1.工程概况
洪家渡水电站位于贵州省黔西县与织金县交界的乌江北源六冲河上,是乌江梯级的龙头电站,枢纽坝型为钢筋混凝土面板堆石坝,坝高179.5m,总装机容量540MW。2 号导流洞必须于2001 年10月10日前分流过水。为了确保导流洞如期分流,进口部位围堰岩埂的爆破拆除是关键。由于混凝土挡墙、混凝土基座等结构物已经与围堰岩埂连为一体,必须一并将它们拆除,如图7.2.5 所示围堰平面示意图。其中待拆除岩埂的长度约22m,顶高程为986.7m,底高程为980m,拆除总方量2.1 万m3。堰外水位高程989.5m,比岩埂顶部高出2.8m。爆破拆除要求不能危害到导流洞进口闸门的安全,爆渣块度要求小于40cm,980m以上必须一次爆除。
2.拆除方案
由于岩埂顶部和外侧存在大量松渣,其厚度又难以准确估计,从工期上来说,清渣已经来不及,若以外侧作为岩埂拆除的临空面已经不可能。围堰内存在渗漏问题,对钻孔、装药施工造成了不便。内侧距离闸门仅9m,中间还有混凝土挡墙、混凝土基座也需要拆除,若混凝土结构和岩埂一起拆除,则存在爆破宽度过宽,岩埂底部临空条件差,不易爆透,而且闸门前缺少足够的堆渣空间,爆渣距离闸门太近,其安全难以保证。综合分析以上因素,决定采用岩埂内侧预拆除和岩埂一次拆除的爆破方案,即首先采用浅孔分次爆破的方法预先将岩埂与闸门之间的混凝土挡墙、混凝土基座拆除,然后采用从岩埂顶部靠闸侧向下钻凿垂直深孔,靠河外侧钻凿小角度倾斜深孔,将围堰岩埂整体一次性爆除。
3.爆破设计
(1)钻孔直径及布孔形式。采用YQ—100型简易潜孔钻,钻头直径φ90mm;局部边角部位采用手风钻钻孔,钻头直径φ50mm。采用垂直孔及小角度斜孔相结合的炮孔布置形式。
共布置2 排潜孔钻炮孔,视岩埂顶部和底部宽度将两排炮孔均匀布置在岩埂上,当任何一排炮孔的抵抗线(底部抵抗线)大于2.4m 时,在该位置补充一排炮孔,保证每排炮孔的底部抵抗线小于2.4m。下游侧炮孔孔间距1.2m,上游侧炮孔孔间距1.5m,原因是计划在岩埂靠下游侧首先起爆,减小孔排距,增大单耗有利于开口线的形成。手风钻孔的位置和数量根据φ90mm 主爆孔的钻孔情况灵活布置,以保证岩埂各个部位都能有充分的破碎。炮孔孔底位置示意图如图7.2.6所示。(2)孔网参数。为确保岩埂底部的爆破效果,炮孔底部装φ70mm的乳化炸药,并以此验证孔网参数。孔底孔网参数:孔排距2.4m×1.5m。孔口孔网参数根据岩埂地面可钻孔的位置进行确定,务必保证孔底钻孔到位。如果炮孔孔口过于集中,影响岩埂上部爆破时,需在炮孔稀疏部位加钻手风钻孔。共布置φ90mm钻孔39 个。
图7.2.5 围堰平面示意图
图7.2.6 炮孔孔底位置示意图
(3)炸药单耗。由于岩埂内侧爆破时不充水,不再是水下爆破,洪家渡水电站属于石灰岩地区,岩石硬度中等偏上,在一般露天台阶梯段爆破中,炸药单耗在0.5kg/m3左右,考虑到围堰岩埂爆破中岩埂形状的特殊性(上小下大),以及该岩埂前面有大量松渣等不利情况,为将岩埂尽可能炸碎,经综合考虑,确定岩埂的炸药单耗为1.0kg/m3。
(4)超深与孔深。爆破要求爆至980.0m高程,为了确保底部爆破效果,炮孔超深按2.0m设计。孔深根据孔口位置、倾角及孔底位置确定。
(5)装药结构。靠闸门一排主爆孔的堵塞长度取3.0m,目的是减小飞石对闸门的危害,靠松渣一排主爆孔的堵塞长度取2.0m,手风钻孔的堵塞长度取1.0m。堵塞使用袋装砂。炮孔内部装φ70的乳化药卷,炸药的延米装药量为4.5kg/m,装药长度根据实际孔深确定。靠河道一侧的炮孔底部尽量多装炸药,力求靠炸药的推力将外侧松渣推向河道。每个炮孔的装药底部和上部各装两发MS15段非电雷管,孔内用一根防水导爆索加强传爆。单孔药量超过30kg时,进行孔内分段,确保单段药量不超过30kg。装药结构如图7.2.7所示。(www.xing528.com)
图7.2.7 典型断面装药结构示意图(单位:m)
(a)典型断面(一);(b)典型断面(二)
(6)起爆网路。开口线位置选在岩埂中线偏下游侧部位,在该位置首先形成缺口,缺口两边的岩埂再向缺口方向抛掷。使爆破抛掷方向不正对闸门,减少爆破飞石对闸门的正面冲击。
实际起爆网路选用的非电雷管段别为:排间选用MS5 (110ms),局部选用MS3(50ms),孔间选用MS2(25ms),孔内起爆雷管选用MS15(860ms)。排间、孔间接力雷管3 发并联,孔内起爆雷管数不少于4 发,首段起爆的位置选择在岩埂中线偏下游的内侧。起爆网路如图7.2.8所示。
图7.2.8 起爆网路示意图
4.爆破方案实施
在岩埂内侧的混凝土挡墙、混凝土基座拆除后,仅靠岩埂前面的松渣挡水,由于松渣渗水严重,需要在极短的时间内完成围堰岩埂的钻孔、装药和爆破工作。
施工中严格按设计要求进行钻孔,控制好孔位、孔向和孔深,并做好炮孔的验收记录。装药前,按设计对孔位进行编号,重新测量孔深,对达不到要求的孔及时进行处理。所有的孔内雷管、导爆索均进行了防水处理。严格按设计要求的装药结构、雷管段别和数量进行装药、堵塞。由于孔内有水,装药时,全部采用将药卷捆绑在竹片上的装药方法,没有发生卡孔、装药不到位的现象。
联网前进行了联网人员技术交底,严格按要求逐排从两侧向缺口部位联结,并用沙袋将接力雷管压住。为防止爆破飞石和爆破瞬间水流夹着松渣形成的高速泥石流对闸门产生冲击破坏。在闸门前面设置两层竹跳板,竹跳板倾斜挂靠在闸门前面。两层竹跳板之间用草袋隔开,使竹跳板之间有不小于20cm的距离。在岩埂顶部可能会产生飞石的地方用至少一层沙袋覆盖。
5.爆破效果
2001 年10 月8 日上午成功实施了爆破,爆破块度均匀,块度小于30cm,爆堆向下游侧堆积,只有少量爆渣堆积在闸门前;爆破振动得到了有效控制,闸门及附近其他保护物完好无损;从爆破后的挖渣情况看,岩埂980.0m高程以上完全爆透,爆渣清理完毕后,于10 月12 日上午提起2 号导流洞进口闸门,整个六冲河95%的流量从2号导流洞分流。
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