水工围堰拆除爆破：金安桥水电站导流洞进口围堰成功拆除

1.工程概况

金安桥水电站1 号导流洞进口围堰为土石黏土和岩埂围堰，其上游侧为岩埂，下游侧为老河道；堰顶高程为1317m，堰底高程为1289.9m，土石方工程量约为4.5 万m3。2号导流洞围堰为岩埂围堰，堰顶高程为1314m，堰底高程为1295m，土石方工程量约为2.1 万m3。1 号围堰拆除时按水位1297.93m 选择，2 号围堰拆除时按水位1299.08m选择。

导流洞进口在平面上呈喇叭形，地形比较开阔，河岸岸坡较陡。预留岩埂部位岩性为玄武岩夹火山角砾熔岩及凝灰岩；岩体以镶嵌碎裂结构为主，岩石强风化～弱风化，裂隙发育，渗水量大。

2.爆破方案选择

围堰拆除有竖直孔、水平孔和竖直孔与水平孔相结合等炮孔布置方案。采用竖直孔方案的优点是施工相对简单，钻孔、装药都在岩埂顶面进行，避免了因岩石破碎、渗水造成水平或缓倾角孔装药困难的情况；但其缺点是竖直孔孔底容易留下残埂，虽可通过超深处理，但易形成大块，不利于水流冲渣。而采用竖直孔、水平孔相结合的钻爆方案可解决孔底留残埂的问题。水平孔在竖直孔爆破后起爆，可以起到翻渣的作用，以此来降低底部预留爆堆的高度。为确保岩坎爆破至设计高程，水平孔从岩埂背水面底部开孔，向下有一定的倾角，炮孔底部伸入到设计高程以下岩体中。

根据上述分析，为确保导流隧洞的分流效果，减小截流难度，金安桥水电站导流隧洞进口围堰的拆除采用竖直孔、水平孔相结合的钻爆方案。

围堰拆除以减高削薄为主，在进行围堰逐层削薄的同时，对迎水面水下部分进行修整，清除其覆盖层及部分缓坡岩体，使最后的挡水岩埂为规则的体形，并采用一次爆破拆除方式进行拆除。

围堰拆除共分6 区、11 序，序指开挖顺序，开挖时按1～11 序的顺序进行爆破开挖。围堰拆除分序、分区与施工道路相结合。具体分序、分区如图7.2.15 和图7.2.16 所示。

图7.2.15　1 号围堰拆除分层分序示意图

（单位：m）

图7.2.16　2 号围堰拆除分层分序示意图（单位：m）

通过减高削薄处理，使最后一层爆破的1 号导流隧洞进口围堰预留岩埂轴线与洞轴线垂直，预留岩埂堰顶高程为1299m，堰底高程为1289.9m。预留岩埂形式为顶宽4m，下底宽为9.05m，高度为10.1m，迎水面坡比为1∶0.25，背水面坡比为1∶0.25。爆破总方量为2100m3。在进行聚渣坑设计时，按照松散系数1.5 考虑，折算成松方，爆破方量为3150m3。

1 号导流洞进口围堰聚渣坑的尺寸为：30.5m×18.0m×10.0m，聚渣坑顶部高程为1289.9m，底部高程为1279.9m。聚渣坑上游与下游侧均为直立坡，聚渣坑容积5490m3，以达到岩埂全部爆渣顺利下泻至聚渣坑内。拆除后，岩埂残余高度要达到小于1m的效果。1 号聚渣坑布置形式如图7.2.17所示。

图7.2.17　1 号聚渣坑布置形式图（单位：m）

图7.2.18　2 号聚渣坑布置形式图（单位：m）

通过减高削薄处理后，使最后一层爆破的2 号导流洞进口围堰预留岩埂轴线与洞轴线垂直，预留岩埂顶部高程1298.0m，底部高程为1295.0m；顶部宽3.0m，高4.58m，底宽5.29m，迎水面坡比为1∶0.25，背水面坡比为1∶0.25。爆破方量为529.5m3，按照松散系数1.5 考虑，折算成松方为794.5m3。聚渣坑顶部高程为1295.0m，底部高程为1292.0m，布置形式为深度3.0m，长度为12.0m，宽度为30.5m，容量为1098m3。聚渣坑上游与下游侧均为直立坡，以达到岩埂全部爆渣顺利下泻至聚渣坑内。拆除后岩埂残余高度要达到小于1m的效果。2 号聚渣坑布置形式如图7.2.18 所示。

由于最后预留岩埂地质条件差，渗透量大，水平孔造孔及装药相对困难，采用水平缓倾孔与竖直（斜）孔相结合、在岩埂底部设置两排水平缓倾孔的方式进行预留岩埂的拆除。

3.爆破设计

1）孔径：1 号和2号进口围堰预留岩埂的爆破均采用潜孔钻造孔，孔径为90mm；岩埂两端与明渠边墙相结合部位采用预裂爆破，孔径也为90mm。(www.xing528.com)

2）1 号围堰预留岩埂爆破参数。在岩埂顶部布置5 排135 个竖直（斜）孔，孔距1.2m，排距0.8m，孔深为1.0～11.8m。在岩埂底部布置2排54个水平缓倾角炮孔，倾角为5°，孔距为1.2m，排距为100cm，孔深为10.8m。岩埂两端各布置1 排预裂孔，共8个；孔距80cm（孔口距离），孔深6.1～10.1m。

为使爆破石渣比较顺利的下泻到聚渣坑中，在岩埂爆破拆除前将预留的钻孔工作平台（3m宽）靠聚渣坑一侧修整为陡坡；距岩埂背水面坡角1.5m处布置1 排16 个缓倾孔，倾角76°，孔距1.8m，孔深6.2m。

1 号导流进口预留岩埂设计总药量为4305kg，平均炸药单耗2.05kg／m3，预裂孔线密度为400kg／m。典型炮孔布置如图7.2.19所示。

主爆孔孔内采用φ70mm 乳化炸药药卷连续装药结构形式。两侧预裂孔采用不耦合装药，将φ32mm 乳化炸药串绑在竹片和导爆索上，底部采用3 个φ32mm 药卷捆绑在一起，预裂孔线装药密度为400g／m。在造孔结束后，为防止塌孔，在孔内装入φ80mmPVC 管，装完药后即时用黏土将孔口堵塞密实。具体爆破参数见表7.2.5。

图7.2.19　1 号围堰预留岩埂典型炮孔布置图
（单位：m）

表7.2.5　1 号预留岩埂爆破参数表

图7.2.20　2 号围堰预留岩埂典型炮孔布置图（单位：m）

3）2号围堰预留岩埂爆破参数。在岩埂顶部布置3 排57个竖直（斜）孔，孔距1.5m，排距0.8m，孔深4.6～5.0m；底部布置1 排18 个缓倾炮孔，倾角为5°，孔距为1.5m，孔深5.5m；岩埂两端各布置一列7个预裂孔，孔距0.8m，孔深5.6m。

2号导流洞进口围堰预留岩埂共布置φ90mm 炮孔89 个，钻孔总进尺460m。2 号导流洞进口预留岩埂设计总装药量1085.48kg，平均炸药单耗2.05kg／m3，预裂线密度为400g／m。炮孔布置如图7.2.20所示。

由于导流洞周围环境比较单一，在拆除岩埂周围无敏感的建筑物和重要设施，导流洞进口距离爆破地点较远，对爆破振动、飞石、空气冲击波等爆破效应的控制可相对宽松。最大单段药量及微差起爆网路的确定主要从改善爆破效果和施工操作简便、可靠方面考虑。具体爆破参数见表7.2.6。

表7.2.6　2号预留岩埂爆破参数表

本次爆破拆除采用孔内延时起爆网路，雷管段别为1～37 段，相邻间隔25ms。在外使用即发电雷管引爆，每15～20个炮孔的塑料导爆管集成一组，用双发即发电雷管簇联，各组间电雷管串联。为了提高起爆网路的准爆率，每个孔内放置两发塑料导爆雷管：对于φ90mm的大孔径炮孔，孔内放置一根防水导爆索，一发雷管置于孔底药包，一发雷管绑在孔口以下2.7m的导爆索上。

1 号导流洞进口围堰预留岩埂起爆顺序：钻孔平台上的炮孔首先起爆，其次在两端打开缺口，从两侧向中间顺序起爆。单侧炮孔雷管跳段使用，单侧相邻段间隔50ms，形成左右两侧相邻段间隔25ms 的孔内微差起爆网路；共分37 段起爆，网路总延时925ms，最大单段药量为122.7kg。

2号导流洞进口围堰预留岩埂炮孔起爆顺序为：顶部迎水面一侧炮孔、背水面侧炮孔、中间炮孔、底部炮孔。孔内雷管段别是用与1 号围堰基本相同，共分22 段起爆，网路总延时550ms，最大单段药量49kg。

4.爆破效果

金安桥导流洞进口围堰的爆破拆除，达到了预期效果，满足岩埂爆破最大块度（30～40cm）及爆渣原地堆积厚度1m以下的要求，为减小截流难度起到了积极作用。

根据金安桥的施工经验，在今后类似工程中，对于岩体较破碎，如果工期允许，建议对岩坎预先进行灌浆处理，这不仅有利于钻孔及装药的顺利进行，有利于聚渣坑开挖的施工安全；另外，靠近岩坎内侧（背水面）一定范围的岩体，建议采用小孔径台阶爆破分层开挖。