功果桥水电站导流洞进口混凝土围堰拆除施工

'水利水电施工2013·第5期总第140期功果桥水电站导流洞进口混凝土围堰拆除施工杨炳发贺永锋／(中国水利水电第十四工程局有限公司)【摘要】功果桥水电站导流洞进口混凝土主围堰爆破拆除、按期分流是截流的关键保障。围堰在后汛期拆除，水位高，水文地质条件复杂，拆除难度大。结合实际情况，经安排合理的拆除顺序，选取科学的爆破参数和可靠的爆破器材，上游混凝土主围堰采用爆破冲渣方案取得圆满成功【关键词】功果桥水电站导流洞进口混凝土主围堰爆破拆除1围堰结构概况2围堰拆除施工方法功果桥水电站导流洞进口围堰由土石子围堰和C15混凝土主围堰采用QZJ一100B轻型潜孔钻钻孔、爆现浇混凝土主围堰及主同堰外侧回填土石组成，见图1。破拆除。一期拆除时间为2008年1O月下旬，结合二期土图1进口围堰结构典型剖面图(高程以“m”计，其余以“cm”计)石嗣堰拆除；二期爆破孑L11月5日前钻孑L完成，爆破在(3)进出口明渠设计图、地质资料、主围堰方案及实l1月5～10日根据分流指令进行爆破拆除，爆渣由水流测地形资料。冲走。3．2设计思路根据澜沧江水位及围堰体型，结合施工进度，前期3爆破设计尽可能利用混凝土主围堰挡水，最大程度拆除外侧回填渣料。混凝土主围堰通过爆破拆除，水流冲渣，在预定3．1设计依据分流时问内完成分流任务。为保证爆后水流能直接冲(1)GB6722～2003《爆破安全规程》。渣，必须使渣堆形成一边高一边低的形态，即形成冲渣(2)SI47—1994《水工建筑物岩石基础开挖工程施过流的最低缺口。该围堰是上窄下宽的结构，炮孑L必须工技术规范》、DI／T51352001《水利水电工程爆破施合理规划，确保整个堰体炸透、炸好，不留残埂，块工技术规范》。度小。·6· 土石方工程_：综合分析后确定基本爆破方案为：一期采用常规爆整体爆破设计原则为：多钻孑L、高单耗、低单响、破方法将围堰堰顶降低，主围堰由高程1255．50m降低到高精度分段，确保爆破和冲渣效果，确保周围建筑物的高程1247．50m，剩余堰体(二期)一次爆除。二期布孔安全。方式采用垂直孔。为保证堰体形成最低缺口，爆破开口3．3主围堰爆破设计选在中部。爆破块度控制在30cm以下，大于30cm的块混凝土围堰分两期，采用垂直布孔实施爆破拆除。度不大于1O，便于爆渣由水～流冲走。引围堰爆破拆除布孔剖面图见图2。!：．125f75jOO3OOdOOJ00z251111．!!：!：!!：二期拆除爆破布孔剖面图说明：1．图中单位：高程、桩号以⋯m计，其他单位以“cm”计；2．孔深小于0．8m的端部孔作为空孔，不装药；JL_●引●f3．为便于二期拆除爆破布孔，一期爆破孔不考虑超深；4．二期拆除瀑破孔第一排孔超深1．0m，其他主爆孔超深0．5m。：比例尺：0_．—．3广—：．．一期拆除爆破布孔剖面图图2导流洞进口混凝土围岩爆破拆除布孔剖面图331钻孔布置3．3．5装药量计算主围堰选用QZJ一100B轻型潜孔钻钻孔，钻孔孑L径装药量(Q)计算公式如下全部为76mm。Q=qaWL主围堰一期垂直孑L采用一字形布置，二期拆除垂直式中q——单位炸药消耗量，kg／m3；孔采用梅花形布置。n——孔距，m；3．32爆破块度——最小抵抗线，m；由于水下挖渣困难，且水流冲渣。能否顺利冲渣与L——孔深，m。渣块的大小、流速快慢、爆破渣堆的形状有关，因此导经初步计算，垂直孔共358个，钻孔总延米1643．4m，流隧洞在顺利实现分流的情况下，水流速度在4～6m／s，总装药量2682kg。根据类似工程经验，在此流速下，爆破最大粒径≤3．4起爆网络设计30cm可以实现冲渣。由此，爆破块度按≤30cm控(1)起爆网络的单段药量应满足振动的安全要求。根制，大块率不超过1O。据周围建筑物允许振速，由爆破振动公式反算允许单段3．33炸药单耗、网孑L参数药量，单响药量控制在lOOkg可以满足振动安全控制正常的炸药单耗为0．4～0．6kg／m3。现要求爆渣最要求。大块度控制在30cm以下，所需要的单耗为0．9～1．2kg／(2)在严格控制单段药量的条件下，同一排相邻孔尽。考虑有压渣及水压的条件，根据类似工程经验，单量不出现重段和串段现象。耗选择1．5～1．8kg／m。。(3)整个网络传爆雷管全部传爆后第一响的炮孔才能3．3．4装药结构起爆。爆破装药采用乳化炸药连续装药结构。一期爆破孔(4)万一同排炮发生重段传爆，最大单项药量产生的和二期底爆破孔采用32药卷，延米装药量为LOkg；二振动速度值不超过20cm／s。期主爆破孔采用46o药卷，延米装药量为3kg。因孔内基(5)采用围堰中部起爆、一次爆破的原则进行爆破网本不渗水，装药以普通包装的乳化炸药为主。络设计，爆渣尽量向中部集中。为防止爆破飞石过多，保证爆破效果，爆破孔的堵根据以上设计原则，此次围堰爆破的爆破网络设计塞长度取1．1～1．2m，堵塞物为袋装砂。结构为从中间起爆，孔间、孔内、排间延时网络结构，·7· 水利水电施工2013·第5期总第140期具体设计为孑L间延时30ms、一期孔内延时650ms，二期结构、雷管段别和数量进行装药、堵塞，同时认真做好孔内延时880ms、排问延时50ms。原始记录。3．5爆破器材的选择(6)所用炸药、非电毫秒雷管是新定购的同厂、同批、同型号的产品，经验收合格后使用。3．5．1孔间传爆雷管的选择在严格控制单段药量的情况下，同一排相邻段不能4安全防护方案及防护措施出现重段和串段现象。当同排接力雷管延期时间小于起爆雷管误差时，则有可能出线重段，甚至出现同一排设4．1防护目标计先爆孔迟于相邻设计后排孔起爆的情况。根据以上情况和网络的结构设计，孔间传爆雷管选用MS3非电雷(1)飞石防护：引渠底板进水塔的起闭机室及500m管，为_『提高爆破保证率，采用双雷管传爆。范围内人员设备的安全防护。3．5．2排间传爆雷管的选择(2)爆破振动防护：进水塔塔身及闸门槽防护。在考虑起爆雷管延时误差的情况下，必须保证前后排4．2爆破飞石控制和防护相邻孔不出现重段和串段现象，杜绝前后排相邻孑L同时起爆破飞石是此次爆破防护的重点，必须严格控制装爆，排间传爆雷管选用MS5非电雷管，双雷管布置。药量和堵塞长度及质量。炮孔堵塞采用与炮孔直径相同3．5．3起爆雷管的选择的圆形塑料袋，内装沙，安排专职炮孑L堵塞人员进行施为防止先爆孔的爆破破坏整个起爆网络，孔内雷管工，保证堵塞质量，保证炸药爆炸作用力充分作用在被的延期时问必须保证在首个爆孑L爆破时，接力传爆雷管拆除围堰堰体上，从而减少爆破飞石的产生。已起爆，为此，孔内选用延时较长的雷管MS15非电雷一期裹头部位清渣时，可预留部分石渣(3v于30cm管，双雷管布置。的需剔除)在引渠底板，对底板进行防护。354炸药的选择进水塔距爆破点较远，距离约54m，可不作防护。考虑到此次嗣堰爆破孔内基本不渗水，装药主要以底槛采用堆放一层沙袋的方式进行防护，闸门槽底部采普通包装的乳化炸药为主，选用普通的32和<／,6o药卷。用袋装沙进行防护，上部采用挂设竹夹板进行防护。3．5．5起爆方案引渠边墙前期已布置沥青隔离层，两侧布置光爆孑L主嗣堰二期爆破后需水流冲渣，渣堆需形成缺口，方案，且采取中部开口爆破方式，此次可不作防护。便于冲渣。选用在中部先起爆，两侧向中问抛渣的形式，爆破飞石的安全距离无法精确计算，类似工程的飞以加快冲渣。石距离为300m左右，个别飞石可达lO00m，但最小的安3．56网络连接和保护全距离不小于500m。爆破时，将人员和可移动设备撤至起爆网络的连接和防护是决定爆破成败的一个重要500m以外的安全地带。环节。首先严格联网制度，由经过培训的持证人员联网，4．3空气冲击波防护并由技术主管负责检查。由于爆孔较多，网络连接应根该工程为钻孔爆破，空气冲击波作用较小，仅在爆据设计逐孔进行。破前将临近的房屋窗户全部打开。3．6爆破施工质量保证措施(1)钻孑L前准确放出爆破炮孑L位置、钻进方向及炮孔5爆破安全评价深度，确保炮孑L施工准确。爆破孔点位及方向由测量控制，炮孔倾角用罗盘控制。5．1爆破有害效应分析(2)测放爆孔点位时，爆孔施工厂队技术员现场跟主围堰拆除爆破的有害效应主要有爆破地震效应、随，并对每个炮孔测量放样情况做详细记录，做好交接爆破水击波及动水压力、爆破飞石、爆破涌浪、爆破水班工作和记录。石流、爆破空气冲击波等。(3)开工前认真做好钻孔技术交底工作，保证钻孔顺该工程重点考虑爆破振动的危害及爆破飞石对周同利进行。钻孔严格按照设计图施工，各钻手分区、分部建筑的危害，至于爆破产生的水石流、动水压力、爆破位定人定位施钻，周边孔偏差不得大于5cm，爆破孔偏涌浪、空气冲击波的危害，相对而言要小得多。差不得大于lOcm。由于大部分炸药能量被用来破碎、抛掷被爆体，因(4)装药、爆孔堵塞及爆破网络连接人员经过专门的此只有极少数的能量形成水击波；另外，动水压力的作培训，保证装药、堵塞质量及爆破网络连接的质量，并用时间较冲击波长，单动水压力的大小只有冲击波大小严格按设计要求进行连接和网络保护。的1O左右，其冲量一般不会超过水击波的冲量。(5)按设计对孑L位进行编号，装药前必须测量孔深，5．2质点振动速度控制标准和振动传播规律达不到要求的必须进行及时处理，确保炸药装到孔底。围堰拆除爆破控制的重点是振动控制。进水塔、边无关人员禁止进入施工现场，并严格按设计要求的装药(下转第21页)·8· 混凝土工程=诱导缝模板的应用，为碾压混凝土拱坝施工奠定了广泛使用，拓展了碾压混凝土模板的应用途径，悬臂或技术基础。半悬臂模板等逐渐用于碾压混凝土坝施工中。但即使这样，也受模板高度的限制不能无间断上升。8结束语翻转模板的成功应用，真正实现了碾压混凝土连续浇筑上升。这种模板最开始应用于贵州普定碾压混凝土碾压混凝土模板随碾压混凝土技术的进步而发展。拱坝施工。经不断改进，现成为碾压混凝土施工的标准在前期的碾压混凝土坝施工中，大部分是采用常态混凝配置模板。在大花水碾压混凝土双曲薄拱坝施工中连续土浇筑于碾压混凝土坝的上、下游面作为模板，或采用浇筑上升33．5m，创2005年度施工企业新纪录；在索风混凝土预制块作为模板。常态混凝土与碾压混凝土同步营碾压混凝土重力坝与乌江彭水大坝施工中，分别最高浇筑，称为“金包银”。连续上升31m及28m，碾压混凝土施工快速的优势得到随着碾压混凝土工艺的改进，尤其是变态混凝土的充分体现。(上接第8页)墙需保护的构筑物为钢筋混凝土结构。以往类似工程将最大单响药量等有关参数代入上述计算公式后计算得的经验认为，钢筋混凝土结构具有很强的抗震性能，出进水塔及门槽二期振速，见表2。爆破控制值较高。根据山西禹门口提水工程进口岩埂表l允许爆破质点振动速度拆除爆破，大朝山水电站、小湾水电站导流隧洞围堰及岩埂拆除爆破，围堰堰体均距主体建筑物很近，最龄期(天)备注项目名称近处实测的质点振速为20cm／s左右，紧邻爆区的质点33～77～28振速更大，拆除爆破后建筑物均未发生破坏。小湾水混凝土1～22～56～10电站围堰及岩埂控制爆破拆除、贵州乌江构皮滩水电坝基灌浆11．52～2．5含坝体、接缝灌浆站围堰及岩埂控制爆破拆除及彭水围堰及岩埂控制爆预应力锚索11．55～7含锚杆破拆除均控制单响药量在150kg左右，该工程控制在电站机电设备O．9含仪表、主变压器100kg左右。5．3爆破质点振速的控制表2最大单响与振动速度对照表在堰体爆破拆除过程中，由于堰体一次爆破装药保护物距离允许VnmxQmax量大、与进出口混凝土构筑物距离近，爆破所产生的(m)(cm／s)(cm／s)(kg)振动波会对导流洞进口边坡及相关构筑物产生不利进水塔及541O3影响。门槽二期．781OO冈爆破而引起的质点振动速度可按萨道夫斯基公式计算，即从计算结果看，采用Qm一lOOkg进行最大单响药量控制是可行的。同时，考虑大量工程的实际和进一K()。㈩水塔结构特点，认为局部位置的质点振动速度达到式中一介质点振动速度，cm／s；15C1TI／S也是可以接受的，并可以按此原则确定单响K——介质性质系数，与介质性质、爆破方法等因药量。素有关，一般K一50～350，岩土介质性松软时取大值；6结束语Q一一同段起爆的最大单响药量，kg；——爆心距，即测点至爆源的距离，m；爆破单耗和起爆网络设计和实施是围堰拆除爆破～地震波衰减系数，与地质条件有关，近区为成功的关键。功果桥电站导流洞进口混凝土围堰爆破1．5～2．0，远区为1．O～1．5。拆除单耗选择1．5～1．8kg／m。，爆破网络中排间延时K、值根据SL471994选取，K值取150，值取50ms、孔间延时30ms、一期孔内延时650rns、二期1．5。孔内延时880ms、最大单响控制为100kg等爆破参根据DL／T51352()(】l《水利水电工程爆破施工技数选择合理，防护方案可靠。爆破振动未对临近建术规范》，允许爆破质点振动速度见表1。筑物造成破坏，爆渣块度适宜，并按预计被水流冲按照规定，限制最大质点振速一lOcm／s。根据走，爆破取得圆满成功。2008年11月15日，功果式(2)桥水电站导流洞主围堰顺利爆破拆除，围堰成功一R。()(2)分流。·21·'