杨添福

[摘要]通过对广清城际轨道交通站前工程炸药库原有防雷设施的调查，分析其原有防雷设施的是否合理，能否达到防雷效果；从经济合理、技术先进等方面合理整改其防雷设施，并利用滚球法确定接闪器的保护范围，确保其防雷安全。

[关键词]广清城际轨道 炸药库 防雷 滚球法

[中图分类号] TU926 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-363-2

广东珠三角城际轨道交通建设是广东省委省政府加快珠三角一体化进程、打造更具综合竞争力世界级城市群的战略举措。建成后的珠三角城际轨道交通网络，将为珠三角持续快速发展奠定坚实基础。

由中铁四局承建的广清城际轨道项目1标管段全长23.93km，其中包括隧道4座，总长6340米，而隧道基本都集中在花都区狮岭镇，且密集贯穿分水村的几座山。想要隧道工程的开通顺利进行，就必须使用到炸药，而使用炸药作业一般都在晚上进行，但晚上公安机关不会进行危险品的运输作业，所以想要方便提取使用，就必须在附近进行储存。从而不得不在分水村的山上建一个用于储存炸药的地方——炸药库。而炸药库并不是一时半刻就可以拆除掉的，一般都会随工程的进度完工后才会拆除的，正常使用年限会在3-5年内，所以想要炸药库在这段时间内安全度过雷雨季节，就必须要做好防雷设施。

1现场环境勘察

广清城际轨道交通站前工程炸药库位于花都区狮岭镇分水村其中一山头的半山腰上，山上的土壤为黄泥土且碎石头比较多。炸药库占地面积约600m2左右，分为三个单独建筑物——炸药仓、雷管仓和值班室，三个建筑物为砖混结构，且均已安装防雷设施（用作防雷接闪器的是避雷带（Φ12热镀锌圆钢）），用作支撑架的为Φ12热镀锌圆钢，与避雷带焊接方式为点焊（俗称“丁”字焊）。

经过现场检测，三个建筑物的防雷设施接地电阻值为102.5Ω，且建筑物的金属门窗均未做好防雷接地措施，然后对山上的土壤作了土壤电阻率测试，土壤电阻率为4832Ω.m。

花都区为强雷区，雷暴日有78.6天，但近5年平均雷暴日为86天以上，雷暴天数不断增加，发生雷击事故的概率不断上升。

炸药库防雷设计的接地电阻值为10Ω以下，但是实际测试接地电阻值远远大于设计电阻值，基本起不到防雷的效果，并且所测出的土壤电阻率为4832Ω.m，土壤电阻率也十分之高，根本不利于雷电流泄入大地，若雷电流不能快速流入大地，则有可能引起雷电反击，并产生火花，后果可想而知。现场建筑物的金属门窗也未进行有效的防雷接地，若被雷击后，金属门窗很有可能会进行放电，产生电火花，也是十分危险。

2防雷设施状况分析

根据《GB50057-2010建筑物防雷设计规范》中第3.0.2条规定：凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者，应划分为第一类防雷建筑物。所以此炸药库应按第一类防雷建筑物来保护。根据《GB50057-2010》中第4.2.1条款的规定：第一类防雷建筑物防直击雷的措施应装设独立接闪杆或架空接闪线或网，使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m 或6m×4m。

所以炸药仓、雷管仓原来已有的防雷设施并不符合规范的要求，而且炸药仓、雷管仓天面不应有避雷带保护，但是值班室为非危险品存放区域，可以不必按第一类防雷建筑物来处理但是由于在山上，其门窗必须做好等电位措施。

3防雷整改方案分析

综合现有的数据和现场条件，炸药仓、雷管仓的防直雷措施应重新规划整改，避雷带应拆除，但是地网应保留，因其门窗和排风口为金属物，必须做好等电位措施，且不应与独立接闪杆的地网连通，但由于防雷基础的接地电阻过大，应重新整改。

经过现场讨论得出两套防雷整改方案，方案一：炸药仓、雷管仓、值班室各安装一支独立接闪杆进行保护，并在独立接闪杆上安装架空接闪线或网，做到全方位的保护；而降低电阻方面一是将黄泥沙土更换，二是防雷地网材料由热镀锌材料更换为导电性更良好的铜材，地极为铜管，打入地下2.5m深处。方案二：由于炸药仓、雷管仓相距不远，而值班室离炸药仓、雷管仓则有一定的距离，所以通过考虑，建议炸药仓、雷管仓各安装一根独立接闪杆，而值班室为非危险品贮存场所，可按第二、三类防雷建筑物来处理，可不必安装独立接闪杆进行保护，可利有原有的避雷带做为接闪，但两个地网必须连通；而降低电阻方面则是利用热镀锌角铁做为垂直接地体打入地下2.5m深处，热镀锌扁铁为水平接地体，将垂直接地体焊接连通，但由于土壤电阻率过大，所以在用热镀锌材料做为地网外，另外加入降阻剂（含有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂、导电水泥等）为辅助材料，能大大降低接地电阻值。

通过两个方案的比较，方案一虽然比较全面，无论是使用换土法或是使用铜材代替热镀锌材料的方法，所需要投入的金额太大，铜材价格十分昂贵，在没有必须要用的情况下，尽量不选择；方案二则是通过加入降阻剂来降低接地电阻值，降阻剂本身材料不贵，且能起到比较好的作用，所以在考虑经济方面是比较有优势的，虽然降阻剂随着使用年限的加长，效果会降低，但是本项目的炸药库并不是长期使用，总的施工时间可能只是3-5年时间，所以还是比较稳定的。综合考虑应使用方案二符合防雷业界共认的经济合理、技术先进的方法。

4滚球法确定保护范围

首先确定独立接闪杆的位置，由于炸药库所建的地方空间有限，所以我们按独立接闪杆和架空接闪线或网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离最低要求不得小于3m来计算。

避雷针在hx高度的xx平面上和在地面上的保护半径按下列计算式确定：； 式中rx——独立接闪杆在hx高度的xx平面上的保护半径（m）；hr——滚球半径，（本项目为一类建筑物，按30m计算）；hx——被保护建筑物的高度（m）；

（1）雷管仓的长*宽*高为3m*3m*3m，确定独立接闪杆的位置后（如图所示）。

首先计算出rx（避雷针离雷管仓阳角位最远端的距离）：

所以得出要完全保护得到雷管仓，独立接闪杆的高度一定要超过7.02m，所以为了安全起见向上取整独立接闪杆h=8.0m。

（2）炸药仓的长*宽*高为4m*4m*3m，确定独立接闪杆的位置后（如图所示）跳发先计算出：

从而得出

所以得出要完全保护得到炸药仓，独立接闪杆的高度一定要超过9.62m，所以为了安全起见向上取整独立接闪杆h=10.0m。

（3）值班室高度为3m，与两支独立接闪杆距离已超过独立接闪杆在3m平面上的保护半径，所以两支独立接闪杆均不能保护到值班室。

通过上述计算，得出应在雷管仓安装高度为8m的独立接闪杆，在炸药仓安装高度为10m的独立接闪杆，两根独立接闪杆的地网应相互焊通。而值班室利用原有的防雷设施做为保护，只需将原有的地网开挖，并灌入足够量的降阻剂，，并与两支独立接闪杆的地网相连接焊通，进一步降低接地电阻值。

5小结分析

通过此次整改后，重新对炸药库进行了复检，测试后得出接地电阻值已降低到了6.2Ω，已完全符合图纸的设计要求。

炸药库是非常危险的场所，炸药的存放和使用必须严格按照操作规程进行，一但发生事故，后果不堪设想，当今社会雷电事故越来越多，危害越来越大，所以炸药库的防雷安全一点也不能马虎。炸药库等第一类防雷建筑物的防雷施工必须由具有甲级设计和施资质的单位负责，并在开工前将设计方案等资料报送当地主管部门，审核通过后才能进行施工作业，施工过程中接受当地主管部门的监督检查，施工完成后通过了检测验收才能投入使用。且危化品场所应每半年进行一次防雷常规检测，及时发现问题，有效解决所在隐患，确保雷雨时期不发生安全事故。