1.工程概况
耒中水电站位于湖南省耒阳市境内,纵堰与11 号闸墩相连,其断面为长方形。上游围堰长60m,宽1.2m,堰顶高程为85.35m,下游围堰长69.4m,宽1.5m,堰顶高程分别为79.2m和78.6m,围堰背水侧由9 个梯形护壁加固。上游纵堰拆除底高程为72.5m,下游围堰拆除至70.0m高程。总拆除方量约3000m3。
拆除时,水库上游最低水位为83.2m,下游最低水位为74.2m。上游围堰基本为水下爆破,而下游围堰有4m为水下控制爆破。纵向围堰与11 号闸墩相连,中间采用三油两毡板相隔,该油毡板距闸门门叶最近点仅3.5m。纵堰的拆除爆破对于11 号闸墩、墩上液压设备、弧形门(特别是11 号和12号弧形门)等都会产生一定的影响。如何把这种影响控制在允许的安全范围内,确保电站的安全,同时还要实现良好的爆破块度,方便水下清渣,这就是本方案要解决的根本问题。
图5.2.9 为待拆的纵向围堰平面图。此次爆破的重点和难点是如何解决拆除与11 号墩相连的堰段时,爆破所产生的水中冲击波及振动对11 号墩及11 号、12 号弧形门的影响问题。
图5.2.9 混凝土纵向围堰平面图(尺寸单位:mm;桩号标注单位:m)
2.拆除爆破总体方案
根据纵堰的结构特点以及与被保护的结构、设备的距离,对围堰采用由上而下一次拆除或分层进行拆除的方案。首先拆除围堰与11 号墩相连的部分,使被拆体与被保护体分离,尽量降低后续爆破产生的振动波连续直接作用于11 号墩,对11 号墩进行有效的保护。
一方面,在爆破技术上,采取减震孔、预裂孔方法,降低爆炸应力波对被保护物的影响;另一方面,根据爆源位置与被保护物的距离,依据国家GB6722—2003《爆破安全规程》和业主提出的有关安全指标确定每一段所允许(满足安全条件)的最大药量,采用毫秒微差控制爆破技术实施爆破。在离11 号墩较近的地方采用孔间微差延时起爆技术,必要时,还要采用孔内上、下层之间微差起爆技术实施爆破。
总体拆除爆破顺序为:先拆除下游纵向围堰,然后拆除栈桥,以减少水下清渣工作量,最后拆除上游纵向围堰。其中上游围堰的拆除又是整个拆除工程的重点和难点。
3.上游纵堰爆破参数设计(www.xing528.com)
上游纵堰顶面高程为85.35m,拆除到72.5m高程,高程差为12.85m,其中11.45m在水下,必须一次爆破到位。炮孔底部钻到72.5m高程处,装药前先在炮孔底部装一段柔性垫层,再装炸药,这样就可以有效地降低爆破振动对底板的影响。
爆破设计采用了预裂孔、减震孔、分离槽等方法。起爆顺序依次是:预裂孔、分离槽、减震孔、0+00~0+54段。具体炮孔布置如图5.2.10所示。
图5.2.10 上游纵堰炮孔布置与起爆网路示意图
(1)减震孔钻孔参数。在距11 号墩头部50cm处钻1 排减震孔,孔径76mm,孔距20cm,孔深12.85m,孔数5 个,减震孔内按单耗0.4kg/m3装入少量炸药(隔孔装药),在分离槽爆破后,再引爆孔内炸药,破碎该部分混凝土。
(2)预裂孔钻爆参数。在距减震孔50cm 处布设1 排预裂孔,钻爆参数为:孔径76mm,孔距20cm,孔深12.85m,孔数5 个,线装药密度100g/m,单孔药量1.28kg。预裂孔首先单独起爆,孔间延时用MS2 段雷管,孔内装MS10段雷管。
(3)分离槽钻爆参数。在距预裂孔4m范围内,开设1 条分离槽。布设10 排炮孔,每排2 个孔,钻爆参数为:孔径76mm,孔距40cm,排距40cm,孔深12.85m,单耗0.55kg/m3,单孔药量1.13kg,起爆网路采用孔间微差延时起爆技术,孔内安放MS12段非电毫秒雷管,延时550ms,孔外孔间延时用MS2 段非电毫秒雷管,孔间延时25ms。
(4)0+54~0+00段钻孔爆破参数设计。分离槽形成后,11 号墩上游纵堰还有55m长,由于人工分离槽的存在,钻孔位置与弧形门的实际距离逐渐加大。钻爆参数为:孔径76mm,孔距100cm,孔深12.85m,单耗0.9 kg/m3,单孔药量7.7kg。起爆网路采用毫秒微差延时起爆技术,孔内安放MS12 段雷管(550ms),小组间延时用MS2 段(25ms)。起爆网路如图5.2.10所示。
4.爆破效果
2004年2月底实施爆破,爆破效果与设计情况相符,围堰及护壁、栈桥都彻底爆除。11 号闸墩保持完好,基本没有受任何振动影响。爆破石块块度较小且均匀,基本无飞石现象。由于工程施工安全措施和监理措施到位,整个爆破工程取得了圆满成功,且无任何安全或质量事故发生。
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