1.工程概况
湖北省漳河水库增容水电站位于水库主坝观音寺大坝的左岸,电站的装机容量为2×2500kW,观音寺大坝为高度66.6m黏土斜墙多种土质组合坝。
整个工程是在预留进水口的挡水岩坎保护下开展施工的,待整个引水系统及电站厂房机电工程完工后,再将此挡水岩坎爆破拆除。由于施工条件的限制以及岩坎周围复杂环境的制约,使岩坎的爆破拆除具有较大的难度。
2.工程特点
在岩坎的迎水面承受着巨大的库水压力,相对于背水面的引水梁底板高程有近9m的水头,这不仅严重阻碍岩坎爆破石渣往水库方向的抛掷,而且会引起巨大的动水压力作用于电站的引水系统,可能对进口段的拦污栅、进口闸门甚至尾端的发电设备等设施构成威胁。
在岩坎与进水口拦污栅之间预留的空间十分窄小,两者距离10m左右,几乎没有设置集渣坑的条件,爆渣主要依靠水下清除。
大坝本身存在一定的病况,而增容电站进口部位是刚刚完工的进水结构物,岩坎爆破诱发的爆破地震及水冲击波对大坝及新建的增容电站的安全影响问题必须重点考虑。
根据控制的部位不同,在依照有关规范及相关观测与研究成果的基础上,提出了如下的振动控制标准:
(1)观音寺大坝左端接头部位建基面的爆破质点振动控制标准为[V]=5.0cm/s。
(2)左岸岩质高边坡[V]=10~15cm/s。
(3)进口洞脸及闸门井[V]=5~10cm/s。
3.爆破实施方案
根据岩坎的结构特点,对各种方案进行比较之后决定采用降低岩坎高度、内侧削薄处理、最终岩坎一次爆破方案。(www.xing528.com)
对原预留的岩坎进行减高削薄使保留的岩坎体积最小,采用手风钻钻孔的浅孔爆破,结合反铲出渣,其目的是尽量减少水下清渣工程量。
形成的最终岩坎顶部距实际水面1.5~2.0m,采用深孔爆破法,选择YQ—100 型潜孔钻进行钻孔,钻机架立在已经定位的船上操作。钻孔孔径100mm,孔排距1.0~1.5m,为防止欠挖,钻孔有0.4~0.5m的超深。装药采用一级岩石乳化炸药,其爆速4500m/s,具有较强的抗水性能。起爆器材采用二系列的非电毫秒雷管(1~20 段)和导爆索,引爆采用即发电雷管。
各排炮孔的装药均采用连续耦合结构,导爆索贯穿整个孔深,孔内再装置2个非电毫秒雷管,为了防止水压力对炸药爆轰性能和爆炸威力的影响,在水下爆炸特性试验的基础上,对水中填装的炸药采用了特殊的防压措施。
为了有效地控制爆破振动量及保证爆破效果,并且保证整个起爆系统的安全准爆,设计中采用了复式非电起爆网路。在参考岩坎减高削薄期间进行的爆破振动测试成果的基础上,设计采用的最大单段药量为48kg,共分12段起爆,总延时约1.0s。
岩坎减高削薄和最终断面爆破时,在进水口处设置飞石防护体,防护体由柴排绑扎而成,覆盖在洞脸上。由于最终断面岩坎的爆破属水下爆破,爆破所产生的水击波将是较大的,其对闸门结构可能构成影响。为此,爆破时先将闸门提起,并在进水口前设置两道有孔钢管,其间距80cm,爆破时向管中输送压缩空气,从而在水中形成气泡帷幕。
4.爆破效果
1998年2月28日下午成功地进行了最终断面岩坎的爆破拆除,爆破完全达到了设计要求,各建筑物及重点监控的部位均未受到影响,近距离的高边坡及进口闸门系统都安然无恙。爆破破碎的石渣大约80%可以通过高负压吸管清除,其余必须由潜水员水下打捞。
岩坎施爆时,在主要部位进行了振动监测。表7.2.2给出了最终断面岩坎爆破的实测最大质点振速数据,对比各监控部位的振速控制标准,表明这次爆破的振动量完全得到了控制,不会对各重要的监控部位造成安全危害。
表7.2.2 实测最大质点振速
在特定的施工条件和复杂环境制约下,漳河水库电站增容工程的岩坎拆除爆破采用了先减高削薄、小断面通水、再进行深孔处理最终断面岩坎,爆渣清除采用反铲、真空吸排及水下打捞相结合的施工方案,较好地解决了一系列技术难题,取得了较好的技术经济效果。
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