摘要：概括總結(jié)了公司近年來充分融合智能建造、科技興安與綠色低碳理念，著力組織開發(fā)的爆破技術(shù)自主創(chuàng)新成果，對智能爆破系統(tǒng)、綠色礦山開采、抽蓄地下工程及近海軟基堤壩等爆破技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵成果應(yīng)用技術(shù)成效和所取得的社會經(jīng)濟效益，分析了爆破技術(shù)創(chuàng)新為公司高質(zhì)量發(fā)展和踐行央企使命擔(dān)當(dāng)所發(fā)揮的作用。

關(guān)鍵詞：智能爆破  綠色礦山  地下洞室  爆炸擠淤  央企使命

1 技術(shù)攻關(guān)需求

在人類文明史上，工程爆破技術(shù)的發(fā)展，大大提高了人類改造自然的能力。中國水利史上著名的李冰，在修造都江堰時，采用了堆柴燒巖潑冷水的冷熱交替法，來開鑿山體，其勞作的艱辛和效率的低下，可想而知。

隨著采掘業(yè)的發(fā)展，西方爆破技術(shù)持續(xù)革新，從黑火藥到硝化甘油炸藥，到20世紀(jì)的雷管、導(dǎo)爆索，再到現(xiàn)代應(yīng)用廣泛的微差爆破、控制爆破、靜態(tài)爆破，現(xiàn)代爆破技術(shù)因其安全環(huán)保的重大影響，而與國計民生息息相關(guān)。

從雪域高原，到東海之濱，在水電十二局具有技術(shù)品牌優(yōu)勢的土石壩工程、抽水蓄能電站地下工程，和近海軟基堤壩工程中，爆破技術(shù)成為安全、環(huán)保、高效施工的重要基礎(chǔ)。為了適應(yīng)復(fù)雜料源、破碎圍巖、深厚軟基等工程施工難點，需要不斷組織技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新突破。

2 關(guān)鍵技術(shù)成果

近年來，公司著力組織爆破技術(shù)自主創(chuàng)新，開發(fā)形成了經(jīng)行業(yè)專家鑒定達到“國際先進”和“國內(nèi)領(lǐng)先”水平的關(guān)鍵技術(shù)15項，取得省部級工法18項。經(jīng)過近五年的轉(zhuǎn)化推廣和二次開發(fā)，公司的爆破技術(shù)創(chuàng)新成果還取得了專利18項、軟著3項、QC成果15項，參編行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1項，獲集團及省部級科技獎16項、公司級科技獎23項。

2.1 智能爆破系統(tǒng)

雅礱江兩河口水電站位于雪域高原甘孜州雅江縣，大壩為礫石土心墻堆石壩，壩高295m，目前是亞洲第二高壩。兩河口大壩總填筑量達4300萬立方米，如果分解成1立方米的正方體，可以繞地球一圈多。針對工程爆破施工需求，我公司與長江水利委員會長江科學(xué)院聯(lián)合研發(fā)了“水電站級配料開采爆破智能設(shè)計系統(tǒng)”，該系統(tǒng)的核心為將復(fù)雜的設(shè)計與運算過程由計算機完成，設(shè)計人員只需輸入初始資料、地質(zhì)條件與開采要求等信息，計算機自動運算輸出爆破設(shè)計，并根據(jù)工程需要對爆破級配分布、爆堆形狀及爆破振動效應(yīng)等進行精確預(yù)報；同時該系統(tǒng)搭載施工信息管理信息模塊，可對爆破施工質(zhì)量和爆破效果進行實時記錄，計算機可根據(jù)前期的試驗成果以及施工過程中不斷補充的篩分或碾壓檢測數(shù)據(jù)，自學(xué)習(xí)的修正預(yù)報模型并給出合理的爆破設(shè)計參數(shù)。該系統(tǒng)成功運用于兩河口水電站心墻堆石壩，為堆石料及過渡料的優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟開采提供技術(shù)保障。

經(jīng)中國爆破行業(yè)協(xié)會專家鑒定，該成果達到了“國際先進”水平，主要創(chuàng)新點包括：1、建立了融合巖體特征與開挖歷史的爆破級配預(yù)測模型；2、提出了基于深度學(xué)習(xí)的多目標(biāo)爆破優(yōu)化技術(shù)；3研發(fā)了圖元編程爆破智能設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)與功能模塊。該成果已成功應(yīng)用于兩河口水電站，開采壩料550萬方。

2.2 綠色礦山開采

溫州市甌飛一期圍墾工程位于溫州市甌江、飛云江河口間平直岸灘，圍墾面積約13萬畝，施工總工期為9年，工程概算約272億元。

料場巖石巖性為流紋質(zhì)玻屑晶屑凝灰?guī)r，礦石物化性能測試為：中風(fēng)化巖，礦石天然抗壓強度為（干燥狀態(tài)）118.1 MPa~139.3MPa，平均125.7MPa。弱風(fēng)化至新鮮巖石的巖石堅固性系數(shù)f≈8~12，各指標(biāo)等級均達到Ⅰ類石料質(zhì)量指標(biāo)要求。直接采用深孔爆破開采大塊徑石料產(chǎn)出率最高為10%~15%，無法滿足下游標(biāo)段大塊石需求及合同要求。通過精細化爆破施工技術(shù)和礦山復(fù)綠技術(shù)，針對甌飛礦區(qū)的巖石特點、地質(zhì)條件、供料粒徑等因素實行動態(tài)設(shè)計，對采區(qū)進行動態(tài)調(diào)整，對爆破方式進行差異化選用，提高了多粒徑石料爆破開采效率，大塊石產(chǎn)出率達到了32%~40%。項目被評為浙江省綠色礦山、部級爆破樣板工程。

研究發(fā)現(xiàn)，堵塞長度是經(jīng)驗公式最大值的1.5倍，爆破大塊徑石料產(chǎn)出率高，此時單耗q=Q/abH=0.22Kg/m3，單孔裝藥量：Q=Q2+Q3=42.1+22.8=65Kg，比常規(guī)的經(jīng)驗單耗小，節(jié)約成本的同時有效提高了生產(chǎn)效率。間隔裝藥炮孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案見圖1。

圖1 間隔裝藥炮孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

該成果經(jīng)專家鑒定達到“國內(nèi)領(lǐng)先”水平，主要創(chuàng)新點包括：深孔梯段崩塌爆破+毫秒延時逐孔起爆，上下間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)+矩形布孔，以及爆破振動、飛石和噪音控制關(guān)鍵技術(shù)。

2.3 抽蓄地下工程

在抽水蓄能電站建設(shè)領(lǐng)域，公司依托承建的浙江桐柏、長龍山、江蘇溧陽，福建周寧，山東泰安等26座抽水蓄能電站，組織研發(fā)了引水系統(tǒng)與地下廠房洞室群施工關(guān)鍵技術(shù)，自主創(chuàng)新的大型地下廠房安全高效開挖支護技術(shù)、堅硬巖大直徑陡傾角長斜井開挖技術(shù)等成果達到國際先進水平，在抽蓄工程領(lǐng)域的技術(shù)品牌，為水電十二局承建寧海、撫寧、天臺等工程發(fā)揮了開拓市場的科技先導(dǎo)作用。

以周寧抽水蓄能電站為例，其地下廠房中導(dǎo)洞爆破孔位優(yōu)化設(shè)計方案見圖2，廠房頂拱變形觀測數(shù)據(jù)見表1。

圖2 周寧抽蓄工程地下廠房中導(dǎo)洞爆破孔位優(yōu)化設(shè)計

表1 廠房頂拱變形觀測表

監(jiān)測表明，四個月的累計孔口位移達到-0.019mm~0.732mm，累計孔口位移較小，變化趨勢無異常，關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用效果良好。

2.4 海堤爆炸擠淤

在中國1.6萬公里的大陸海岸線上，臺風(fēng)、寒潮等自然災(zāi)害頻發(fā)。以標(biāo)準(zhǔn)海塘、漁港防波堤為代表的海堤工程，為保護人民生命財產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用。在20多年的時間里，公司承建了海堤工程60多項，積累了豐富的近海軟基堤壩施工經(jīng)驗。

公司組織研發(fā)了復(fù)雜海況下超深軟基處理與深水筑堤關(guān)鍵技術(shù)，首創(chuàng)提出了“懸浮式”海堤爆破參數(shù)設(shè)計方法和“側(cè)爆推進”新工藝，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了爆破擠淤軟土置換深度超過30m。成果已廣泛推廣應(yīng)用。

循環(huán)爆破拋填石筑堤過程見圖3，堤頭拋填布藥優(yōu)化設(shè)計見圖4。

圖3 循環(huán)爆破拋填石筑堤過程示意圖

圖4 堤頭拋填布藥優(yōu)化設(shè)計

3 社會經(jīng)濟效益

通過研究建立爆破技術(shù)成果綜合評價體系，公司對自主創(chuàng)新的爆破技術(shù)進行了安全、環(huán)保、質(zhì)量、經(jīng)濟四個方面八個效益點的四級評價，便于策劃實施進一步的推廣應(yīng)用。綜合效益評價見表2。

表2 綜合效益評價表

經(jīng)測算，公司爆破技術(shù)創(chuàng)新成果的應(yīng)用，能夠在全公司范圍內(nèi)每年產(chǎn)生5000萬元以上的增收節(jié)支效益，并以核心技術(shù)為公司承攬新工程帶來市場機遇。非煤礦山爆破工法碳排放量見表3。

表3 非煤礦山爆破工法碳排放量計算

更為重要的是，綠色、智能爆破施工技術(shù)的推廣應(yīng)用，所取得的安全、環(huán)保等社會效益不可估量，為公司樹立良好社會形象奠定了堅實基礎(chǔ)。

結(jié)語

智建興安工匠志，山海驚雷筑豐碑。水電十二局爆破技術(shù)的自主創(chuàng)新發(fā)展，充分融合了智能建造、科技興安和綠色低碳理念，為公司踐行央企使命擔(dān)當(dāng)，持續(xù)貢獻著科技驅(qū)動力，并為公司高質(zhì)量發(fā)展保駕護航，助力公司在華夏大地上，筑造著一座又一座優(yōu)質(zhì)工程的豐碑。

【責(zé)任編輯：周磊】