水工围堰拆除爆破操作及成果

1.工程概况

高滩水电站枢纽工程位于湖南省沅陵县境内，电站二期上游围堰采用混凝土过水围堰，全长120m，每20m设一浇筑伸缩缝。顶部高程116m、宽2m；底部高程106.5m、宽9.6m：迎水面坡比1∶0.1，背水面坡比1∶0.6；右与升船机支墩相连、左与浆砌石纵向围堰相接；围堰轴线离溢流坝闸墩最近距离为32m。

爆破拆除范围从8 号闸墩至重力坝连接段，距离为100m；拆除高程由116.0m 至107.5m，拆除高度为8.5m。

围堰拆除是在机组已投产的基础上进行的。1～7号闸门已安装完毕，8～13 号闸门安装与围堰拆除同时进行。这对围堰拆除提出了极高的要求：①由于离大坝最近距离只有32m，允许质点振速不能大于1.5cm／s；②爆破效应不能破坏大坝基础的帷幕、固结灌浆和大坝与建基面的黏着力：③控制飞石不损害大坝、升船机、闸门的外表；④爆破块体大小要适合机械作业，拆除后的混凝土面要基本平整；⑤拆除工期不能超过30d。

在施工设计中拟定了三种爆破方案，即手风钻钻密孔、潜孔钻钻孔、静态破碎法，综合考虑工期、爆破效果、安全及费用等因素，最终选用潜孔钻钻孔方案。

2.爆破方案

围堰底部高程107.5m处采取水平预裂，堰体主爆区采取台阶毫秒爆破。其钻孔布置如图5.2.4所示。

（1）水平预裂爆破：沿高程107.5m处钻水平预裂孔，孔径φ80mm；堰体纵向孔深6.2m（预留40cm厚，以免钻穿漏水）；孔距80cm；线装药密度为240g／m；导爆索竹片捆绑间隔装药，使用φ28mm乳化炸药，不耦合系数为2.86；每孔装药量为15kg：黏土堵塞，长度为80cm。

图5.2.4　钻孔布置图（尺寸单位：cm；高程单位：m）

（a）水平预裂钻孔；（b）梯段钻孔

（2）堰体台阶爆破。堰体台阶爆破采用孔径φ100mm型潜孔钻钻孔，取最小抵抗线W＝1.6m，孔距a、排距b 与最小抵抗线W 取相同值。炮孔方向与堰体迎水面坡比相同。孔深按距水平预裂面40cm处控制，即第一排孔深8.0m、第二排孔深4.5m、第三排孔深2.2m。(www.xing528.com)

第一、二排钻孔单耗按0.42kg／m3、第三排钻孔按0.3kg／m3控制，则第一排每孔装药量8.7kg，第二排每孔装药量4.8kg，第三排每孔装药1.7kg，使用φ78mm乳化炸药，导爆索间距装药，其间充填细砂分段。

（3）一次起爆药量控制。爆源至周边建筑物的距离R 以及建筑物允许的质点振速在一定值的情况下，一次起爆药量直接影响建筑物的安全与稳定。根据经验公式：

式中：Q为一次起爆最大一段药量，kg；v 为被保护体地面允许的安全质点振速，cm／s，取v＝1.5cm／s；R 为被保护体地面允许的安全质点距离，m，取R＝32m；k、α分别为与爆破点地形、地质、传播介质有关的系数和衰减指数，对于混凝土取k＝100，α＝1.6。

预裂爆破在爆区与被保留部分没有分割的情况下，地震波将直接传入被保护体。因此允许质点振速为1.5cm／s，经计算得一次起爆最大单段药量为12.5kg。

台阶爆破是在水平预裂已产生效果的情况下进行的。根据相关资料证明，水平预裂减震效果可达到50%～75%，为了安全起见，本工程按减震效果为50%计算，则台阶爆破允许质点振速可折算为v＝3.0cm／s。这样得出一次起爆最大单段药量Q为47.5kg。

（4）飞石防护。采用钢管脚手架拼装，在堰体上形成一个框架。框架上面与内侧覆盖竹夹板，竹夹板用钢筋连接并与脚手架形成一个整体，阻止飞石抛掷。

3.起爆网路

预裂爆破8孔为一段，段与段之间用MS2 段非电毫秒雷管连接，时差为25ms，支线上连接MS3 段非电毫秒雷管。

台阶爆破按伸缩缝每21m分为一组，干线每段之间用MS3 段非电毫秒雷管连接，支线由MS5 段非电毫秒雷管连接。