葛洲坝水利枢纽大江土石围堰拆除爆破

1.工程概况

葛洲坝水利枢纽，是长江干流上修建的第一个大型水利水电工程。该工程大江上游土石围堰由航道段与电厂护段组成（图8.2.1），围堰全长895m，堰顶高程为67m，最大堰高50m，堰顶宽20m，土石围堰中有两道混凝土防渗墙（图8.2.2）。混凝土防渗心墙中至中的间距3.5m，每道墙厚0.8～1.0m，上游墙顶高程64.5m，下游墙顶高程61.0m，墙底嵌入基岩0.5～1.0m。墙的左端与纵向钢板桩围堰相衔接，右端接岸坡台地，混凝土防渗墙与大坝轴线间的距离为220～482m，大江防淤堤从围堰中部穿过，因此，围堰中间一段作为防淤堤永久建筑物保留，左侧电厂段和右侧通航段的堰体需按设计要求分别拆除至45m和36m高程，以利于引水发电和通航。

大江上游围堰拆除期间必须保证一期工程继续通航发电，为此，上游水位不得低于50m高程，背水基坑也要充水至一定高程，因此大部分堰体浸没在水中。根据围堰拆除程序，上游墙陆上拆除至59m高程，下游墙陆上拆除至55m高程，剩余部分一次爆破拆除。水下最大拆除深度达23m，相应混凝土防渗墙拆除工程量约21502m3。考虑到水下开挖清渣方便和当时采用的水下开挖船舶的性能，要求爆破后拆除的破碎块度控制在30～50cm。

2.爆破参数

（1）孔距。为了获得较小的破碎块度，尽量减少钻孔工程量，并考虑到钻孔偏斜误差带来的不利影响以及墙厚的不均匀性，确定炮孔孔距为0.8m。采用钻孔直径为80～100mm。

图8.2.1　葛洲坝水利枢纽大江上游围堰平面布置图

图8.2.2　大江上游围堰断面图（单位：m）

（2）单位长度装药量。一般混凝土墙柱构件爆破时，炸药单耗约为0.3～0.4kg／m3，但现场爆破试验表明，对于两侧填有砂砾料的混凝土墙来说，即使炸药单耗达到1.0kg／m3时，符合设计尺寸的爆破块度仅占30.4%～38%。结合下游围堰混凝土防渗墙拆除爆破试验资料：对埋置深度5～10m的混凝土墙，当其炸药单耗达1.44kg／m3左右时，其爆破破碎块度适中，效果较好。据此考虑到墙体埋置愈深，夹制作用愈大的特点和减少顶部飞石危害等因素，确定各部位药量，见表8.2.1。

（3）装药结构。为了使爆破能量分布合理、改善破碎效果，根据墙的位置、孔深以及孔内各部位规定的炸药线装药密度，采用横向集中耦合、纵向间断布置药卷的串联装药结构。爆破药卷用塑料袋包装，黄油封口防水，检查合格后，以备加工药串。药串是用一根φ6mm粗麻绳作承重绳，在绳上按装药结构要求用细麻线绑扎药卷而成，其长度为实际孔深外加2m超长，并在捆绳上标明孔号、长度和药量。

表8.2.1　各种炸药不同孔深单位长度药量表

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将塑料导爆索按不同孔深度外加1.0m超长截断，切口浸涂石蜡沥青凡士林混合剂封口防水，加工好后盘圈并编上号。装药时，边下药串，边绑扎导爆索，导爆索应紧贴药包，用电工胶布扎紧。药串下到孔底后，为避免下滑，造成药包集中，承重绳应捆在横放在孔口的短竹棍上，孔口堵塞长度为70cm。装药结构图如图8.2.3 和图8.2.4所示。

图8.2.3　胶质炸药装药结构图（厂房段上游墙，单位：cm）

图8.2.4　乳化炸药装药结构图（航道段下游墙，单位：cm）

3.起爆网路

采用由塑料导爆管毫秒雷管组成的双复式交叉并串联的起爆网路（图8.2.5）。孔内药包由2～3 根塑料导爆索引爆，导爆索露出孔口部分的长度为20～30cm，导爆索由绑扎在其孔外部分的4发非电毫秒雷管引爆。为了实现孔间微差爆破，将若干个孔分成一组，每组内的单号孔用MS1 导爆管雷管引爆，双号孔用MS2 导爆管雷管引爆。每个孔的4根塑料导爆管分成两股分别置于炮孔轴线的两侧，同一组内的两侧导爆管分别并联为一个结点，结点间用3 发MS3 导爆管雷管接力传爆。通过交叉搭接形成双复式交叉并串联接力起爆网路。

图8.2.5　复式交叉并串联起爆网路

通过MS1、MS2、MS3 三个段别塑料导爆管雷管的巧妙组合，将总装药47.78t炸药分为324段，使最大单段药量控制在282kg，实现了段间时差为25ms的顺序爆破，设计总延期时间为8.1s。

4.爆破效果

1986 年1 月7日15 时，大江土石围堰混凝土心墙顺利爆破，爆破飞石距离不超过150m，实测爆破振动、水击波均在安全允许范围之内，实测涌浪高度为0.72m，周围建筑物没有受到任何破坏影响。