云南田坝电站尾水闸前混凝土围堰拆除爆破

1.工程概况

云南田坝电站装机105MW，是利用漫湾电站丰水期多余弃水发电的电站。电站尾水洞即利用漫湾电站原2 号导流洞后段改造而成，尾水闸门布置在原2 号导流洞出口。

田坝电站尾水闸前水下混凝土围堰是为满足漫湾电站2号导流洞封堵施工而浇注的建筑物。围堰分上下两部分，900.29m 高程以下为水下素混凝土部分，高9.0m，宽15.0m，厚5.5m，当时采用水下浇筑，标号不小于300 号。900.29m高程以上为水上混凝土部分，采用陆上浇筑，高4.0m，厚4.0m，宽15m，标号200号，两部分混凝土结合面按1.0m×1.0m布置φ25 钢筋加强层间连接。

围堰于1992 年12月修建，并同时开始筹划田坝电站。据实地测量，闸室左边墩与围堰相连，连接面凿毛，按1.0m×1.0m布置φ25 插筋。右边墩距围堰50cm，中墩与围堰紧贴，中间夹一层3cm厚木板，右孔闸门距围堰240cm，左孔闸门距围堰180cm（闸孔中心位置）。闸室与围堰位置关系如图5.2.5 所示。闸室建成后混凝土围堰必须拆除，由于围堰距离闸室近且在水下，因而拆除围堰的施工困难较大。

围堰爆破拆除施工首先要确保闸室闸门不受损坏，爆破产生的地震波、飞石、水冲击波危害应得到有效控制；其次，爆破后水下渣块杂物要求彻底清除，这就要求水下一次爆破量小，爆破后渣块较碎、无钢筋串联，便于清除。

爆破方量：水上240m3，水下492m3。

2.爆破拆除方案的设计思想

针对围堰实际情况和技术要求，制定方案时应遵循以下几个原则：

（1）减少爆破后水下清渣工作量和一次爆破的规模，围堰拆除应分区进行，尽可能减少水下爆破方量，使大量水下混凝土能在水上爆破，在提起闸门后采用装载机和自卸汽车清除。

（2）靠近闸室部位的围堰应采用小药量，多循环的爆破方法予以拆除，使最后一次爆破的块体离闸门较远，增大爆破地震波的传播距离和飞石距离；同时增加闸室保护的空间，便于防护施工。

（3）严格控制单段药量。根据设计要求，闸室钢筋混凝土建筑物质点振速不得大于15cm／s，按爆破中心到闸墩最近点距离为550cm计算，最大单段药量不能超过3.42kg。

（4）必须确保分区爆破预留堰体的安全。采用分区分块爆破时，预留最后一次爆破的块体必须有足够的挡水能力，应校核其抗滑稳定、抗倾覆和最大拉应力。

图5.2.5　闸室与围堰位置关系图（尺寸单位：cm；高程单位：m）

（a）平面位置关系1—1；（b）平面位置关系2—2

（5）安全防护措施应可靠、有效。对于水上部分小炮多循环爆破产生的飞石，原则上对钢闸门体和闸槽采用全封闭的柔性保护，保护材料用旧皮带、木排，对于闸墩混凝土体只要认真做好炮孔堵塞，少量飞石撞击不会产生较大的破坏。

水下一次爆破采用“以柔克刚”的防护体系统保护闸室，在闸前1～2m处挂一道防护皮带帘，其后间隔50cm设40cm×40cm竹排，竹排后用树枝填满。

3.爆破拆除实施情况(www.xing528.com)

根据各部位爆破拆除不同要求和特点，将围堰分三个区域进行爆破拆除。其中：I区、Ⅱ区为水上爆破拆除，爆破时提起闸门，爆渣从2导流洞内运走；Ⅲ区为水下一次爆破拆除，爆渣需在水下清除。根据设计要求，围堰拆除后底部保留一个不高于2.5m的底坎，爆破分区如图5.2.5 所示。

（1）Ⅰ区爆破情况。采用手风钻垂直钻孔，孔径40mm，计算炸药单耗为0.61kg／m3。从爆破效果来看，爆破块度合适，但抛掷过远，炸药单耗应适当降低。

（2）Ⅱ区爆破情况。在Ⅰ区爆破经验基础上，对Ⅱ区进行爆破。Ⅱ区爆破要求达到“精雕细凿”的标准，界面宁欠勿超，决不允许提前破坏Ⅲ区。若Ⅲ区提前破坏而失去挡水能力，江水将倒灌淹没厂房，后果不堪设想。

Ⅱ区爆破采用层层剥离方法，每次起爆孔数在10 个以下，单耗降至0.4kg／m3。Ⅱ区、Ⅲ区界面预留50cm 保护层，最后采用光面爆破剥离。光爆孔孔距0.3m，孔深2.0m。φ25mm药卷间隔装药（不偶合数1.6），线装药密度150～200g／m。爆破孔孔距1.2m，排距0.8m，采用φ32mm药卷装药，单孔装药量为1.2kg。

Ⅱ区爆破达到了预期效果，Ⅲ区保护较好，界面规则。

（3）Ⅲ区爆破情况。Ⅲ区爆破是整个爆破拆除成败的关键，在初期拟定方案时进行了两种方案的比较。

方案一：围堰与闸室之间充水爆破。优点是爆堆可向外坍塌，减少爆破飞石对闸门的影响，同时可降低水下清渣的难度。爆破产生的水冲击波等危害可以通过气泡帷幕的方法克服。缺点是装药联网后充水，会使炸药在水中时间加长，爆破材料可能失效，而且爆破网路在水下浸泡后不易检查，可靠性受影响。

方案二：不充水爆破，与方案一的优缺点刚好相反。采用此方案时，闸前用树枝堆积覆盖保护，树枝前悬挂旧皮带作双重防护。

经综合考虑，应把可靠性放在首位。因此选择方案二实施。

Ⅲ区爆破选用水平、垂直孔联合布孔方案，手风钻造孔为主。两边布置6.5m深防震孔，孔径φ60mm，孔距0.3m，用岩芯钻造孔。

爆破孔：单耗1.28kg／m3，孔径φ40mm，孔距0.8m，排距0.6m，孔深3.0m。采用φ32mm药卷，单孔装药量为2.0kg。

边墙光爆孔：孔径φ40mm，孔距0.3m，孔深3.0m。采用φ25mm药卷，线装药密度为200g／m（间隔装药）。

底部光爆孔：孔径φ40mm，孔距0.6m，孔深3.0m。采用φ25mm药卷，线装药密度为200g／m。

为确保水下混凝土（约260m3）爆破一次成功，减少单段药量，减少爆破产生的地震波、空气冲击波、飞石等危害，起爆系统采用导爆管雷管起爆网路，所有起爆雷管采用双发，增大一次成功的概率。

4.爆破效果

根据爆破时现场观察和爆破后观看录像，爆破时飞石控制较好，爆破后经各方对闸体、闸槽等部位仔细观测，没有发现变形，闸体与闸槽结合部位没有渗水。爆渣呈粉碎状，没有大的块体。水下清渣后，底坎光爆面成形较好，达到设计要求。