白鹤滩导流洞围堰拆除爆破技术方案 - 滑模施工|筒仓滑模|滑模公司

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	白鹤滩导流洞围堰拆除爆破技术方案

发布时间：2016.01.14 新闻来源： 浏览次数：

    1· 工程概况
    白鹤滩左岸导流洞进口采用全年围堰挡水，设计标准10 a 一遇洪水；围堰体约在EL.605 m 以下至EL.585 m 为预留岩埂，高20 m；在EL.605 m 以上至EL.626 m 为砼围堰体，高21 m，重力坝型式，顶宽3 m，迎水面为垂直坡，背水面坡比为1：0.7；设置1 排防渗帷幕，幕底EL.575 m。
    围堰全长约315 m，共计16 个堰块，顺江、沿左岸坡布置在3 个闸门井进口处；1# 井对应1# ～ 3# 堰块，1# 井与2# 井之间的分隔岩体对应4# ～ 5# 堰块；2# 井对应6# ～ 9# 堰块，2# 井与3# 井之间的分隔岩体对应10# ～ 11# 堰块；3# 井对应12# ～ 15# 堰块，16# 堰块为3# 井右侧保留岩体置换体。
    1# 井砼至堰体最近距离约16 m，2# 井砼至堰体最近距离约11 m，3# 井砼至堰体最近距离约10 m，3# 井部分底板与右边墙被堰体占压。
    2· 布置方案
    本工程拆除爆破工作总的思路是: 在确保保留坝体(包括上游砼防渗墙及左右坝肩砼垫层)安全的前提下，采用控制爆破对不合格浆砌石坝体进行拆除。拆除爆破采用分层、浅孔、小孔径、小药量及多段微差延时等爆破技术，根据爆源距被保护坝体的距离，按照由远而近的顺序分区分批进行施爆作业[1-4]。
    2.1 道路布置
    道路布置方案选择不再恢复上游道路通车，这样可以节约精力与时间，重点是可以提前进行1# 井左侧边坡预裂爆破拆除与堰外大片EL.605 m 以下水下石方拆除；所有设备、材料通行就依靠下游道路与导流洞2 处，需要合理调整拆除工序，尽早恢复堰外通行道路兼做施工平台。
    2.2 风水电布置
    1）施工用电。在653 平台上已经布置有固定的变压器，总容量约1 500 kVA，可直接拉线输电至围堰拆除作业区域，完全能够满足施工需要，线路总长约500 m。
    2）施工用水。拆除作业用水量较小，可以就近取水满足临时需要即可。
    3）施工供风。在653 平台上建立集中供风站，供风量180 m3/min，铺设500 m 长准200 mm 钢管输送风至作业面；再配置1 台20 m3/min 的移动式空压机，用于前期临时供风。
    2.3 基坑排水改造
    在洞内进口段设置临时集水坑，具体位置现场确定，在基坑集水坑上部的围堰拆除前，再将水泵转移至临时集水坑，出水管使用部分软管，方便移动避炮。
    3· 拆除方案
    拆除方位及顺序如下：①EL.605 m ～ 600 m 堰外石方拆除；②EL.626 m ～ 605 m 堰体砼拆除；③EL.605 ～ 602 m 堰体石方拆除；④EL.600 ～ 585 m 堰外水下石方拆除；⑤EL.602 ～ 585 m 堰内基坑石方拆除；⑥EL.602 ～ 585 m 经济岩坎石方拆除。
    3.1 堰外石方拆除
    2013 年汛前，为了堰体砼施工在堰外EL.605 m有1 条施工便道兼做施工平台；然在汛后，受洪水冲刷，该便道不复存在。
    为了解决堰外拆除交通，也为了提前给堰外石方水下钻孔提供施工平台，先对①区EL.605 ～ 600m 堰外石方拆除，爆渣不外运，就近填筑形成施工通道兼钻爆平台。
    该区拆除采用光面梯段爆破方式，从下游向上游分段施工，并与新建的502# 洞外施工道路连通，分段长度按总装药量不超过500 kg 控制，最大单响药量控制在150 kg 以内，减轻对围堰帷幕振动。
    装药结构：光爆孔采用间隔装药，其它孔采用连续装药。起爆方式：使用非电导爆管雷管起爆，采用孔内延时、排间微差方式联网；起爆延时雷管拟定使用MS14（760 ± 55）ms，排间微差雷管使用MS3（50± 10）ms，施工时按实际孔数、药量情况调整；起爆顺序从邻江侧至围堰逐排起爆。爆破参数见表1。

    3.2 堰体砼拆除
    左导进口围堰EL.605 m 以上为混凝土堰体，上窄下宽，重力式体型，浇筑期间预埋了水平炮孔，埋管直径10 cm，水平间距约1.7 m，垂直排距约3 m。
    该区拆除采用梯段微差爆破方式，施工要点：
    1）首先，对所有的预埋管进行清理、疏通，实地测量位置与孔深，分析计算预埋孔是否满足爆破要求。
    2）顶部区域宽3 m 高4 m，体型较窄，在中部有1 排预埋炮管，间距约1.7 m，孔深4 m；该部位不宜集中装药爆破，防止飞石影响闸门井，再使用手风钻补钻垂直孔2 排，距离内外两侧临空面80 cm，孔径42 mm，孔深4 m，孔间距1.5 m，与预埋管呈梅花形布置，使用32 mm 药卷装所有垂直爆破孔，从外向内逐排起爆。
    3）按照分析计算结果，对预埋水平炮孔不足的部位，使用潜孔钻补充钻水平孔；使用70 mm 药卷装所有水平爆破孔，从高到低逐排起爆。
    4）以1 个堰块为1 次爆破单元，1次爆破将EL.605m 以上拆除完成，应先做试验优化爆破参数。以3#堰块为最先拆块，也作为试验块；然后是2#、1# 堰块以及边坡石方；再从4# 堰块向下游逐块拆除至15#堰块。
    5）爆渣大部分外运至弃渣场，小部分回填EL.600 m 以下钻爆平台，满足EL.585 m 以上水下石方钻孔即可。
    6）装药结构：所有孔采用连续装药。起爆方式：使用非电导爆管雷管起爆，采用孔内延时、排间微差方式联网；起爆延时雷管拟定使用MS18 （1 400 ±100）ms，排间微差雷管使用MS3（50 ± 10）ms，施工时按实际孔数、药量情况调整；起爆顺序从外向内、从上至下逐排起爆；最大单响药量控制在300 kg 以内。爆破参数见表2。

    3.3 堰体石方拆除
    在②区按堰块完成拆除后，即可开始③区EL.605 ～ 602 m 堰体石方拆除，两者可以适当滞后一段距离，同步爆破施工。
    施工要点：
    1）与经济岩坎顶部交接的水平面应采用水平预裂，目的是确保经济断面顶部的平整，确保经济岩坎安全[5-6]。
    2）爆渣全部外运至弃渣场，经济岩坎顶部平台可做通道使用，应与堰外施工便道及时连通。
    3）装药结构：预裂孔采用间隔装药，其它孔采用连续装药。起爆方式：使用非电导爆管雷管起爆，采用孔内延时、排间微差方式联网；起爆延时雷管拟定使用MS18（1 400 ± 100）ms，排间微差雷管使用MS3（50 ± 10）ms，施工时按实际孔数、药量情况调整；起爆顺序从外向内逐排起爆；最大单响药量控制在300 kg 以内。爆破参数见表3。

    3.4 堰外水下石方拆除
    堰外水下石方临空面不清楚，且有石渣覆盖，按前期实测地形资料推算，EL.585 m 处水下岩石距离帷幕轴线最大约30 m，最小约15 m；并且，1# 井与3# 井对应段堰外水下石方向江心延伸较大，2# 井较小。
    堰外水下石方拆除属于典型的靠河岸半水下爆破，合适采用堆石平台钻孔爆破方法，意思是：先依托河岸根据水下石方延伸情况，推算露出水面以上的EL.600 m 钻爆平台宽度，再使用就近爆渣填筑出EL.600 m 钻爆平台，最后在平台上进行钻孔、装药、爆破作业；水下爆破后，受江水影响，爆堆没有高出水面，就无法利用临近钻爆平台倒退捞渣，反之，就可以协助捞渣作业[7-8]。
    按水下堆渣坡比1:1 推算，EL.600 m 钻爆平台面积约4 443 m2，长约284 m，最宽约23 m，最窄约9 m，需要填筑约31 876 m3。
    在堆渣上钻爆破孔，会存在严重的卡钻、塌孔现象，成孔率低，如无法成孔，不仅会严重影响后期的装药施工，还会造成爆破效果不佳，影响后期的最后经济岩坎爆破效果。因此，堰外堆渣平台上钻水下爆破孔，使用锚索钻机、或潜孔钻机根套管法钻孔。
    1）采用预裂-梯段爆破方式，沿经济岩坎临江坡面布置单排预裂孔，孔间距适当加密确保成缝，一是减轻对防渗体的振动影响，另一方面也保护经济岩坎整体安全。
    2）预裂孔不超深，梯段爆破孔超钻深度控制标准是：靠近经济岩坎10 m 范围超钻深度1.5 m，10～ 20 m 范围超钻深度2.0 m，20 m 以外范围超钻深度2.5 m。
    3）根据地形实测数据，合理细化堆渣平台范围，再根据单次爆破总装药量，规划每次爆破的区域，应通过爆破振动试验成果，取得实测数据。
    4）孔内延时、孔外分段的非电毫秒微差顺序起爆网路，所用炸药、雷管和起爆网路必须具有防水功能，应提前与生产厂家沟通落实。
    5）矩形布孔，堰外水下部分，将来可能不具备清渣条件，底板设计高程以上要确保彻底炸透，暂时确定爆破块度不得大于40 cm。
    6）爆破分区时，还必须考虑分区之间采用预裂措施，区间加预裂孔。
    7）爆渣清理是重点，先使用普通臂大型反铲PC450 捞水下渣，再使用长臂反铲（斗容不小于0.5m3）捞深层水下渣，根据其它工程经验，估计水面以下10 ～ 12 m 深爆渣可以捞除，剩余的3 ～ 5 m 无法捞除。
    8）捞渣作业时，反铲作业平台应根据实际爆渣是否高出水面确定，尽量利用EL.600 m 钻爆平台，否则就利用经济岩坎顶部EL.602 m 平台。
    9）装药结构：预裂孔采用间隔装药，其它孔采用连续装药。钻孔方式：部分主爆孔、缓冲孔在回填弃渣平台上，采用跟管法施钻。起爆方式：使用非电导爆管雷管起爆，采用孔内延时、排间微差方式联网；起爆延时雷管拟定使用MS18（1 400 ± 100）ms，排间微差雷管使用MS5（110 ± 15）ms，施工时按实际孔数、药量情况调整；起爆顺序从邻江侧至经济岩坎逐排起爆；最大单响药量控制在150 kg 以内。爆破参数见表4。

    3.5 堰内基坑石方拆除
    堰内基坑石方拆除范围，按前期实测地形资料推算，EL.585m 处岩石距离帷幕轴线最大约35 m，最小约20 m，工程量较大，如附图示意。堰内基坑石方拆除采用预留保护层方法，与经济断面的分界面预留2 m 保护层，先对保护层外的石方进行深孔光面-梯段爆破拆除，再对保护层使用手风钻分层剥离，目的是确保防渗体及经济岩坎的整体安全。
    1）分2 个台阶施工，上台阶⑤区EL.602 ～ 594 m高度8 m，下台阶⑥区EL.594 ～ 585 m 高度9 m。
    2）钻爆时，要注意与明渠左右两侧边坡面，布置光爆孔，确保坡面成型。
    3）保护层台阶高度按3 m 控制。
    4）保护层开挖后，应视实际渗水情况，及时在基坑侧坡面进行堵漏、减渗灌浆。
    5）爆渣主要从基坑内使用反铲清理、装车，自卸车经过导流洞运至弃渣场。
    6）装药结构：光爆孔采用间隔装药，其它孔采用连续装药。起爆方式：使用非电导爆管雷管起爆，采用孔内延时、排间微差方式联网；起爆延时雷管拟定使用MS14 （760 ± 55）ms，排间微差雷管使用MS3（50 ± 10）ms，施工时按实际孔数、药量情况调整；起爆顺序从基坑至围堰逐排起爆；最大单响药量控制在150 kg 以内。爆破参数见表5。

保护层光面爆破装药结构：光爆孔采用间隔装药，其它孔采用连续装药。起爆方式：使用非电导爆管雷管起爆，采用孔内延时、排间微差方式联网；起爆延时雷管拟定使用MS14（760 ± 55）ms，排间微差雷管使用MS3（50 ± 10）ms，施工时按实际孔数、药量情况调整；起爆顺序从基坑至围堰逐排起爆；最大单响药量控制在150 kg 以内。爆破参数见表6。

4· 结语
白鹤滩导流洞围堰拆除爆破试验研究内容，包括测试依据、测试仪器、拆除方案、振动和动水压力测点布置、测试成果及分析等；由于坝基地质情况较差，混凝土围堰爆破拆除对坝基和坝体的安全将产生影响，在围堰拆除时进行爆破的质点振动速度和动水压力监测情况，以此来分析和评价爆破对坝基和已有建筑物的影响。爆破现场监测结果表明，本爆破拆除工程所选取的各项爆破参数适当，安全控制效果良好，未对保留的坝体造成损坏，爆破取得成功。