乌江渡扩建工程尾水出口预留岩坎拆除爆破成果

1.概述

乌江渡水电站位于乌江干流中游河段的贵州省遵义县境内，原电站总装机容量3×210MW，扩建工程的扩建容量为2×250MW。尾水出口岩坎是为满足尾水出口高程631.5m以下部位正常施工而预留的挡水设施，位于尾水出口0＋050.0桩号处。该岩坎的顶部高程为631.5m，拆除后底部最低高程为615.0m，岩坎总长46.0m，宽约43.0m，其中有25～30m淹没在水下。尾水出口岩坎爆破拆除方量约1.65 万m3，其中水上拆除约7000m3，水下拆除约9500 m3。

尾水出口岩坎顶部内侧为素混凝土结构，厚2.0～4.5m，高3.5～7.0m；岩坎顶部外侧为块石和水泥浆黏结成的灌浆固结体，厚2.5～4.0m；下部岩石为茅草铺组灰岩，裂隙较发育。

尾水出口岩坎距上游老厂房约100m，距扩建工程的尾水出口闸墩、叠梁门与启闭机约40m，尾水出口岩坎两端与尾水渠两侧混凝土护坡相连，原电站高压输电线从岩坎上空穿过，距离岩坎上部顶面约120m。

2.拆除方案

因尾水出口岩坎拆除方量较大，距离周边建筑物较近，为控制爆破规模而分2个区实施，I区是尾水出口岩坎外侧30m，为水下爆破；Ⅱ区是尾水出口岩坎内侧13m，其中Ⅱ区内侧6m拆至618m高程，外侧拆至615m高程，在原尾水出口岩坎内侧形成高×宽为3m×6m的挡渣坎。尾水出口岩坎分区拆除断面如图7.2.9 所示。

图7.2.9　尾水岩坎拆除爆破分区断面示意图（单位：m）

3.爆破参数设计

（1）孔网参数。主爆孔孔径为φ110mm，垂直孔孔深为12～16m，孔底高程为613.0～613.5m；第Ⅰ—1 爆区的孔、排距为2.5m×2.3m，第Ⅰ—2 爆区的孔、排距为2.2m×2.5m；预裂孔孔径为φ91mm，孔底高程为613.0m，孔间距为0.6～0.7m。I区主爆孔及预裂孔造孔时，在水上用8 个浮箱（单个浮箱为6m×5m×1.5m）搭建施工平台（约230m2），平台四角设卷扬机，卷扬机钢丝绳和岸上锚桩相连，通过卷扬机收放钢丝绳来固定或移动平台位置。用7台地质钻机在平台上钻孔作业，钻具穿过导管抵达岩面，导管由潜水员定位操作。

Ⅱ区主爆孔采用手风钻配合100B 潜孔钻进行造孔，潜孔钻造孔的孔径为φ90mm，孔、排距均为2.2m；手风钻造孔的孔径为φ42mm，顶部素混凝土中垂直孔的孔、排距均为0.8m，下部水平孔的孔间、排距为1.2m×1.0m。预裂孔采用岩石电钻造孔，其孔径为φ42mm，孔距为0.5～0.6m。

（2）装药结构及爆破网路。经计算，Ⅰ区主爆区平均单耗为0.8kg／m3，Ⅱ区主爆区平均单耗0.7kg／m3。

1）Ⅰ区。Ⅰ区主爆孔孔径为φ110mm，孔内装φ90mm的乳化药卷，根据水深情况，用黄泥堵塞1.0～3.0m。周边为φ91mm的预裂孔，孔内装φ32mm的乳化药卷，预裂孔的线装药密度为700g／m。为确保孔内炸药能充分起爆，每个孔均用抗水导爆索从孔底引出孔口，爆区网路采用孔内延时，每15 个孔扎成一束，每束用2 发同段位非电雷管引出，联网用毫秒非电雷管，起爆用2发电雷管起爆。Ⅰ区装药结构如图7.2.10所示。

2）Ⅱ区。Ⅱ区外侧（迎水面）为φ90mm的竖直孔，孔深14～17m，孔内装φ75mm乳化药柱，黄泥堵塞2.5～3.0m；内侧上部为φ42mm 的竖直孔，孔深6.5m，孔内装φ32mm的乳化炸药，黄泥堵塞0.8m；内侧下部为φ42mm的水平孔，孔深6.0m，孔内装φ32mm的乳化炸药，黄泥堵塞1.0m；周边为φ42mm的预裂孔，孔内装25mm的乳化药卷，预裂孔的线装药密度为450g／m。装药时每孔装2 发同段非电雷管，每排孔使用同段毫秒非电雷管，为确保孔内炸药能充分起爆，每个孔均用抗水导爆索从孔底引出孔口。爆区采用孔内延时，孔外用导爆索联网，每排孔各用2 根导爆索并联起来，形成复式网路，起爆用3 发火雷管起爆。

图7.2.10　Ⅰ区爆破装药结构（单位：mm）(www.xing528.com)

（a）Ⅰ区水下爆破主爆孔装药结构（竖直孔）；（b）Ⅰ区水下爆破预裂孔装药结构（竖直孔）

4.安全防护

（1）爆破安全控制标准。尾水出口岩坎拆除爆破主要防护对象为混凝土大坝、老厂房中控室、尾水叠梁门、启闭机及混凝土护坡、高压线等水工建筑物与设施等。为确保防护目标的安全，指定的各建筑物安全控制标准见表7.2.3。

表7.2.3　乌江渡发电厂扩建工程爆破振动安全控制标准

（2）爆破安全防护及减振措施。在岩坎进行爆破拆除时，主要利用气泡帷幕、塑料荆芭炮网及黄泥编织袋、树枝等进行防护。

气泡帷幕的设置，是在距大坝下游50m处拦河布置2排排气管，间距5m，每排布置2趟管路（河底及水中央）。气泡通风管路用φ42mm钢管，在钢管上钻φ1.5mm的小孔，孔间距为60mm，其结构布置如图7.2.11 所示。

5.爆破效果

在尾水出口岩坎分区拆除过程中，进行了3 次跟踪爆破监测，监测结果见表7.2.4。从表7.2.4可见，虽然Ⅱ区爆破振动效应较Ⅰ区水下爆破大，但除个别测点外，质点振动速度基本上在安全控制范围以内，特别是闸门顶处位置水平方向质点振动速度小于垂直方向质点振动速度，有利于尾水叠梁闸门的安全。

图7.2.11　气泡帷幕设置

（a）气幕布置图；（b）气幕管大样

表7.2.4　尾水出口岩坎拆除爆破质点振动速度监测结果

尾水出口岩坎Ⅱ区爆破后，大量石渣被水浪卷入明渠基坑，采用压缩空气提升法以及挖掘机配合抓斗进行清渣，从清渣效果来看，爆破效果理想。由于在爆破施工中采用了气泡帷幕及其他防护措施，没有对爆区周围的任何建筑设施产生爆破影响。