水電站混凝土縱向圍堰及門(mén)機(jī)軌道拆除爆破設(shè)計(jì)

譚建軍

（韶關(guān)市華源水電建設(shè)有限公司，廣東韶關(guān) 512026）

1 工程概況

廣東省樂(lè)昌市長(zhǎng)安水電站混凝土縱向圍堰是臨時(shí)導(dǎo)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(jié)構(gòu)，頂寬80mm，底寬4000mm。一、二期混凝土縱向圍堰設(shè)計(jì)長(zhǎng)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)洪水來(lái)臨時(shí)供基坑灌水平壓用。

按設(shè)計(jì)要求，一、二混凝土縱向圍堰在消力池部分堰段（25m長(zhǎng)）拆至消力池結(jié)構(gòu)面即▽72.5高程，其余部分（20m長(zhǎng)）拆至▽74.5高程，上游靠近閘墩部分堰段（15m長(zhǎng)）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(nèi)上、下游門(mén)機(jī)軌道由于建在廠房進(jìn)水渠及尾水渠混凝土底板上，即先澆筑進(jìn)、尾水混凝土底板，再在其上進(jìn)行施工門(mén)機(jī)混凝土軌道澆筑，所以門(mén)機(jī)軌道對(duì)廠房發(fā)電過(guò)流有影響，必須拆除，一期半及二期基坑內(nèi)的門(mén)機(jī)軌道對(duì)建筑物運(yùn)行無(wú)影響，不用拆除。一期上游門(mén)機(jī)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(zhǎng)度為2×40m，拆除高度為2.0m和3.0m。下游門(mén)機(jī)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(zhǎng)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(mén)機(jī)軌道具備拆除條件時(shí)，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(yù)制構(gòu)件已吊裝完畢；防滲帷幕灌漿及基礎(chǔ)固結(jié)灌漿施工已 完成；廠房的梁板柱結(jié)構(gòu)已基本完成；閘壩的弧形閘門(mén)及啟閉設(shè)備都已安裝、調(diào)試完畢。因此，混凝土圍堰及施工門(mén)機(jī)軌道拆除時(shí)，必需采取正確的施工方法，確保已完工建筑物質(zhì)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(hù)的建筑物、構(gòu)筑物的距離很近，所以必需采取措施減少爆破震動(dòng)、飛石對(duì)建筑物的影響。對(duì)二期混凝土縱向圍堰來(lái)說(shuō)，拆除時(shí)受自然水位的影響，要分水上和水下兩人部分進(jìn)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(jìn)的方式進(jìn)行，這樣做的目的—是能充分驗(yàn)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(fēng)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(yù)裂孔，進(jìn)行預(yù)裂爆破，即與閘墩相連的8m左石混凝土圍堰單獨(dú)鉆爆施工。同時(shí)在預(yù)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(jìn)行爆破。爆破方法是采用預(yù)裂爆破“削混凝土”法進(jìn)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(yù)裂孔，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)預(yù)裂爆破，每個(gè)時(shí)差爆一排預(yù)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(shè)計(jì)拆除高程。鉆孔機(jī)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(nèi)微差，以減小單響起爆藥量，以達(dá)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(jìn)行拆除。其原理是先用風(fēng)鉆打孔至設(shè)計(jì)高程，再在孔內(nèi)裝填靜態(tài)破碎劑，一段時(shí)間后，孔內(nèi)靜態(tài)破碎劑膨脹將混凝土堰體擠破碎，從而達(dá)到混凝土堰體拆除目的。如果孔內(nèi)有水，先用風(fēng)機(jī)將孔內(nèi)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(jìn)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(shí)間進(jìn)行裝藥。

2.2 一期施工門(mén)機(jī)軌道拆除方案選擇

一期施工門(mén)機(jī)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(dòng)作用是通過(guò)進(jìn)、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(jīng)驗(yàn)公式，混凝土震動(dòng)衰減規(guī)律為：

地震控制表通過(guò)控制單響藥量來(lái)控制爆破震動(dòng)（圍堰爆破單響也按表1控制）。

表 1

按照表1，門(mén)機(jī)軌道距廠房混凝土最近按3m計(jì)，則最大單響藥量為5625克，取5000克。

在門(mén)機(jī)軌道底部距進(jìn)水渠及尾水渠混凝土面15cm，每30cm打一預(yù)裂孔，其每隔一孔留30cm不打穿，用來(lái)作裝炸藥，其余的都打穿，用來(lái)作預(yù)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(shè)計(jì)

（1）一期、二期水上部分混凝土堰體及施工門(mén)機(jī)軌道一般鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)表如表2所示。

（2）預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)參數(shù)如表3所示。

（3）與8#閘墩相連（8m以內(nèi)）水下部分混凝土堰體拆除設(shè)計(jì)，

由于與8#閘墩相連水下部分堰體爆破地震控制無(wú)法滿足，則采用靜態(tài)破碎劑拆除。其相應(yīng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)采用松動(dòng)和加強(qiáng)松動(dòng)爆破設(shè)計(jì)，爆破開(kāi)始前應(yīng)在遠(yuǎn)離保護(hù)建筑物區(qū)域進(jìn)行1～2次試爆，以校正相應(yīng)的爆破參數(shù)，爆破后混凝土塊直徑滿足機(jī)械挖裝要求。

混凝土縱向圍堰拆除控制的重點(diǎn)是爆破飛石和地震速度。每次爆破前，應(yīng)對(duì)爆破安全距離進(jìn)行測(cè)量，以確定合理的單響藥和微差起爆方式，爆破操作中，應(yīng)對(duì)照爆破設(shè)計(jì)，對(duì)裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后，再用草袋和黃土包覆蓋爆區(qū)表面。

爆破過(guò)程中，優(yōu)選背離保護(hù)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(shí)應(yīng)遵守安全規(guī)程。警戒范圍內(nèi)的機(jī)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(yīng)對(duì)炮區(qū)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)盲炮應(yīng)及時(shí)處理。

4 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐表明，采用上述爆破作業(yè)技術(shù)及措施，最大程度的保護(hù)了永久建筑物，而拆除干凈，無(wú)飛石，效果顯著。

[1] 水利水電施工組織設(shè)計(jì)(第三篇).水利水電出版社