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。

复杂环境下秀江双桥控制爆破拆除

为在复杂环境下对两座200 m钢筋砼桥梁(连续梁老桥与拱形新桥)实施控制爆破,选择双桥桥墩、连续梁腹板及双曲拱桥拱脚为爆破部位,破坏桥梁的主要承重部位。采用深孔桥墩爆破和浅孔主梁爆破相结合的爆破方法,降低施工安全风险并提高施工效率。其中,深孔桥墩爆破采用由桥面向桥墩的大直径垂直炮孔,克服了桥墩圆弧面对最小抵抗线计算的影响,减少了钻孔工作量。设计起爆方式为梁桥同方向逐跨分段延期起爆,即:两桥由南向北同向逐跨起爆,每跨之间等间隔延时,同时两桥之间设计50 ms的延时间隔(新桥的起爆时间比老桥延后50 ms)。为减少爆破振动及塌落振动,采用毫秒延时控制爆破,最小抵抗线方向背离较近岸边保护对象。此外,为控制爆破飞石,采用了桥台堆沙袋,爆破体进行钢丝网捆扎并用多层竹笆覆盖的防护措施。起爆后,大桥逐跨坍塌,被爆桥体塌落解体较充分,塌落振动及飞石控制效果良好。

榆林市谷瘟病和谷子叶斑病的发生与防治

随着我国西北地区暖湿化进程的发展,陕西省在榆林市降雨明显增加,谷瘟病和谷子叶斑病普遍发生,对谷子生产造成了严重损失。通过系统调查研究,明确了谷瘟病和叶斑病的发生特点、危害情况和发生原因,并提出了培育和引进抗病品种,强化预测预报,开展科学防控,加强宣传培训的综合防治措施,以减少病害损失,保障粮食生产安全。

隧道近接穿越古迹爆破施工安全控制技术

为了降低隧道爆破施工对临近古迹等敏感建筑物的安全威胁,依托新建石板沟一号公路隧道工程,通过现场监测和数值模拟,揭示了不同掏槽眼型式与传播介质参数对临近古迹的减振规律。对上台阶全断面爆破施工阶段进行监测,发现影响控制点振速峰值的主要因素为掏槽眼爆破,其中寺内水平向振速VR显著较大;在爆破断面距寺庙约60 m处V_(R)达到0.961 cm/s,即将超出1.0 cm/s的安全限值,建议以60 m为分界线调整爆破方案。为兼顾施工效率和爆破减振,利用数值模拟对掏槽型式与台阶法施工参数进行研究,结果表明,掏槽型式与仰拱开挖对控制点的影响具有区段性,采取斜眼掏槽型式、及时开挖仰拱、增大台阶长度和台阶高度分别能够减小控制点振速峰值0.071 cm/s、0.039 cm/s、0.097 cm/s、0.065 cm/s。为保证工程顺利进行,最终提出三区段小导洞先行爆破施工方案和相关辅助减震措施,有效控制了隧道爆破对古迹的振动影响。

周边眼偏位空孔爆破设计优化研究与应用

依据已有研究对空孔效应和设置空孔时裂纹扩展规律进行探讨,发现空孔有利于裂纹贯通,对提升爆破效果有一定帮助,但也发现传统的直线型空孔布置会导致裂纹偏向,即在空孔附近转向、偏离原发展路径,影响原设计开挖轮廓。若设置偏位空孔,则可充分利用空孔效应及导向作用以提高开挖质量。对于偏位空孔在爆破中的效应,采用数值模拟研究了不同炮孔间距、空孔偏位角下的裂纹扩展规律和炮孔间贯通情况,探讨了最优偏位角度设计,并根据模拟结果对现场爆破方案进行优化,研究实际应用效果。研究结果表明:偏位空孔对爆生裂纹具有较直线空孔更明显的导向作用,主要表现在爆生裂纹尖端向空孔本身发展或被空孔裂纹引导偏向、最终主裂纹与空孔连通或在空孔范围之外主裂纹相贯通,更利于炮孔主裂纹扩展与贯通;通过提取模拟结果并测量裂纹范围,对于孔间距在60 cm及以下时,适用于周边眼爆破设计的最优偏位角为15°,在此情况下炮孔连线方向形成了与孔心连线相平行的裂纹,能显著提升贯通效果;对于优化后的福厦铁路某隧道爆破施工方案,通过振速监测及超欠挖断面扫描分析,发现周边眼起爆引起的爆破振速降低了超过50%,超欠挖值也由平均25 cm降低至15 cm以内,整体应用效果良好。该项研究可为隧道爆破减振及超欠挖控制研究提供一定参考。

复杂岩性隧道超前切割爆破方法研究

针对复杂岩性隧道传统爆破开挖效果差的问题,基于传统光面爆破与预裂爆破的研究,在隧道周边局部存在软弱围岩情况下,将软弱围岩区周边孔的爆破提前至掏槽孔爆破之后进行,提出一种超前切割控制爆破方法。建立了准三维模型,使用流固耦合(ALE)算法和ANSYS/Ls-dyna有限元分析软件,对超前切割爆破方法与传统预裂、光面爆破方法进行了数值模拟对比研究,结果表明:相较于光面爆破与预裂爆破,对超前切割爆破在隧道轮廓周边损伤深度分别降低了6.85%与10.08%。结合仿真结果设计了现场爆破试验方案,并开展了光面爆破及超前切割爆破方法的现场对比试验,爆破结果表明:采用超前切割的爆破方法后,隧道的轮廓面成型效果好且软弱围岩区无掉块、坍塌情况,同时超欠挖得到有效控制。对爆破后的断面进行三维断面扫描数据及统计结果表明:相较于效果较好的光面爆破,超前切割爆破的最大超挖降低了35.98%、平均超挖降低了25.60%,混凝土消耗数量降低了26.3%,其平整度标准差提高了24.29%。该方法经过现场实践验证,在降低超挖的同时还可以减弱复杂岩性区内的爆破损伤,提升隧道保留围岩平整度。

西康高铁秦岭太兴山隧道凿岩台车钻爆试验研究

基于凿岩台车应用现状,针对采用凿岩台车钻孔爆破时平均线性超挖量大等问题,选取西康高速铁路(西安—安康)秦岭太兴山隧道左洞进口Ⅲ级围岩段(DK23+075—DK23+155)作为凿岩台车钻爆法试验段。首先针对周边孔外插角大和掏槽孔深度受限情况,将凿岩台车两侧机械臂长度由7.1 m缩短至6.1 m。然后制定了精准钻孔措施。基于与该隧道同等围岩级别地段手风钻钻孔爆破施工经验,经过现场3个循环的凿岩台车钻爆试验,确定掏槽形式为两级斜孔掏槽,把电子雷管起爆时间设置为导爆管雷管奇数段位的起爆时间,按照掏槽孔、辅助孔、内圈孔、周边孔和底板孔的顺序依次起爆。经实施,爆破施工进尺可达3.4~3.6 m,周边孔爆破后炮痕保留率90%以上,断面平均线性超挖量仅19.9 cm。与凿岩台车配套的药卷直径宜在40~45 mm取值。

高地芽孢杆菌对稻瘟病的防治及促生作用

明确高地芽孢杆菌的防病促生效果,为其开发应用提供实践基础。选用实验室前期通过酶活、平板拮抗等初步筛选到的潜在防治稻瘟病效果较佳的2株高地芽孢杆菌JYW21和JYW26,通过离体叶片法、温室盆栽及田间试验等验证其对稻瘟病的生防效果,并通过种子萌发、温室盆栽及田间试验测定其对水稻秧苗、植株的促进作用。结果表明,2株高地芽孢杆菌离体和温室条件下对叶瘟防效分别达96%和79%以上,田间条件下叶瘟防效可达55%以上,穗瘟则达70%以上。在防治稻瘟病同时,2株高地芽孢杆菌对纹枯病、稻曲病具有较高防效。研究还进一步证实高地芽孢杆菌JYW21和JYW26对水稻种子发芽率、水稻植株生长具有显著促进作用,温室条件下分别增加发芽率6.27%和6.81%、秧苗高12.91%和14.91%、秧苗鲜重21.43%和28.57%、成株期株高24.67%和18.67%、鲜重64.04%和61.79%、根长30.96%和27.94%、根重24.71%和25.88%。田间条件下,高地芽孢杆菌JYW21和JYW26分别增加分蘖数20.59%和15.27%、穗重19.55%和3.53%、千粒重4.77%和1.25%。由此可见,2株高地芽孢杆菌不仅具有较好的防治稻瘟病等多种真菌病害的应用潜力,还可促进水稻生长,因此具有较好的生防潜力和开发前景。研究还发现2株高地芽孢杆菌可增加水稻叶片叶绿素的含量,这可能是促进水稻生长的原因之一。

基于高压气体驱动的爆炸波模拟激波管冲击波衰减历程控制方法

基于高压气体驱动的爆炸波模拟激波管,一般采用驱动段、喉部、膨胀段的结构形式,可产生特征与爆炸波接近的模拟冲击波,是实验室中开展长正压作用时间爆炸毁伤效应研究的理想平台。通过调整激波管的变截面结构和驱动段形状,实现冲击波超压衰减历程的控制,是此类爆炸波模拟激波管设计面临的核心问题之一。基于实验室现有的爆炸波模拟激波管结构,建立了激波管内一维流动数值计算模型;参考统计学理论,提出了基于决定系数的激波管模拟冲击波与标准爆炸波相似度评价方法;进而以变截面激波管的流动特性为基础,研究了驱动段形状对冲击波衰减历程的影响机理。研究结果表明:采用距离喉部越远、截面直径越小的驱动段形状,以决定系数为量化标准、优化驱动段形状,控制稀疏波、压缩波在激波管内的运动过程,可以获得接近于爆炸波指数衰减特征的模拟冲击波。

基于数据装定的坦克炮毫米波近炸引信炸高控制方法

为满足打击人员、装甲、掩藏等目标需求,坦克炮毫米波近炸引信需要具备多种炸高,实现弹丸毁伤效能最大化。针对坦克炮弹道低伸,毫米波探测器波束较窄、难以满足近炸引信多种炸高的问题,建立基于装定延时的坦克炮毫米波近炸引信炸高控制模型,分析通过增加发火延时的策略实现炸高控制。弹丸发射前根据初速射角等攻击条件解算发火延时,利用武器平台与弹丸的信息交联,向近炸引信装定发火延时从而实现弹丸炸高控制。建立数学模型并仿真分析发火延时与弹丸初速、射角和毫米波探测器波束宽度、探测距离与炸高差之间的关系,总结出发火延时的计算公式,通过实验室静态试验和外场动态试验验证该方法的有效性。

榆钢高炉低成本冶炼生产实践

近年来,受国际经济贸易和国内市场供需不平衡等因素影响,钢铁行业也随之发生新变化,正处于深度调整期。钢材产能过剩、环保压力、竞争激烈等一系列不利因素使企业处于转型升级“阵痛期”,钢铁行业面临严峻的生产经营形势。在这样大环境下,降本增效无疑成为企业立足的根本。榆钢高炉通过放宽入炉有害元素控制标准、提升块矿配比、优化焦炭结构、优化配煤结构等经济配料措施,以及强化原燃料筛分管理、优化炉内“四大制度”控制、炉前出铁组织优化等精细化操作管控,实现了炉况稳定顺行,大幅度降低了铁水成本。

银江水电站右岸高陡边坡控制爆破技术

为减小边坡开挖过程爆破振动对永久边坡及临近建(构)筑物结构稳定性的影响,同时提高爆破施工效率,针对银江水电站右岸高陡边坡复杂的施工环境,基于精细控制爆破技术,利用数码电子雷管精确延时的特性,对边坡主爆孔及预裂爆孔孔径、炸药类型、装药结构、延时时间等进行精确设计,并采用爆破振动测试仪对边坡振动速度进行监测验证。结果显示:主爆区采用直径Φ110 mm炮孔,Φ70 mm二号岩石乳化炸药连续耦合装药,孔间炮孔延时时间17 ms,排间炮孔延时60 ms,逐孔起爆,预裂爆区采用直径Φ90 mm炮孔,Φ32 mm二号岩石乳化炸药间隔装药,严格控制施工质量,爆破效果较好,临近爆区永久边坡最大振动速度为7.3 cm/s,永久边坡预裂爆破半孔率超过90%,实现了连续、安全、高效的爆破施工作业。

构造煤层顶板爆破跨界面致裂增透机制研究及应用

深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层顶板爆破相似模拟试验和数值分析,监测跨界面应力波传播和宏观三维裂隙演化形态,再现了爆破应力波传播和煤岩体内部损伤破坏过程。研究表明:(1)构造煤层爆破损伤范围主要集中在爆破孔和煤层上下煤岩交界面附近煤体;构造煤顶板爆破产生跨界面致裂卸压裂纹,爆破损伤沿爆破孔向四周岩体扩展,最后蔓延到煤层底板,爆破孔位置和上部煤岩交界面以及煤层内部的损伤较为严重。(2)爆破应力波从构造煤层顶板传播到煤岩交界面时发生波的透射和反射,透射的压缩应力波破坏煤体;反射的拉伸应力波反作用于煤岩交界面区域岩体。(3)爆破累积损伤产生的跨界面交叉裂纹卸压,使顶板岩层裂隙和构造煤层裂隙贯通,有利于构造煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。现场应用表明,煤层顶板爆破瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,瓦斯抽采纯量从爆破前的0.07 m^(3)/min提高到1.73 m^(3)/min,体积分数从10.46%上升到68.50%,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部构造煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。

复杂环境下大型块石混凝土拱桥爆破拆除

待拆除桥梁为块石混凝土拱桥,桥面宽23.5 m,桥梁全长198 m,周边存在多处民用建筑、医院以及军用雷达等,环境较为复杂。为保证大桥顺利拆除,设计采用“逐跨分段逐孔延时精确控制爆破技术”:利用“深孔浅孔相结合”的方式,在桥墩处钻凿垂直深孔,在拱脚以及拱顶处钻凿垂直浅孔,针对不同尺寸、材料的爆破部位选择不同的爆破参数,以此破坏大桥各跨的关键承重部位,同时使得大桥不同部位分批垮落,将爆破与塌落振动等有害效应控制在安全范围内;采用竹笆、悬挂以及毛竹帘对桥梁爆破部位进行防护,有效降低了飞石距离,确保了周边建(构)筑物的安全。

节理裂隙发育边坡轮廓成型控制爆破技术

基于夏日哈木镍钴露天矿山边坡轮廓预裂爆破开挖成型施工实践,介绍了圆弧段、破碎段或转角段等节理裂隙发育条件下边坡轮廓成型质量缺陷原因,通过减小预裂孔距、合理控制线装药量、优化装药结构、起爆顺序、延期时间等技术措施,同时对钻孔施工、装药施工等进行过程控制,将边坡轮廓成型整体残留半孔率由不足50%提高到87.5%,有效地控制了节理裂隙发育边坡轮廓成型质量。

临桥高陡边坡石方爆破控制技术

成兰铁路镇江关车站1#岩堆体,位于镇江关站1#五线特大桥34#-39#墩范围,岩堆下侧紧邻正在施工的站台梁,坡脚靠近G213国道。为确保石方爆破周围墩身、站台梁梁体和道路行车及施工作业人员的安全,本文通过优化钻爆参数、调整爆破开挖顺序和爆破方向,采用宽孔距、小抵抗的爆破新技术,限制一次爆破装药量,利用毫秒延期爆破技术,控制最大一段齐爆药量,减少爆破振动,以改善爆破效果,从而减少对既有结构物扰动,避免爆破飞石对周围村庄住宅及行车的安全造成隐患。

复杂条件下铁路超高边坡石方深孔台阶爆破施工技术

结合某铁路超高边坡爆破施工工程,阐述深孔台阶爆破技术的技术特点和施工工艺流程,并从爆破施工参数、钻孔作业、装药、堵塞、爆破网路敷设、爆破防护、设置警戒、起爆及爆破检查等环节对深孔台阶爆破施工技术操作要点进行详细分析。

中等断面隧道长进尺直孔掏槽爆破开挖与超欠挖控制现场试验

中等断面隧道受施工范围限制易导致爆破难度大,循环进尺短,超欠挖问题严重,长进尺开挖和超欠挖控制是降本增效的有效途径。基于某中等断面隧道工程设计了长进尺直孔掏槽爆破方案,进行了40个循环的爆破开挖现场试验,结果表明:(1)按照爆破手册设计中等断面隧道开挖爆破参数,往往大块率高,掌子面不平整,适当增加直孔掏槽孔单孔装药量(现场试验掏槽药量占比由12.8%增至18.1%),可获得较好的爆破效果;(2)在初步设计参数基础上调整了中等断面隧道周边孔单孔装药量,线装药密度最终确定为0.27 kg/m,轮廓成形效果好,半孔率达90%以上,现场40个爆破循环超挖平均值为18.6 cm,分析可知超挖量主要由轮廓线处留置错台造成,在超挖控制方面,除了周边孔参数的合理设计外,应在钻孔施工过程中尽可能减小错台宽度,从而降低超挖;(3)直孔掏槽方案能很好地匹配凿岩台车钻孔施工,实现机械化长进尺爆破开挖,但超欠挖精细控制和爆破施工成本控制是重难点问题,需从钻孔人员操作技术和现场施工管理模式方面进行优化提升。研究成果可为中等断面隧道机械化钻爆施工、长进尺爆破开挖与超欠挖精细控制设计和施工提供参考依据。

左江山秀船闸扩能工程高边坡开挖施工技术

以广西左江山秀船闸扩能工程为例,研究引航道高边坡施工开挖与支护施工技术。结合施工现场实际与引航道高边坡的特征,制定了高边坡施工的开挖和支护方法,以确保工程的安全性和可行性。研究结果表明,在左江山秀船闸扩能工程中采用该方法进行施工,两岸边坡的稳定性问题得到解决,确保了施工的安全进行,同时保障了既有航道的正常通航。

隧道隧底开挖控制爆破施工技术

隧道拱部围岩超欠挖控制技术已较为成熟,光面爆破等控制爆破技术已广泛应用于隧道建设,但是针对隧底围岩开挖施工,仍采用集中装药的方式进行爆破,超挖情况较为严重。基于以上原因,依托广湛铁路大脊山隧道,对仰拱、底板及中心水沟等小尺寸结构物爆破技术进行探索,通过多循环的爆破参数研究与改进,总结得到了大脊山隧道隧底控制爆破参数,较好地指导了隧道后续施工,仰拱、底板及中心水沟超欠挖得到了较好地控制,减少了隧道施工工序循环时间,保证了隧道提前贯通,综合效益显著。