三峡二期下游围堰混凝土防渗墙拆除爆破成果

1.工程概况

二期下游围堰是三峡工程主要的三级临时建筑物，堰体内设置单排混凝土防渗墙，墙厚0.8～1.1m，全长971.5m。墙体内有灌浆钢管和塑料管。当墙体深度大于40m时，采用直径100～110mm、壁厚约4mm的灌浆钢管。长钢管均由6～8m的短钢管焊接成型，由直径22mm的钢筋按6～8m 一层制作的格形保持架固定。灌浆钢管沿防渗墙轴线按1.5m间距布置，有钢管段防渗墙轴线长约500m。

下游围堰最终拆至53m高程（防渗墙拆至52.5m高程）。拆除前有钢管段防渗墙墙顶高程70.0m，拆除深度17.5m。

为满足三期导流明渠截流、电站厂房机组运行和导流底孔安全泄洪要求，要求混凝土防渗墙拆除爆破在2002 年7月1 日一次爆破成功。

根据葛洲坝集团三峡施工指挥部所采用的水下施工设备铲扬船和抓斗船的技术性能，要求将墙体内的钢管炸断，其几何长边长度不大于100cm；固定钢管的钢筋保持架炸散；混凝土墙体炸碎，其最大块径不大于50cm。

2.爆破试验

防渗墙拆除现场爆破试验进行了2 组，其爆破参数：孔距a＝1.5m；孔深7m；有钢管炮孔中典型装药结构：底部连续绑扎3 个φ50 药包，其上按净间距30cm绑扎7 个φ50药包，顶部为1 个2φ32药包；设计堵塞长度0.6～0.8m。采用塑料导爆管非电毫秒雷管组成的双复式交叉并串联孔间微差爆破网路。现场试验爆破后，经挖掘、测量、统计分析后认为：除表面凹凸不平等特殊条件造成局部少数混凝土块径大于50cm、钢管段大于100cm以外，其余全部符合设计要求，可以满足水下开挖要求。

3.混凝土防渗墙拆除爆破设计

（1）爆破安全控制标准。二期下游围堰附近的主要建筑物有大坝、电站厂房、左导墙、右侧的纵向围堰和左厂房尾水渠护坡等。混凝土防渗墙拆除爆破时产生的有害效应——爆破地震波和水击波（基坑充水至一定高程）将对附近建筑物产生一定的影响。参考类似工程的经验确定本工程主要建筑物的安全控制标准，见表8.2.4。

表8.2.4　主要建筑物安全控制标准

（2）混凝土防渗墙拆除爆破参数设计。

1）炮孔直径。由于炮孔较深，装药结构复杂，为保证装药施工顺利进行，确定无钢管段炮孔直径为90～100mm，有钢管段炮孔内径92～102mm。

2）孔距。根据爆破试验成果和其他类似工程经验，并考虑混凝土防渗墙强度较低的特性，确定无钢管段混凝土墙炮孔孔距为1.5m，有钢管段混凝土墙炮孔孔距即为钢管间距1.5～2.0m；如钢管间距大于2m时，则在两孔之间补钻一孔。(www.xing528.com)

3）炮孔深度。各段炮孔深度由防渗墙钻孔前顶面高程和该部位拆除高程确定，无钢管段最大孔深20m，有钢管段最大孔深17.5m。

4）药包直径。综合比较爆破试验φ70 和φ50 药包的优缺点，确定药包直径为60mm（单节重1.2kg、长40cm）。

5）装药结构。导爆索底部连续绑扎5 个φ60 药包（长约2m），其上按净间距30cm（有钢管段）或40cm（无钢管段）均匀布置φ60药包至堵塞段。堵塞长度偏长时，顶部增加1 个2φ32药包。

6）堵塞长度。有钢管段炮孔堵塞0.5～0.8m，无钢管段炮孔堵塞0.8～1.1m。堵孔时，先用草或编织袋塞紧，再用泥沙堵塞并捣实。

7）单段起爆药量。采用孔间微差爆破方式，最大单段起爆药量为两个最大单孔药量之和，即60kg。

（3）混凝土刺墙拆除爆破参数设计。防渗墙与混凝土纵向围堰（永久建筑物）接头处为现浇混凝土（C25）刺墙，墙顶高程72～72.5m，墙厚3.0m，墙顶轴线长14.15m。现浇混凝土刺墙与混凝土纵向围堰间有施工缝，分缝处设有止水。

为了减小拆除爆破对纵向围堰的振动影响，在距纵向围堰2.7m处钻一排预裂孔，钻孔平行于纵堰坡面。预裂孔与纵堰间的刺墙在防渗墙拆除爆破后，再用手风钻钻孔爆除（拆除范围为上部水位变化区）。为了减小纵堰近区爆破的最大单段药量，刺墙布置三排主爆孔，孔深由左至右逐渐减小，邻近纵堰处为2.0m。孔距1.0m，排距0.75m。一孔一段，最大单段药量33.6kg，其孔口距纵堰10.14m。采用间隔装药结构，药包直径60mm。

（4）爆破网路设计。设计采用双复式交叉并串联孔间微差爆破网路。传爆干线由MS3 非电毫秒雷管串联而成，两条主干线分别置在防渗墙两侧。

孔内药包由呈U形的双股导爆索引爆。导爆索两端露出孔口20～30cm，每个孔口引爆导爆索的4 发导爆管雷管按两发一组放在防渗墙两侧，分别联在两侧主干线邻近的结点上。

防渗墙炮孔间隔布置MS4和MS5 非电毫秒雷管，一个结点起爆4个炮孔，最大单段药量为2 个深孔药量之和。刺墙3 排炮孔从上游至下游分别布置MS10、MS11 和MS12非电毫秒雷管，1 个结点起爆上、中、下3 排各1 个炮孔，最大单段药量为最大的单孔药量。

防渗墙主干线最后一个结点，在引爆刺墙主干线的同时，引爆由MS9 和MS8 非电毫秒雷管串联而成的预裂孔传爆干线，引爆预裂爆破孔。使预裂爆破在主干线各结点雷管全部传爆完毕后进行。

4.爆破效果

三峡二期下游围堰混凝土防渗墙于2002 年7 月1 日一次爆破成功，爆破总段数为375 段，总延时9.5s，总装药量19.24t。安全监测资料分析结果表明：拆除爆破对周围建筑物没有造成不利影响，所有建筑物均处于安全运行状态。从水下开挖情况看，有钢管部位防渗墙爆后已没有完整的钢管，全部被炸成片条状碎块，保持架也全部松散，铲扬船和抓斗船开挖过程中没有发生因为防渗墙部位出现硬埂或因长钢管、保持架连在一起而受阻的现象。防渗墙爆渣呈疏松状，有利于采用铲扬船及抓斗船开挖。