水电站边坡智能爆破设计与管控系统研究

水利工程爆破施工具有周期长、规模大的特点,传统爆破设计与施工管控方式难以满足当前水利工程的建设和发展要求,研究建立平台化、网络化、智能化的爆破设计与管控系统具有重大的工程意义。基于BIM、WebGIS和已开发的爆破设计软件,利用Angular框架和SpringBoot框架,采用前、后端分离式方法开发了智能爆破设计与管控系统,系统由智能爆破设计模块、三维可视化模块、数字化爆破管控模块以及智能安全评价及预测预警模块四个功能模块组成,实现了智能爆破设计与全流程爆破审核功能一体化,能够根据现场实际施工情况,采用模型参数化动态联合裁剪方法,选取开挖轮廓线上的控制点进行智能爆破设计,生成爆破设计方案,并将设计方案上传审查,有效地促进了爆破全流程的标准化、信息化、数字化管理,加强设计、施工、监理等单位的实时交互办公。该系统在叶巴滩水电站边坡爆破开挖工程的应用结果表明,系统能有效进行爆破设计,并提高管控效率,可为水电站边坡爆破设计开挖施工提供技术支持。

爆破振动在岩质边坡坡面的放大机制研究

岩质边坡坡面的爆破振动放大现象,影响着边坡爆破振动监测及安全评价的准确性。采用数值模拟方法,研究了边坡坡面的振动放大现象,基于结构动力学原理,根据振型分析理论揭示了边坡坡面振动放大机制。数值模拟结果表明:边坡振动放大现象主要发生在台阶坡顶线附近区域,受台阶突出物几何尺寸及岩体物理力学参数的影响,随着平台宽度增大、台阶高度减小、台阶坡比减小以及岩体工程质量等级的降低,台阶坡顶线位置振动速度峰值相对于台阶坡底线位置的振动放大现象逐渐显著,但第一主应力分布与振动速度峰值分布规律相反,因此为了更准确地进行爆破振动安全评价,建议将监测点布置于台阶坡底线位置。振型分析结果表明:台阶突出物的低阶振型中坡底线位置与坡顶线位置的振动速度峰值之比随着台阶几何尺寸及物理力学参数的变化规律与数值模拟计算结果一致。由此可见:边坡坡面的振动放大效应主要由台阶突出物几何尺寸及岩体物理力学参数决定的低阶振型控制。

坝肩槽边坡保护层开挖爆破孔三维自动布置研究

坝肩槽边坡保护层的开挖质量和进度控制对实现水利工程的安全高效施工具有重要的意义。针对坝肩槽边坡保护层爆破开挖,考虑保护层多轮廓、多倾角、高开挖质量要求等特点,提出了一种炮孔三维自适应布置算法,建立了基于该算法的三维几何计算模型,利用C#WinForm实现了人机交互操作界面设计,开发了炮孔三维自动布置系统。系统通过协调保护层顶部、底部、侧面开挖轮廓面内炮孔的二维布置,采用偏移轮廓线的方法确定各轮廓面内的炮孔排间关系,实现了炮孔的三维自动布置,有效地解决了复杂轮廓情况下坝肩槽边坡保护层爆破开挖轮廓孔的自适应布置问题,以及开挖边坡坡度较缓情况下炮孔底端未落在底部开挖面时的主爆孔布置问题。工程实例的设计结果表明:应用该系统能够自动、快速、高效地完成坝肩槽边坡保护层的炮孔布置。

丰店-彭店水库连通应急引水工程小断面隧洞爆破技术

水利工程中小断面特坚硬岩隧洞的开挖往往存在着施工难度大、开挖效率低的问题。基于丰店-彭店水库连通应急引水工程,研究了小断面特坚硬岩隧洞开挖钻孔爆破方案,开展了不同掏槽爆破方案的现场试验,提出了联合使用多空孔直孔掏槽爆破与空气间隔装药光面爆破技术方案,并确定了具体的钻孔爆破参数。现场应用效果表明:采用多空孔直孔掏槽技术及空气间隔装药光面爆破技术相结合的方案,隧洞开挖成型效果良好,开挖轮廓面较为平整,基本无欠挖,最大超挖约20 cm,实现了该小断面特坚硬岩引水隧洞的安全高效开挖。