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僅24.4m。首機發電前經比選采取爆破拆除，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紋絲不動，滴水不漏，爆破飛石較少；相鄰啟閉機室排架柱最大質點振速僅2.87cm/s，結構安全；爆后原圍堰位置水流平順無雍高，爆破取得圓滿成功。本文對圍堰爆破的設計與施工做了全面的總結，以期為類似工程之借鑒。

關鍵詞：功果橋電站；2#尾水隧洞出口；混凝土子圍堰；爆破設計；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大栗樹西側，是瀾滄江中下游河段梯級開發的最上游一級電站，下游為小灣電站，上游為苗尾水電站。本工程以發電為主，正常蓄水位1307.0m，裝機四臺，單機容量225MW，總容量900MW，年均發電量40.41億Kw·h。樞紐建筑物主要由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發電系統等組成。引水發電系統布置在右岸，由進水口、引水隧洞、地下廠房、主變室、尾水調壓室、尾水洞和戶外出線場等組成。

功果橋電站尾水系統采用“二機一井一洞”的布置方案，四條尾水管洞平行布置，垂直進入1#、2#尾調壓匯流后接入1#、2#尾水隧洞。2#尾水洞總長570m，采用16×16m（B×H）城門洞型斷面，其出口設啟閉機室，安裝16×16m檢修閘門1扇。尾水檢修門下游24.4m的江中布置混凝土子圍堰一道，枯期圍堰擋水，提起檢修門以便2#尾水洞通風散煙；汛期關閉閘門擋水，混凝土子堰阻擋淤沙，減少門葉內泥沙淤積量。混凝土子堰采用C15素混凝土澆筑，底部高程1239.0m，總高7.5m，總長35m。按厚度不同，從上到下分上、中、下三層臺階，上部臺階厚75cm高1.5m為Ⅰ層；中部臺階厚1.5m高2.8m為Ⅱ層；下部臺階厚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，選擇在電站首機發電前的最后一個枯水期即2011年4月25日進行拆除。由于現場無施工通道可供機械設備至圍堰處，僅能布置鋼爬梯供人員至圍堰頂部，且拆除時圍堰僅頂部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的積水抽空，形成干地施工條件后鉆孔、裝藥、連線，再向堰內充水使圍堰內外平壓后起爆。

2 爆破施工主要工藝措施

2.1堰內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，汛期洪水漫過堰頂則改用出口閘門擋水。為形成堰內干地施工條件，先采用WQX250-50-55KW型潛水泵將閘門與圍堰間約7000m3蓄水抽排干凈，再采用50t汽車吊吊放一臺卡特306型挖掘機進入堰內，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

炮孔由測量放點，紅油漆標示。Φ42炮孔采用YT28型手風鉆造孔，Φ90炮孔采用QZJ-100B鉆機造孔，20m3/min電動空壓機供風。炮孔孔位及孔深偏差為±5cm。成孔即用編織袋堵塞孔口保護并及時驗收。

2.3 裝藥及爆破網絡連接

子堰Ⅰ、Ⅱ層及Ⅲ層上部第一排孔均采用Φ32藥卷連續裝藥，單孔裝藥Ⅰ層5節，Ⅱ層內排11節，Ⅱ層外排13節，Ⅲ層上部第一排10節。子堰Ⅲ層第二排主爆孔孔底一節Φ70藥卷加強裝藥，再連續裝6.5節Φ60mm藥卷，單孔藥量8.5kg，Ⅲ層下部兩排孔孔底一節70藥卷加強，再用一節Φ60藥卷綁一節Φ32藥卷成組合藥卷連續裝藥，單孔藥量9.7kg。每孔內均設1根導爆索傳爆并裝雙650ms高精度雷管。

Ⅲ層底排光爆孔孔底采用一節Φ60藥卷加強再間隔20cm裝7節Φ32藥卷，線裝藥密度774g/m。兩側光爆孔孔底兩節Φ32藥卷加強，孔內間隔20cm裝7節Φ32藥卷。每個光爆孔內均裝雙導爆索和雙650高精度雷管。

爆區總裝藥量1289.4kg，平均單耗2kg/m3，具體裝藥參數見下表：

所有炮孔采用1：3干硬性水泥砂漿堵塞密實。

子堰爆破網絡設計思路為先爆除上游側轉角部位形成臨空面，而后自上游向下游逐排炮孔起爆，每排炮由Ⅰ層2孔、Ⅱ層4孔及Ⅲ層2～4孔組成，每排8～11孔。所有炮孔內均裝650ms±25ms高精度非電雷管2發；所有傳爆用地表延期雷管采用17ms±2ms雷管，每個傳爆節點雷管不少于兩發。該網絡不考慮導爆管及導爆索傳爆時間時其總傳爆延時為（17±2ms）×32（節點數）=480～608ms，而孔內孔內延時為625～675ms，故可保證傳爆結束后第一孔才起爆。爆破最大單響為11孔一響，最大單響藥量40.7kg。爆破網路詳見圖1、2。

圖1：子圍堰爆破網絡圖

圖2：子圍堰連接完成的爆破網絡（堰內充水中）

2.4圍堰爆破防護

因圍堰爆區與相鄰的尾水出口閘門及啟閉機室距離僅20余米，門后還有大量人員在緊張施工，爆破中一旦對閘門造成破壞而大量漏水則必將導致水淹廠房的重大事故，因此擋水閘門是本次爆破防護重點。為減少爆破飛石以及防止圍堰內外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，本次爆破采用堰內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，在閘門前5m處采用B1000×10膠帶螺栓連接形成膠帶幕簾與爆區完全隔離。啟閉機室前則采用1.5寸鋼管排架并滿掛竹跳板防護。子堰防護膠簾見圖3、4。

圖3：子堰爆破防護措施遠景 圖4：子堰爆破防護措施近景

3 結語

在功果橋水電站尾水出口混凝土子圍堰爆破拆除中，根據圍堰距離出口閘門較近防護困難，低流速不利于沖渣，堰內外水壓差大等實際情況，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