水電站混凝土縱向圍堰及門機軌道拆除爆破設計

譚建軍

（韶關市華源水電建設有限公司，廣東韶關 512026）

1 工程概況

廣東省樂昌市長安水電站混凝土縱向圍堰是臨時導流建筑物，分為一期縱向混凝土圍堰和二期縱向混凝土圍堰，其斷面為梯形結構，頂寬80mm，底寬4000mm。一、二期混凝土縱向圍堰設計長都為上游35m，下游45m。一期混凝土縱向上、下游圍堰與14#閘墩相連，接頭處采用瀝青松木板分縫，堰頂高程都為83m。二期混凝土縱向上、下游圍堰與8#閘墩相連，結合部位分縫也為瀝青松木板。上游堰頂高為81.5m，下游圍堰上游部分為81.0m，下游為81.5m，其高差主要是為了在超標準洪水來臨時供基坑灌水平壓用。

按設計要求，一、二混凝土縱向圍堰在消力池部分堰段（25m長）拆至消力池結構面即▽72.5高程，其余部分（20m長）拆至▽74.5高程，上游靠近閘墩部分堰段（15m長）拆至▽74高程，其最大拆除高度為11.5m，其余堰段拆至▽74.5高程，最小拆除高度為7m。

一期基坑內上、下游門機軌道由于建在廠房進水渠及尾水渠混凝土底板上，即先澆筑進、尾水混凝土底板，再在其上進行施工門機混凝土軌道澆筑，所以門機軌道對廠房發(fā)電過流有影響，必須拆除，一期半及二期基坑內的門機軌道對建筑物運行無影響，不用拆除。一期上游門機軌道中心線為壩上0+005.5m及壩上0+013.5m，軌頂高為70.0m，拆除長度為2×40m，拆除高度為2.0m和3.0m。下游門機軌道，中心線為壩下0-062.00及壩下0-069.00，軌頂高程為69.5m，拆除長度為2×38m，拆除高度為0.5m及2.0m。

混凝土縱向圍堰及施工門機軌道具備拆除條件時，周圍建筑物已基本竣工：建筑物混凝土澆筑已完成；壩頂電纜溝、公路橋及吊車梁等預制構件已吊裝完畢；防滲帷幕灌漿及基礎固結灌漿施工已 完成；廠房的梁板柱結構已基本完成；閘壩的弧形閘門及啟閉設備都已安裝、調試完畢。因此，混凝土圍堰及施工門機軌道拆除時，必需采取正確的施工方法，確保已完工建筑物質量不受影響及安全。

2 拆除方案的選擇

2.1 混凝土縱向圍順拆除方案選擇

由于拆除的混凝土縱向圍堰與要保護的建筑物、構筑物的距離很近，所以必需采取措施減少爆破震動、飛石對建筑物的影響。對二期混凝土縱向圍堰來說，拆除時受自然水位的影響，要分水上和水下兩人部分進行。

一期混凝土縱向圍堰在干地施工，分三層鉆爆。二期水上部分和一期混凝土圍堰采用從上、下游向8#閘墩和14#閘墩推進的方式進行，這樣做的目的—是能充分驗證爆破參數(shù)和地震參數(shù)，二是能有效地控制爆破飛石方向。爆破梯段為3m左右，采用手風鉆鉆孔循環(huán)鉆爆。

在上、下游圍堰與閘墩相連的8m左石（一期及二期圍堰水上部分），垂直水流方向打一排間距為40cm的預裂孔，進行預裂爆破，即與閘墩相連的8m左石混凝土圍堰單獨鉆爆施工。同時在預裂孔與閘墩相連的7m左石平行打一排間距為40cm減震孔。與閘墩相連的這幾部分堰體混凝土待其余的部分堰體爆破完成后再進行爆破。爆破方法是采用預裂爆破“削混凝土”法進行，即往閘墩方向每隔1m處由上至下傾斜一定角度打一排預裂孔，進行網(wǎng)絡預裂爆破，每個時差爆一排預裂孔，把混凝土圍堰一層一層地“削掉”。

二期混凝土圍堰水下部分采用控制爆破一次性鉆爆到設計拆除高程。鉆孔機械采用100型潛孔鉆，非電微差爆破，系統(tǒng)爆破，與墩頭距離較近的主爆破采用孔內微差，以減小單響起爆藥量，以達到減震防震的目的。

與墩頭相連的水下部分堰體（上下游各8m左石）采用靜態(tài)破碎的方法進行拆除。其原理是先用風鉆打孔至設計高程，再在孔內裝填靜態(tài)破碎劑，一段時間后，孔內靜態(tài)破碎劑膨脹將混凝土堰體擠破碎，從而達到混凝土堰體拆除目的。如果孔內有水，先用風機將孔內水吹凈后，再裝填靜態(tài)破碎劑，靜態(tài)破碎劑宜選用10℃～25℃的溫度下進行。考慮到二期圍堰拆除是在8月份，溫度較高，因此宜選擇凌晨左右的時間進行裝藥。

2.2 一期施工門機軌道拆除方案選擇

一期施工門機軌道與廠房較近，但不與廠房主體建筑物混凝土直接相連，因此爆破震動作用是通過進、尾水渠底板混凝土及基巖傳遞給廠房主體建筑的，這樣可以減震80%。根據(jù)經驗公式，混凝土震動衰減規(guī)律為：

地震控制表通過控制單響藥量來控制爆破震動（圍堰爆破單響也按表1控制）。

表 1

按照表1，門機軌道距廠房混凝土最近按3m計，則最大單響藥量為5625克，取5000克。

在門機軌道底部距進水渠及尾水渠混凝土面15cm，每30cm打一預裂孔，其每隔一孔留30cm不打穿，用來作裝炸藥，其余的都打穿，用來作預裂爆破的臨空面，即每隔一孔裝藥，一孔不裝藥。

3 鉆爆參數(shù)設計

（1）一期、二期水上部分混凝土堰體及施工門機軌道一般鉆爆設計參數(shù)表如表2所示。

（2）預裂爆破設計參數(shù)如表3所示。

（3）與8#閘墩相連（8m以內）水下部分混凝土堰體拆除設計，

由于與8#閘墩相連水下部分堰體爆破地震控制無法滿足，則采用靜態(tài)破碎劑拆除。其相應參數(shù)如表4所示。

（4）二期水下部分混凝土堰體（離8#閘墩上下游各8m左石以外堰段）鉆爆設計參數(shù)如表5所示。

表 2

表 3

表 4

表 5

（5）爆破安全控制措施。拆除爆破設計采用松動和加強松動爆破設計，爆破開始前應在遠離保護建筑物區(qū)域進行1～2次試爆，以校正相應的爆破參數(shù)，爆破后混凝土塊直徑滿足機械挖裝要求。

混凝土縱向圍堰拆除控制的重點是爆破飛石和地震速度。每次爆破前，應對爆破安全距離進行測量，以確定合理的單響藥和微差起爆方式，爆破操作中，應對照爆破設計，對裝藥量、裝藥結構、堵塞長度和堵塞質量進行檢查驗收，合格后，再用草袋和黃土包覆蓋爆區(qū)表面。

爆破過程中，優(yōu)選背離保護建筑物方向，作為爆破的主爆方向，以控制飛石的方向。

爆破時應遵守安全規(guī)程。警戒范圍內的機械、人員必須撤離到警戒區(qū)外的安全地帶，方可起爆。爆破完畢后，應對炮區(qū)進行檢查，發(fā)現(xiàn)盲炮應及時處理。

4 結 語

實踐表明，采用上述爆破作業(yè)技術及措施，最大程度的保護了永久建筑物，而拆除干凈，無飛石，效果顯著。

[1] 水利水電施工組織設計(第三篇).水利水電出版社