凤滩电站导流洞拆除爆破技术成功！

1.工程概况

凤滩电站的保安电源为扩机工程，其导流洞尾水围堰为重力式水下混凝土结构。围堰平面形状为梯形，断面为阶梯形。围堰轴线长554m，顶宽2.0m，底宽6.2m，顶部高程120.0m，底部高程为112.0～113.0m。

该围堰位于正在营运发电的厂区内，拆除体距周边需保护水工建筑物比较近，其中堰体爆渣抛掷方向距电厂主变电站200m，侧向距电厂中控室150m，反向距尾水洞口10m，尾水闸门32m，保安电源主厂房水平距离35m，因此，对爆破振动和飞石控制要求很高。围堰拆除工期限于15d，工期紧，要求整个拆除施工组织合理紧凑，解决好时间紧与施工要求高这一突出矛盾。围堰拆除采用一次性爆破方法予以解体，混凝土量1500m3，基岩量300m3。

2.爆破方案

根据围堰的结构特点，采用先将围堰内侧混凝土削薄2m左右，再采用深孔爆破一次性拆除的爆破方案比较稳妥。但由于施工条件制约，无法实施多次爆破施工，因此，只能利用围堰一次性爆破方案，这给该工程增加了许多困难。

使用潜孔钻在围堰顶部向下钻凿垂直主爆孔，在各台阶顶部增加辅助炮孔，以加强混凝土的破碎。在围堰与护坡交接处钻一排垂直预裂孔，用手风钻在护坡与堰体相接处钻一排水平预裂孔，以保证护坡不受到爆破的损坏。采用导爆管孔外延时的接力式网路，控制爆破单段药量。采用沙袋、竹夹板防飞石、气泡帷幕削减水击波等防护措施。

图5.2.11　炮孔布置图（单位：m）

3.爆破设计

（1）炮孔布置。主爆孔呈梅花形布置，5排共140个，钻孔总进尺940m。为了减少主爆孔顶部堵塞部分混凝土大块，布设了孔径42mm的辅助孔，炮孔呈梅花形布置，共布孔200 个。在围堰与护坡相连的两个连接端处（距护坡30cm），各布设一排孔径为100mm 的预裂孔，孔数18个；在围堰底部与护坡相接处钻一排孔径为42mm 的水平预裂孔，孔数60个，钻孔总进尺200m。炮孔布置图如图5.2.11　所示。

考虑爆渣抛掷的要求，上游方向主爆孔的抵抗线要略大于下游方向，以便加大对混凝土块的抛掷，孔网参数见表5.2.3。

（2）炸药单耗。根据围堰体主要在水中以及爆堆的抛掷要求，采用下式计算水下爆破的炸药单耗。

式中：q1 为炸药单耗，混凝土爆渣块度控制在50cm以下，炸药单耗约为0.8kg／m3；q2为爆区上方水压增量，q2 ＝0.01h2，h2 为水深，m；q3 为爆区覆盖层的增量，q3 ＝0.02h3，h3 为覆盖层厚度，m；q4 为爆区岩石膨胀增量，q4 ＝0.03h4，h4 为台阶高度，m。

本工程h2＝6m，h3＝0m，h4＝8m，计算得出q＝1.1kg／m3。考虑围堰底部的基岩为坚石，对基岩爆破适当增加炸药单耗。不同堰体的单耗取值为：水上混凝土q 取0.5kg／m3；水下混凝土q 取0.6～1.1kg／m3（底部用最大值，从下至上逐步递减）；水下基岩q取1.3kg／m3。

表5.2.3　孔网参数(www.xing528.com)

（3）装药结构及装药量。装药结构依据炸药单耗和堰外水位控制高度（爆破时水面标高为117m）进行设计。主爆孔均采用不耦合连续装药，根据单耗计算出不同炸高位置的装药量，使用32mm乳化炸药，并固定在竹片上，装入孔内（图5.2.12）。

图5.2.12　主爆孔装药结构

堰体内侧注水后，水压对爆渣具有较好的防护作用，因此，除围堰顶部台阶外，其他台阶的炮孔堵塞长度适当减小，即第1 排为1.5m，第2排为1m，第3～5 排为0.8m，堵塞物为速凝水泥。辅助孔采用32mm 乳化炸药（150g／卷），连续装药4 卷，单孔药量600g，堵塞长度为0.75m，堵塞物为速凝水泥。预裂孔线装药密度300g／m，采用不耦合间隔装药，用导爆索将32mm乳化炸药绑扎在竹片上成串状装药结构，堵塞长度为1m。各种炮孔实际装药量见表5.2.4。本次爆破总装药量为1740kg，平均单耗为0.95kg／m3。

表5.2.4　各种炮孔实际装药量

（4）爆破单段药量确定。爆区附近有较多的建筑物需防护，主要目标允许质点垂直振速为：电厂中控室（距爆源150m）0.4cm／s，尾水洞口（距爆源11m）12cm／s，尾水闸门（距爆源32m）2.4cm／s。计算得出安全允许一次起爆药量为：尾水洞口Q＝93kg；尾水闸门Q＝109kg；中控室Q＝380kg。最后确定爆破单段药量控制在90kg以内。

（5）起爆网路。采用由导爆管毫秒雷管组成的接力式起爆网路。起爆网路总段数为35 段，所有炮孔内均装2 发MS12 段导爆管毫秒雷管。孔外同排不同段间采用MS2 段毫秒雷管作为传爆延时元件；相邻排间用MS3 毫秒雷管延时。整个网路系统中，每隔3～4个传爆节点，采用一次排间传爆搭接措施；为避免传爆雷管碎片破坏起爆网路，每个传爆节点外均用沙袋覆盖，从而确保了设计可靠度和起爆延时的准确性。

网路起爆顺序为从下游端至上游端逐区起爆，由第1 排至第5 排逐排按设计顺序起爆，预裂孔超前相邻主爆孔50ms起爆，辅助孔与相邻的主爆孔同时起爆。

（6）安全防护。

1）飞石防护措施。堰体水上平面部分全部采用沙袋覆盖30cm厚作防护层，侧面部分悬挂一层竹夹板，重点防护位置增加一层。

2）水击波的防护。在尾水洞口处水底设置两排管径为50mm 的喷气管，用1 台20m3／min的空压机供风，起爆前一天向基坑内充水，水位可平堰顶或略低堰顶，起爆前1min开始供风，产生气泡帷幕，以降低水击波对闸门产生的危害。

4.爆破效果

2006 年3 月24日16 时准时起爆，围堰爆渣按设计方向抛出，其下游方向大部爆渣抛掷在20m左右，上游爆渣抛掷在10m左右，破碎块度较小，便于机械或人工清渣。爆破振动质点速度实测结果为：尾水闸门处V＝1.5cm／s（小于2.4cm／s 的要求）；中控室V＝0.11cm／s（小于0.4cm／s的要求）。出渣结束后，经业主检验，符合爆破前提出的技术要求。