爆破技術在其他非生產方面的應用

喬介平,劉進春,殷本林

(1.二灘水電開發有限責任公司,四川 成都 610021;2.中國水利水電第七工程局有限公司 二分局,四川 郫縣 611730)

1 前 言

雅礱江錦屏一級水電站主體工程開工典禮于2005年 11月 12日隆重舉行,主體工程的開工是電站建設的一個重要里程碑。水電七局錦屏施工局根據業主二灘水電開發有限責任公司的指示及委托,本著熱烈、隆重、喜慶的原則,在左岸輔會場燃放慶典彩炮。彩炮的設計與燃放由水電七局錦屏施工局負責。經過前期大量的試驗以及兩次大規模的彩排,2005年 11月 12日上午在左岸輔會場成功燃放,為錦屏一級水電站開工典禮的成功舉行作出了突出的貢獻,為此受到省、州領導以及二灘水電開發有限公司的高度贊揚。

2 彩炮設計方案的確定

國內大型工程的慶典儀式一般采用禮炮、煙花或彩飄等方式,在慶典現場場地有限時確能取得較好的氣氛。錦屏一級水電站開工典禮共布置兩個會場,主會場在錦屏一級電站大壩的右壩肩,輔會場在大壩的左壩肩,兩個會場相距 800余米。若在輔會場僅采用禮炮、煙花、彩飄的慶典方式,效果差,慶典氣氛將受影響。

通過多種方案的比較,并進行多次試驗,最后確定選用自行設計和加工的彩炮,利用炸藥爆破原理,使彩粉噴射高度達到 10m以上并伴有一定爆破聲響,能夠更好地滿足人們從右岸遠距離觀看的視覺、聽覺效果。通過彩炮集中燃放的方式,烘托整個會場熱烈、隆重、喜慶的氣氛。

2.1 彩炮炮筒選擇

前期采用基巖造孔、普通鋼管加工等方法形成炮孔或炮筒,用 100g的小藥量進行試驗,發現效果極差,主要原因是左壩肩基巖破碎、裂隙發育,爆破能量瞬間泄漏嚴重,彩粉噴射的高度不足 3m。采用壁厚為 4mm普通焊接鋼管做成的炮筒,筒壁和筒底均無法承受小藥量爆破能量沖擊而破壞。經過多次試驗和研討,最終選用壁厚為 8mm的無縫鋼管作炮筒材料。主炮筒高度為 1500mm,筒徑為 100mm,集中藥包部位用筒徑增大為 150mm、高 500mm的無縫鋼管予以加強;兩層無縫鋼管皆與管底部封堵鋼板焊接,兩層管壁之間空腔填充黏性土;炮筒底座用 15mm錳鋼板焊接加工(炮筒結構見圖1)。試驗結果表明,該結構炮筒可滿足爆破(燃放)3次正常使用而不發生破壞。試驗結果見表1。

2.2 彩炮彩粉的選擇

彩粉顏色共有紅色、黃色、藍色、青色、品紅、黑色、灰色七種,經現場燃放試驗發現,其中青色、品紅、黑色、灰色的現場視覺效果差,因此僅選用紅色、黃色、藍色三種彩粉。彩粉采用粉狀裝飾顏料。

根據試驗,炮筒內彩粉裝填量為 8kg時,噴射體的觀賞效果最佳。彩粉裝填量過多,燃放時噴射高度不足 6m;裝填量過少,燃放的規模和觀賞效果均不理想。

圖1 炮筒內部結構

2.3 彩炮炮筒內部結構設計

將爆破集中藥包設在炮筒底部且環向居中。利用聚乙烯泡沫塑料作為炸藥與炮筒間隙的填充料,且起到定位作用;泡沫塑料頂口作成漏斗形,爆破時的聚能作用使彩粉噴射高度最佳。利用毫秒微差非電雷管連接炸藥與爆破網絡。彩粉自炮筒孔口直接灌入,而后呈開口式。

2.4 彩炮現場布置

為營造熱烈、喜慶的氣氛,并結合左壩肩施工現場實地情況,共制安 670支彩炮。彩炮擺放在左岸EL2050m馬道及 8-1號、8-2號施工道路上,分三個區域覆蓋整個左壩肩施工現場(見圖2)。第一區(2050m馬道上)間、排距為 2.0m,共 250支;第二區(8-1號施工道路上)每 6支為一小組,組間距為 8.0m,組中支間距 2.0m,共 30組 180支;第三區(8-2號施工道路上)每 6支為一小組,組間距為8.0m,組中支間距 2.0m,共 40組 240支。

2.5 彩炮燃放時間的控制

為保證彩炮燃放的視覺效果,達到參加慶典人員觀賞的目的,彩炮燃放的持續時間控制在 10～15s,其中每組彩炮燃放的時間間隔控制在 250～500ms。

2.6 彩炮起爆方式及爆破網絡

根據開工慶典儀式的現場指示,彩炮必須瞬間點火起爆。為保證彩炮及時燃放,采用“雙保險”起爆網絡。彩炮點火方式為:起爆器引爆電雷管,電雷管起爆爆破網絡。爆破網絡為并串聯方式,8-1號施工道路和8-2號施工道路兩個爆破區域用導爆索并聯,8-1號施工道路爆破區與 EL2050m爆破區域用導爆索、毫秒微差非電雷管串聯。為達到彩炮燃放的時間間隔,同一爆破區域組間利用 MS-8～MS-11段毫秒非電雷管串聯,繼而引爆炮筒內毫秒微差非電雷管,從而引爆集中藥包。

表1 彩炮試驗結果

圖2 彩炮現場布置

2.7 起爆信號的發出

左、右岸起爆信號傳遞采用對講機并輔以旗語。其中配備五部對講機聯絡,2部在右岸(1個手持),3部在左岸,分別為右岸聯系人 2部、左岸指揮人及2名起爆人。在右岸主會場觀禮臺外側設置一個爆破指揮所。右岸爆破指揮人員和旗手在嘉賓宣布“錦屏一級水電站開工”結束前 1s,及時以對講信號和旗語向左岸指揮人員下達起爆指令。彩炮燃放效果見照片 1、2。

照片 1 從左岸高處觀賞彩炮燃放效果

3 結 語

(1)錦屏一級水電站開工典禮采用自制的彩炮,經實踐證明是可行的。主、輔兩個會場相距距離 800余米,能很好地烘托會場熱烈、隆重、喜慶的氣氛。

(2)由于是自行研制的彩炮,無裝藥、炮筒設計等參考范例,彩炮的現場試驗對彩炮的成功與否至關重要,經過多次不同的試驗和調整,最終得出理想的參數和數據,保證了彩炮的成功燃放。

(3)彩炮采用鋼管結構形式,材料購置方便、成本低,對燃放現場地形無特別要求,具有實際可操作性。

照片 2 從右岸(視距 800余米)觀賞彩炮燃放效果