水工围堰拆除爆破成功！

1.工程概况

乌江彭水水电站导流洞出口岩坎是开挖后形成，由于电站位于高山峡谷地区，受地质、结构等条件限制，岩坎离保护体较近，其边缘的最小距离不足30m，拆除部位与明渠边墙紧连。

岩坎顶部经前期爆破已降至220m，要求拆除至208m高程，最大拆除高度为12m。经过预拆除后围堰外侧开挖形成了1∶0.5 左右的坡面，但堰外堆积有大量松渣，且块度不均匀，堆积高程为215m，即使经挖渣处理，堆渣仍可能在212～210m高程。堰内为陡峭的原始地形。在1 号与2 号导流洞明渠出口处，预留中墩。一次拆除方量：1 号围堰约5600m3，2 号围堰约6400 m3。导流洞出口岩坎爆破范围及地形如图7.2.12所示。

图7.2.12　导流洞出口岩坎爆破范围及地形图

2.爆破方案

爆破技术要求：应将爆渣充分破碎，最大粒径控制在30cm 以下，超径率不超过10%；将爆渣抛向堰外侧，爆堆形成一个最低缺口，便于过流冲渣；应确保周围建筑物的安全；轮廓面开挖采用预裂爆破，形成良好壁面，起减震作用。

经方案论证，形成方案如下：在围堰底部208m高程布置水平预裂孔，以降低爆破对导流出口明渠底板混凝土的影响，提高导流洞明渠出口岩石底板的抗冲刷能力；导流明渠边坡开挖采用预裂爆破，同时布置缓冲孔，以确保边坡开挖质量；中部布置竖直向炮孔，采用“高单耗、低单段”围堰拆除技术，实现炸碎与安全的技术要求。

3.爆破设计

（1）爆破参数。

1）钻孔直径。钻孔直径以φ90mm为主，局部岩石比较破碎的部位采用φ105mm，并下高强度PVC套管。两侧预裂孔钻孔直径φ90mm。底部水平预裂孔直径φ45mm。

2）钻孔布置形式。受导流洞平面布置的限制，采用菱形布孔。

3）炸药单耗。正常的岩石破碎单耗为0.4～0.6kg／m3，彭水水电站下游围堰爆破后主要依靠水流冲渣，挖渣只是作为辅助手段。要求爆渣最大块度控制在30cm以下，所需要的单耗约为0.9～1.2kg／m3（参考水电站过渡料的开采单耗），考虑基岩上有压渣及水压的条件和抛掷的需要，单耗选为1.5kg／m3左右。缓冲孔大多在水面以上，其炸药单耗有所降低；局部需要加强抛掷的部位炸药单耗适当增加。

4）孔网参数。为确保岩埂基岩的爆破效果，炮孔底部装φ70mm的乳化炸药。炮孔的延米装药量按Q＝4.2kg／m计算，综合考虑导流洞平面布置形式，炮孔间距、排距均取1.6m。此外在局部需要增加单耗的部位，如开口部位和加强抛掷部位，炮孔根据具体情况适当加密布置。

5）炮孔超深。选择合理的炮孔超深是为了更好地克服炮孔底部的约束，减小爆破后的大块率，避免留下岩埂。由于要求岩埂爆炸到207～208m高程，并考虑到尽量不留岩埂，因此炮孔按超深1～3m施钻，同时要求围堰靠外侧的炮孔超钻深度应比靠内侧炮孔的超钻深度大，以避免在由外至内的起爆过程中造成前部形成陡坎，影响后续炮孔爆破的现象。如果堰前堆渣清理至高程208m 以下，炮孔超深可为1～1.5m。

6）装药结构。主爆孔均采用连续装药结构，炮孔底部装φ70mm的乳化炸药。缓冲孔底部装1 节φ70mm的乳化炸药，其余部位连续装φ50mm的乳化炸药。

7）堵塞长度。堵塞的目的可防止产生过多的爆破飞石，保证爆破效果。主爆孔和缓冲孔的堵塞长度为1.2m，预裂孔堵塞长度为1.0m。堵塞物为黏土或砂土。

8）装药量计算如下式：(www.xing528.com)

式中：q 为单位炸药消耗量，kg／m3；a 为孔距，m；W 底为最小抵抗线，m；L 为台阶高度，m。

9）预裂孔爆破参数。间距为0.8m，线装药密度为350～450g／m，孔口堵塞长度为1.0m，采用导爆索将φ32药卷均匀绑扎成串状的装药结构。

2号导流洞出口岩坎炮孔布置如图7.2.13 所示。

（2）最大单段药量的确定。爆破振动控制的重点是导流洞出口洞脸边坡，边坡的抗振速度按国内一般的工程经验，均在20cm／s以上。根据工程类比，在此选择距离爆区30m处作为控制点，设计值取10cm／s，校核值取15cm／s。由于围堰爆破时周围有大量建（构）筑物需保护，因此需要从严控制。如：云南澜沧江小湾水电站及贵州乌江构皮滩水电站，其围堰及岩埂控制爆破拆除均控制单段药量为150kg。因彭水出口围堰拆除爆破规模及结构形式与以上两个围堰类似，因此，决定采用最大单段药量也为150kg，预裂爆破最大单段药量为50kg。

（3）起爆网路设计。

1）设计原则。单段药量满足振动的安全要求，同一围堰同排相邻段、前后排的相邻孔尽量不出现重段和窜段现象。单个围堰的整个网路传爆雷管在全部传爆或仅留少数排的接力雷管未爆的情况下，第一段的炮孔才能起爆。为保证爆堆形成的缺口，必须合理选择最先起爆点及爆渣抛掷方向。

图7.2.13　导流洞出口2 号岩坎炮孔布置图（单位：m）

2）起爆雷管选择。依据现有的普通非电雷管段别，以及围堰拆除的爆破规模及布孔形式，确定孔内布置2 发MS15 延时，排间布置2 发MS5 接力，并进行一次搭接，孔间采用双发MS2 接力，局部采用双发MS3 接力。

3）起爆方案。根据大量围堰拆除爆破经验，为保证爆后水流能直接冲渣，必须使爆堆形成冲渣过流的最低缺口。为保证上述堆渣形态的实现，围堰爆炸开口应选在高堆渣部位。开口后的各排炮孔按一定的抛掷方向向缺口部位抛掷，在后爆破的部位形成最低缺口。爆破开口选在靠山体一侧，最低缺口在靠中隔墩的两侧形成。

起爆网路布置设计如图7.2.14所示。

图7.2.14　起爆网路示意图

4.爆破效果

2004 年12 月9 日，爆破顺利实施。2 号导流洞岩坎形成的最低缺口高程为216.5m，1 号导流洞形成的最低缺口高程为214.5m，均具备汛期过流冲渣的条件。爆破时由于闸门没有开启，导流洞内无水，爆破后水流通过爆渣向洞内渗透。通过本次爆破，证明在围堰或者是岩坎宽度较宽的情况下，要形成最低缺口，必须采取加强抛掷爆破。