某輸供水工程取水口巖坎爆破監(jiān)測應(yīng)用分析

呂炎浩

（遼寧省水資源管理集團(tuán)，遼寧沈陽110003）

1 工程概況

某輸供水工程，取水首部工程主要建筑物包括取水口建筑物（進(jìn)水塔、啟閉機(jī)室等）、壓力引水隧洞、地下廠房洞室及其附屬洞室、取水首部閘門井、電梯（電纜）豎井、通風(fēng)豎井、升壓站、交通洞等工程，其中啟閉機(jī)室位于最上游，其長度為33.30 m，樁號0-020.50～0+012.80；臨時建筑物主要為啟閉機(jī)室上游拋石圍堰，設(shè)計長度81.70 m，施工期設(shè)計擋水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，考慮該工程的特殊性，施工防洪度汛標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，堰頂填筑寬度13～15 m，最大堰高31.6 m（軸線處），圍堰上、下游邊坡為1∶1.3。目前取水口工作閘門及事故閘門已經(jīng)具備擋水條件，而且落閘擋水，圍堰已經(jīng)拆除完成，但其底部剩余預(yù)留巖坎沒有拆除，巖坎位置及整體取水口布置見圖1。

圖1 巖坎位置及取水口布置示意圖

該巖坎拆除面臨深水爆破及對周圍建筑物爆破震動影響等問題。針對巖坎深水爆破已做專門爆破設(shè)計，并同類似工程做比較分析，將其他工程監(jiān)測實測值與該工程允許標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，完全滿足安全條件。在此基礎(chǔ)上，需對該工程巖坎爆破進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)采集，與允許標(biāo)準(zhǔn)值做進(jìn)一步綜合分析，從而判斷實際破壞程度及安全性。

2 監(jiān)測點布置

這次巖坎爆破，距離進(jìn)水塔約50 m，水深約24 m，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，需對爆破振動、水擊波、動水壓力及爆破產(chǎn)生的涌浪進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測項目共布置3個動水壓力測點、1個涌浪測點和4套振動位移測點。具體統(tǒng)計見表1，具體位置分布見圖1及圖2。

表1 測點及位置布置表

圖2 監(jiān)測點平面布置示意圖

3 監(jiān)測成果

3.1 振動位移

巖坎爆破后，觀測到閘門控制室振動最大位移約1.99 mm，位于工作門墻頂順?biāo)鞣较駾S02（01）測點，該測點爆破振動時域圖如圖3所示；各測點振動位移統(tǒng)計如表2所示，各測點爆破振動時，域圖趨勢與DS02（01）測點相似。從圖中可見，振動位移幅值因沖擊波快速增加，達(dá)到峰值，受建筑物約束而衰減，經(jīng)過近5s時間，建筑物振動結(jié)束。

表2 各測點振動位移統(tǒng)計表

圖3 DS02（01）測點爆破時振動位移測點過程線

3.2 動水壓力

這次觀測B03號測點在水面上，未受到水流沖擊波的影響。從測點B01和B02的觀測數(shù)據(jù)來看，B01測點最大壓力為194.5 kPa，最小壓力為64.0 kPa；B02測點最大壓力為85.8 kPa，最小動水壓力為-5.6 kPa，B01測點的高程較接近爆破點的高程，B01測點約有11 m水深，不會出現(xiàn)負(fù)壓，B02測點只有約2 m水深，最低壓力出現(xiàn)負(fù)壓，預(yù)估在B02至水面線小范圍會出現(xiàn)短時負(fù)壓。各測點爆破時動水壓力過程線如圖4所示。

3.3 涌浪

涌浪測點SW在攔污柵上，觀測表明爆破最大涌浪為4.9 m。涌浪快速減退，基本上不到0.5S就基本上結(jié)束。其涌浪過程線如圖5所示。

4 總結(jié)

這次監(jiān)測工況下，爆破時測點最大動水壓力為194.5 kPa，最小動水壓力為-5.6 kPa，預(yù)估在水面下2 m小范圍會出現(xiàn)短時負(fù)壓，這次測點負(fù)壓量值較小，且持續(xù)時間也短，對監(jiān)測的建筑物沒有影響。

圖4 B01、B02測點爆破時各測點動水壓力過程線

圖5 涌浪觀測過程曲線圖

爆破時工作門門槽敦頂順?biāo)鞣较驕y點振動最大位移達(dá)2 mm，對主要建筑物沒有影響。

這次爆破時在攔污柵位置涌浪最大達(dá)4.9 m，對建筑物沒有影響。

通過實測監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，爆破振動、水擊波、動水壓力及爆破產(chǎn)生的涌浪等均在允許范圍內(nèi)，不會對主要建筑物產(chǎn)生破壞，進(jìn)一步驗證了水下爆破參數(shù)設(shè)計的可行性，同時為其他類似工程進(jìn)行水下爆破監(jiān)測提供了借鑒。