功果橋水電站2#尾水出口混凝土子圍堰爆破拆除施工

何毅 張永崗 賀永鋒

中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 云南昆明 650041

摘要：功果橋水電站2#尾水隧洞出口混凝土子圍堰總高7.5m，最厚4m，采用C15素混凝土澆筑。圍堰距尾水出口擋水閘門(mén)僅24.4m。首機(jī)發(fā)電前經(jīng)比選采取爆破拆除，爆破總裝藥量1289.4kg，平均單耗2kg/m3，爆后近在咫尺的尾水閘門(mén)紋絲不動(dòng)，滴水不漏，爆破飛石較少；相鄰啟閉機(jī)室排架柱最大質(zhì)點(diǎn)振速僅2.87cm/s，結(jié)構(gòu)安全；爆后原圍堰位置水流平順無(wú)雍高，爆破取得圓滿成功。本文對(duì)圍堰爆破的設(shè)計(jì)與施工做了全面的總結(jié)，以期為類(lèi)似工程之借鑒。

關(guān)鍵詞：功果橋電站；2#尾水隧洞出口；混凝土子圍堰；爆破設(shè)計(jì)；施工

1概述

1.1工程概況

功果橋水電站位于云南省云龍縣境內(nèi)大栗樹(shù)西側(cè)，是瀾滄江中下游河段梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最上游一級(jí)電站，下游為小灣電站，上游為苗尾水電站。本工程以發(fā)電為主，正常蓄水位1307.0m，裝機(jī)四臺(tái)，單機(jī)容量225MW，總?cè)萘?00MW，年均發(fā)電量40.41億Kw·h。樞紐建筑物主要由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。引水發(fā)電系統(tǒng)布置在右岸，由進(jìn)水口、引水隧洞、地下廠房、主變室、尾水調(diào)壓室、尾水洞和戶外出線場(chǎng)等組成。

功果橋電站尾水系統(tǒng)采用“二機(jī)一井一洞”的布置方案，四條尾水管洞平行布置，垂直進(jìn)入1#、2#尾調(diào)壓匯流后接入1#、2#尾水隧洞。2#尾水洞總長(zhǎng)570m，采用16×16m（B×H）城門(mén)洞型斷面，其出口設(shè)啟閉機(jī)室，安裝16×16m檢修閘門(mén)1扇。尾水檢修門(mén)下游24.4m的江中布置混凝土子圍堰一道，枯期圍堰擋水，提起檢修門(mén)以便2#尾水洞通風(fēng)散煙；汛期關(guān)閉閘門(mén)擋水，混凝土子堰阻擋淤沙，減少門(mén)葉內(nèi)泥沙淤積量?；炷磷友卟捎肅15素混凝土澆筑，底部高程1239.0m，總高7.5m，總長(zhǎng)35m。按厚度不同，從上到下分上、中、下三層臺(tái)階，上部臺(tái)階厚75cm高1.5m為Ⅰ層；中部臺(tái)階厚1.5m高2.8m為Ⅱ?qū)樱幌虏颗_(tái)階厚4m高2.2m為Ⅲ層，子堰總體積為631.245m3。

1.2圍堰拆除方案的選擇

尾水出口混凝土子堰為枯期擋水，汛期位于水下，為便于施工，選擇在電站首機(jī)發(fā)電前的最后一個(gè)枯水期即2011年4月25日進(jìn)行拆除。由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)施工通道可供機(jī)械設(shè)備至圍堰處，僅能布置鋼爬梯供人員至圍堰頂部，且拆除時(shí)圍堰僅頂部1.5m露出水面。要將該圍堰拆除干凈，不抬高尾水位而影響電站正常出力，最終選擇爆破拆除，水流沖渣。即先將汛期灌入堰內(nèi)的積水抽空，形成干地施工條件后鉆孔、裝藥、連線，再向堰內(nèi)充水使圍堰內(nèi)外平壓后起爆。

2 爆破施工主要工藝措施

2.1堰內(nèi)積水抽排和積渣清理

2#尾水出口混凝土子圍堰為枯期擋水，汛期洪水漫過(guò)堰頂則改用出口閘門(mén)擋水。為形成堰內(nèi)干地施工條件，先采用WQX250-50-55KW型潛水泵將閘門(mén)與圍堰間約7000m3蓄水抽排干凈，再采用50t汽車(chē)吊吊放一臺(tái)卡特306型挖掘機(jī)進(jìn)入堰內(nèi)，將圍堰上汛期洪水沉淀河沙清走，形成圍堰鉆孔施工工作面。

2.2 爆破孔鉆孔

炮孔由測(cè)量放點(diǎn)，紅油漆標(biāo)示。Φ42炮孔采用YT28型手風(fēng)鉆造孔，Φ90炮孔采用QZJ-100B鉆機(jī)造孔，20m3/min電動(dòng)空壓機(jī)供風(fēng)。炮孔孔位及孔深偏差為±5cm。成孔即用編織袋堵塞孔口保護(hù)并及時(shí)驗(yàn)收。

2.3 裝藥及爆破網(wǎng)絡(luò)連接

子堰Ⅰ、Ⅱ?qū)蛹阿髮由喜康谝慌趴拙捎忙?2藥卷連續(xù)裝藥，單孔裝藥Ⅰ層5節(jié)，Ⅱ?qū)觾?nèi)排11節(jié)，Ⅱ?qū)油馀?3節(jié)，Ⅲ層上部第一排10節(jié)。子堰Ⅲ層第二排主爆孔孔底一節(jié)Φ70藥卷加強(qiáng)裝藥，再連續(xù)裝6.5節(jié)Φ60mm藥卷，單孔藥量8.5kg，Ⅲ層下部?jī)膳趴卓椎滓还?jié)70藥卷加強(qiáng)，再用一節(jié)Φ60藥卷綁一節(jié)Φ32藥卷成組合藥卷連續(xù)裝藥，單孔藥量9.7kg。每孔內(nèi)均設(shè)1根導(dǎo)爆索傳爆并裝雙650ms高精度雷管。

Ⅲ層底排光爆孔孔底采用一節(jié)Φ60藥卷加強(qiáng)再間隔20cm裝7節(jié)Φ32藥卷，線裝藥密度774g/m。兩側(cè)光爆孔孔底兩節(jié)Φ32藥卷加強(qiáng)，孔內(nèi)間隔20cm裝7節(jié)Φ32藥卷。每個(gè)光爆孔內(nèi)均裝雙導(dǎo)爆索和雙650高精度雷管。

爆區(qū)總裝藥量1289.4kg，平均單耗2kg/m3，具體裝藥參數(shù)見(jiàn)下表：

所有炮孔采用1：3干硬性水泥砂漿堵塞密實(shí)。

子堰爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路為先爆除上游側(cè)轉(zhuǎn)角部位形成臨空面，而后自上游向下游逐排炮孔起爆，每排炮由Ⅰ層2孔、Ⅱ?qū)?孔及Ⅲ層2～4孔組成，每排8～11孔。所有炮孔內(nèi)均裝650ms±25ms高精度非電雷管2發(fā)；所有傳爆用地表延期雷管采用17ms±2ms雷管，每個(gè)傳爆節(jié)點(diǎn)雷管不少于兩發(fā)。該網(wǎng)絡(luò)不考慮導(dǎo)爆管及導(dǎo)爆索傳爆時(shí)間時(shí)其總傳爆延時(shí)為（17±2ms）×32（節(jié)點(diǎn)數(shù)）=480～608ms，而孔內(nèi)孔內(nèi)延時(shí)為625～675ms，故可保證傳爆結(jié)束后第一孔才起爆。爆破最大單響為11孔一響，最大單響藥量40.7kg。爆破網(wǎng)路詳見(jiàn)圖1、2。

圖1：子圍堰爆破網(wǎng)絡(luò)圖

圖2：子圍堰連接完成的爆破網(wǎng)絡(luò)（堰內(nèi)充水中）

2.4圍堰爆破防護(hù)

因圍堰爆區(qū)與相鄰的尾水出口閘門(mén)及啟閉機(jī)室距離僅20余米，門(mén)后還有大量人員在緊張施工，爆破中一旦對(duì)閘門(mén)造成破壞而大量漏水則必將導(dǎo)致水淹廠房的重大事故，因此擋水閘門(mén)是本次爆破防護(hù)重點(diǎn)。為減少爆破飛石以及防止圍堰內(nèi)外12m水頭的壓力下爆破后江水夾帶爆渣形成的泥石流直接沖擊閘門(mén)，本次爆破采用堰內(nèi)充水與堰外平壓后再爆破方案，充水后為屏蔽水下爆破沖擊波，在閘門(mén)前5m處采用B1000×10膠帶螺栓連接形成膠帶幕簾與爆區(qū)完全隔離。啟閉機(jī)室前則采用1.5寸鋼管排架并滿掛竹跳板防護(hù)。子堰防護(hù)膠簾見(jiàn)圖3、4。

圖3：子堰爆破防護(hù)措施遠(yuǎn)景 圖4：子堰爆破防護(hù)措施近景

3 結(jié)語(yǔ)

在功果橋水電站尾水出口混凝土子圍堰爆破拆除中，根據(jù)圍堰距離出口閘門(mén)較近防護(hù)困難，低流速不利于沖渣，堰內(nèi)外水壓差大等實(shí)際情況，采用了防水乳化炸藥、高精度非電雷管等新材料，并采取了較高的炸藥單