水工围堰拆除爆破实例

1.工程概况

三峡三期下游土石围堰为三级临时建筑物，右侧与导流明渠右岸边坡相接，左侧接纵向围堰下纵第20堰块。围堰轴线呈折线形式布置，围堰防渗采用高压旋喷墙上接土工合成材料心墙型式，高喷墙墙顶高程为69.0m，轴线全长426.35m，最大墙深28.0m，其上土工合成材料“之”字敷设至79.0m高程，对于基础透水岩体及右岸坡透水带采取防渗帷幕灌浆处理。高喷墙内沿轴线间距1.8m布置有帷幕灌浆孔，采用插灌浆钢管到距墙底0.5m止，其中高渠段钢管管径为89mm，低渠段钢管管径为108mm，钢管壁厚4～4.5mm。

高喷墙在基坑充水至59.0m高程后须采用一次性钻孔爆破方式进行拆除，左侧拆除至混凝土纵向围堰，右侧拆除至导流明渠混凝土护坡，下部拆除至导流明渠底部高程，即高渠部分拆至58m高程，拆除墙高11m，低渠部分拆至45m高程，拆除墙高24m。为有利于水下开挖施工，确定混凝土防渗墙爆破后块度不大于50cm，预埋灌浆钢管长度不大于100cm。

根据三峡二期围堰混凝土防渗墙爆破拆除的成功经验，三期下游围堰高喷墙采用不耦合间隔装药结构及孔间微差非电双复式交叉起爆网路技术。

2.拆除爆破设计

（1）炮孔布置。炮孔根据不同堰段的高喷墙体厚度和埋管特点进行布置，左右两侧岸坡及高低渠连接段高喷墙加厚区布置1 排钢管孔和3 排无钢管孔；低渠段主要布置1 排钢管孔和1 排无钢管孔，高渠段主要布置1 排钢管孔。

根据爆破试验成果和其他类似工程经验，并考虑高喷防渗墙强度较低的特性，确定炮孔孔距与预埋灌浆钢管间距一致，均为1.8m，如钢管间距大于2m则在两孔之间补钻一孔，各排炮孔梅花形布置。

左右端头各布置1 排缓冲孔和1 排预裂孔，缓冲孔孔距0.8m，预裂孔孔距0.4m（采用隔孔装药，空孔起导向作用），缓冲孔和预裂孔距离0.7m。

（2）炮孔深度。根据二期围堰防渗墙拆除经验，在底部加强药量和装药结构合理情况下，炮孔至设计底板终孔即可满足不留坎的要求。针对高喷墙的特点，考虑到墙厚存在不均匀和高喷桩间可能存在的薄弱面，考虑主爆孔超深30cm，预裂孔超深200cm。(https://www.xing528.com)

（3）钻机选型及炮孔直径。炮孔分两种类型：有钢管炮孔和无钢管炮孔。有钢管炮孔因钢管的导向作用对精度要求不高，采用快速钻或全液压钻钻孔，由于受到钢管管径限制，选择直径75mm的钻头，现场施工中因存在扩孔系数，最终成孔直径将与钢管的内径一致。无钢管防渗墙的爆破效果很大程度上依赖于钻孔质量，由于炮孔较深，孔网参数小，因而对钻孔精度的要求较高。孔底在各向的偏斜误差均不得超过孔深的7.5‰。因药包直径、药量的要求及装药结构复杂，无钢管防渗墙段孔径为91mm。根据现场造孔经验，孔深小于11m时，采用快速钻可达到上述要求，孔深大于11m时，采用地质钻机进行钻孔。

（4）炸药单耗。一般防渗墙墙体爆破的单位体积耗药量约为0.3～0.4kg／m3。对两侧有经碾压过的风化砂约束时，提高单位体积耗药量对墙体的破碎极为有利，爆炸能量不会造成渣块的到处飞散，其爆炸能量绝大部分用于对介质作破碎功。综合考虑后取0.8kg／m3。

（5）装药结构设计。采用不耦合间隔装药结构，为了保证破碎效果，使防渗墙能够充分破碎，同时尽量使得爆破能量分布合理，根据墙体厚度与炮孔位置水深不同，将炮孔分成若干段，每段的单耗按该段的底部最大单耗计算，一般分段越多，设计更加合理，但施工复杂，经综合考虑，本次对炮孔最多分4段。采用φ55mm及φ75mm的乳化炸药，底部加强装药，孔顶减弱装药，中间为正常段装药。根据钢管爆破试验及防渗墙爆破试验，确定孔口堵塞长度为1.5～2.0m。

（6）起爆网路设计。孔内炸药采用双导爆索（U形）起爆，塑料导爆管雷管绑扎在孔口导爆索上，每孔用4 发雷管起爆，每排孔采用MS8、MS9、MS10、MS11 塑料导爆管雷管，其导爆管两根一组分别连结在两侧主干线上，每条干线传爆结点采用两发MS3段塑料导爆管雷管连接，结点间除了纵向连接外，两干线结点间还进行交叉连接，组成双复式交叉传爆网路。

主爆破最大单孔药量小于60kg，采取1～2 孔一段的起爆方式，最大单段药量小于120kg。预裂孔单组导爆索串联的炮孔数为4个，最大起爆药量小于70kg。

起爆点选在右岸，传爆方向为从右岸向左岸依次传爆，爆破共分439 段，爆破总延时12.38s。

3.爆破效果

三峡三期下游围堰防渗墙共布置炮孔463 个，使用乳化炸药总装药量约23.2t，非电雷管总数3896 发，于2007 年2月28日15 时实施起爆。根据爆破后现场观察及水下开挖情况，防渗墙墙体破碎块度、灌浆钢管断开长度均满足水下开挖设备挖装要求，为水下高强度开挖作业创造了良好条件，爆破监测显示各项指标均在安全范围内，达到了预期目标。