搭设防护排架近体防护,把地质灾害控制的一定范围内,以免对周围环境设施、人员生命财产造成损害。
结束语
工程爆破技术已经渗透到经济建设的众多领域,在我国的铁路建设、矿山开采、城市建筑物拆除等工程中做出了重要贡献。但受施工环境的局限,致使爆破过程会产生速度极快的爆炸物和碎石,甚至会伴随剧烈的震动和冲击波,这在很大程度上造成了爆炸区和爆炸影响区的严重损坏。虽然现阶段在工程施工中所应用的技术都比较先进,但仍不能避免爆破工程所导致的地质灾害的发生。所以就目前的爆破工程施工来说,必须保证其爆破的安全性,做好对爆破工程中地质灾害的防治。
参考文献:
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[3]鲁智鹏.矿山地质灾害成因及防治策略[J].江西建材,2017(17):87.
[4]董竞遥,黄霜.在地质灾害治理中应用控制爆破技术的探析[J].科技展望,2016,26(34):130.