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气泡帷幕在福清核电爆破作业中的应用气泡帷幕技术在福清核电站爆破作业中主要用于水下爆破的振动与冲击波控制,是保障核设施安全运行的重要环保防护措施。福清核电位于滨海区域,部分临海施工(如取水明渠开挖、进水口基坑爆破等)需进行水下或近岸岩层爆破,为避免爆破振动、水击波及飞石对已运行核电机组、取水构筑物及周边海洋生态造成影响,工程中采用了先进的压缩空气气泡帷幕系统。该系统通过沿爆破区外围水底布设带孔钢管或专用气幕管,持续注入压缩空气,在水中形成连续、致密的气泡屏障。气泡群能有效反射、散射和衰减爆破产生的应力波与冲击波,使水下声压级降低10–20分贝,振动速度峰值削减30%–50%,显著抑制水下冲击波向邻近核岛厂房基础及循环水系统的传播。同时,气泡帷幕还可减少悬浮泥沙扩散,降低对周边海域浮游生物及渔业资源的影响,满足《核动力厂环境辐射防护规定》(GB6249)及海洋生态保护要求。福清核电在5、6号机组建设阶段成功应用该技术,实现了“安全、精准、绿色”的水下爆破作业,为我国核电工程复杂环境下的爆破控制提供了可复制的实践范例。(约398字)
R——从建(构)筑物到爆破中心的最近距离,m;
K——与地震波传播地段岩土特性等有关的系数,取值见表一;
α——地震波衰减指数,取值见表一。
表一:爆区不同岩性K、α值
施工单位针对拟爆破部位进行振速验算:Q取40kg(单孔单响);R取25m,K取150,α取1.5,代入公式求得:V=7.6 cm/s,已经超出了振速控制值3cm/s,可能会对1PX内部仪器、设备及结构造成破坏或损坏,造成巨大的经济损失,因此,必须采取措施减小振速值。
施工单位最终选择了在爆破工程中比较成功的爆破防护技术——气泡帷幕,采用这种技术能有效的削减爆破而产生的冲击波,从而有效防护周围设施。施工单位针对气泡帷幕编制了专项施工方案,并得到专家评审组的一致认同。
在气泡帷幕方案应用于1PX前,为了确保气泡帷幕能达到预期效果,满足使用要求,施工单位对气泡帷幕进行了一系列的研究、试验和优化设计。经过三个炮次的试验,结果显示,气泡帷幕减震可达60%~80%,效果非常明显,达到了预期目标,可将选用的参数应用于大规模施工。
气泡帷幕管道设计及布置等见示意图:
(一)制作、安装通风管系统
1、在钢管上弹上墨线,上部两道墨线相距39mm,下部一道墨线与上部两道墨线相距各为59mm;
2、在弹好的墨线上钻孔,孔径3mm,上部两排孔间距33mm,下排孔间距300mm;
3、将钻好孔的钢管按照设计要求焊接成型,要求孔位必须正确,无焊接质量缺陷;
4、将成型的组合通风管固定在1PX流道口混凝土壁上,通风管安装高度应严格按照设计要求;
5、接通陆上管道、及管道与空压机的接头,并用皂液检查管路的气密性。
3、爆破结束某区法院办公楼装饰工程施工组织设计,关闭气阀、空压机,拆除管道。
施工单位使用气泡帷幕技术共爆破36炮次,爆破工程量3万余方,从监测结果看出,测得气泡帷幕后的振动速度值均小于控制值3cm/s,爆破期间1PX内部未发生由爆破引发的质量、安全事故,这表明气泡帷幕防护方案起到了较明显的削减冲击波的效果,满足了保护1PX内部仪器、设备、结构的安全要求,保证了施工进度和施工质量。
采用气泡帷幕所用费用低廉,仅需少量材料和小部分的机械台班、人工消耗,就能保证爆破安全和施工进度,收到了显著的经济效益。气泡帷幕技术在福清核电爆破施工中的应用取得成功!
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所在单位:浙江海翔航务工程有限公司