（中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江，杭州，310004）
【摘 要】大坝类型建筑不同于传统的土木建筑，其所处环境较为复杂，一般会长时间浸泡在水中，因此基础保护层的挖掘方式需要跟随实际情况的不同而发生一定的变化。如果采取不可理的挖掘爆破技术，往往会对大坝建筑工程的质量、工期以及所能够收获的经济效益产生较大影响。如果采取合理的柔性大坝基础保护层爆破技术，则可以极大程度上改善当前同种类施工中已经出现或者将会出现的问题。本文则对大坝基础柔性爆破技术控制要点进行分析，以期能够为大坝工程建筑领域提出以下意见与建议。
【关键词】基础保护层；挖掘爆破；技术控制
大坝基础保护层的挖掘是堤坝类工程建设施工中最为重要的步骤之一，因为堤坝基础作为堤坝主要承重部位，对于堤坝整体结构的平衡有着至关重要的调节作用。而在堤坝基础施工时预留保护层便是为了能够让堤坝基础受到施工操作的影响减弱或者消除。然而，保护层的挖掘非常容易因为不恰当操作或者是错误操作而导致堤坝基础的承载能力减弱，同时无法较好的防止深层水渗透形成裂缝以及地层恶性岩体崩塌形成的安全事故。由此看来，如果使用正确完善的大坝基础柔性爆破技术并有效防止意外事故的发生对于提高大坝建筑工程的施工质量与施工安全有着重要意义。
一、柔性爆破技术
一般来说，岩石爆破往往会对附近的岩体造成一定程度上的破坏。因为爆破主要依靠爆炸完成，爆炸的过程中由于气体的快速膨胀会形成非常强大的冲击波并且使空穴内的空气迅速膨胀，从而使得岩石由内向外崩裂。如果在大坝基础建设中采取传统的爆破技术，极易造成大坝基础崩塌，从而影响整个工程项目的实施。由此看来，爆破对工程会有不同的影响，一定要对基岩及边坡等结构做好保护工作，再使用多样爆破方式结构的技术手段，才能使工程进度和工程质量得到保证[1]。
1、柔性爆破技术的作用机理
之所以柔性爆破技术相较于传统的爆破技术而言，更能够保证大坝基础的稳定性，是因为其往往使用不耦合装药的方式，加设柔性的防护层如图1。柔性防护层主要作用是能够在爆破时减少炮孔由于爆炸而产生的震荡。为了能够尽可能增强这种减震防护的效果，柔性防护层往往使用较为柔软、孔洞较多的可压缩介质，如泡沫、塑料等。这样的好处是无论炮孔是否加设柔性防护层，在爆破时都可以起到较好的减震效果，从而大大降低对堤坝基础的损伤[2]。柔性爆破技术在堤坝工程建设中有着硬性的要求，即在爆破过程中上层岩体需要按照预期要求碎裂，而基础岩体不受任何影响，同时这也是检测柔性爆破技术使用是否有效最为直接的方式。因此我们在研究柔性爆破技术时，首先要解决的问题便是如何能够通过柔性防护层的使用来改变堤坝基础岩体的应力状态，从而达到目的。
2、柔性爆破技术应力计算
岩体爆破时炸药爆炸将会对炮孔产生较强力的作用，而力的来源主要有两个方面，其一是气体膨胀对孔壁造成的压力，其二则是爆炸产生冲击波与孔壁的碰撞。炮孔孔壁针对这两种力所形成应力方式有着较为明显的不同，因而相关计算方式也会有着极大的区别。如果单独计算冲击波对附近基础岩体的作用，则可以假设爆破时爆炸产生的冲击波作用到炮孔底部最大的冲击压力为Pm，将炸药包简单看作为圆柱体，则其半径为r，所求应力作用位置距离爆炸中心距离为R，同时我们知道岩石的泊松比为v，由此可以得出计算公式：
σm=Pm*（r/R）（2±v/1-v）
虽然爆炸点是固定的，但是爆炸点周围的岩体由于所处位置不同所承受的力也会随之变化，因此岩体发生形变的情况也不尽相同。如果岩体受冲击力，式中取“+”，反之则需要取“—”，孔壁受力情况如图2所示。
而爆炸产生气体对岩体造成的破坏作用则有些许不同，其对于炮孔的压力并不会无限增长，而是在开始作用之后呈指数型逐渐减弱。假设爆炸产生气体对周围岩体形成的压力为P，P到达最大值时为Pm，波形参数为W，由于产生破坏的波为纵波，因此设波速为V，岩体的杨氏模量为E，泊松比为v，而岩体的密度
为ρ。由此我们可以得出具体的计算公式如下：
由此我们可以看出，爆炸产生的膨胀气体在炮孔底部压力到达最大值时开始逐渐起到作用，随后开始衰退，且速率不断加快。为了能够更加直观表现，具体可以依照图3进行分析。
二、柔性爆破技术控制要点
通过上文进行的论述与计算，我们知道柔性爆破技术可以有效减少爆炸对堤坝基础保护层的影响，极大程度上避免了防护层损伤造成的施工过程中以及使用过程中可能出现的种种问题。但是我们也清楚的发现，柔性爆破技术并不简单，甚至可以说是极为复杂。只有满足其技术上的种种要求，才能在完成爆破任务的前提下发挥出柔性爆破技术的优势。
首先，在柔性爆破开始之前需要根据实际情况选取合适的柔性垫层[3]。针对于不同的岩体往往需要采用特殊种类的炸药，而炸药爆炸时产生的冲击波造成的影响较强还是气体膨胀造成的影响较强无疑会直接左右柔性垫层效果的好坏。故柔性垫层除了满足密度低、可压缩性强、性价比高等基础条件之外，也需要根据实际施工情况进行一定的改变。
其次，在埋药时也要注意选址。在岩体断层较多的位置进行柔性爆破往往可以达到最好的爆破效果，同时最大程度上减少炸药量的消耗，埋深也可以大大减少。但是这样的岩体也极不稳定，在受到较强的外力振动时容易发生不受控制的断裂与破碎情况，反而会使堤坝基础受到不可挽回的损伤。此时，就需要在爆破实施之前对岩体的各项参数进行敲定，计算出最适合进行爆破的位置，以此来保证基础保护层开挖的工程建设质量。
最后，则是爆破参数的选择以及爆破起爆的相关设计。爆破参数的设定对柔性爆破效果有着非常大的影响，以岩体断层较多的施工条件为例，炮孔过深可能造成岩体整体崩裂，炮孔过浅则会无法达到预期的爆破效果。同时，爆破往往需要布置多个爆破点，如果爆破点起爆顺序出现问题，也会出现上述后果
三、结语
堤坝类建筑一直以来都是建筑工程项目中的重点，近些年诸如三峡大坝等堤坝类建筑的增加就能较好的说明这个问题。因此，我们必须给予其高度重视，加大柔性爆破技术的控制力度，保证施工质量。
参考文献：
[1]关于水利工程施工中爆破方法及爆破技术应用的探析，廖益梁，[J]，建筑工程技术与设计，Architectural Engineering Technology and Besign，2015-24
[2]水电站主坝上部结构控制爆破拆除施工技术研究，李生峰，[J]，中国高新技术企业（中旬刊），China High-Tech Enterprises，2015-12
[3]基于有限元法的直列柔性爆破器材性能分析，姜涛，詹发民，郑苗，[J]，工程爆破，Engineering Blasting，2013-19(5)
论文作者:姚忠
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/25
标签：柔性论文; 堤坝论文; 基础论文; 大坝论文; 技术论文; 保护层论文; 作用论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;