復雜環境下混凝土拆除施工技術探討

摘要：本文結合了銀盤水電站三期工程滲水點壓重混凝土拆除施工時，爆區四周均與新澆混凝土或建基面相接、出渣通道被中斷的復雜環境，通過計算確定最大段起爆藥量，嚴格控制最大單響進行爆破設計，同時介紹了減小爆破振動的措施以及特殊的出渣方式。

關鍵詞：復雜環境;混凝土;拆除;控制爆破

1、環境分析

烏江銀盤水電站三期工程基坑巖溶滲漏流量最大時達6000m3/h，為實現將巖溶滲漏通道完全封堵，建設各方共同研究后決定，在巖溶滲漏區采取混凝土覆蓋，以壓重方式創造能關閉閘閥、變動水為靜水的施工條件后，進行反灌處理。壓重混凝土覆蓋區域包括上閘首Ⅱ區左塊、閘室一左塊、閘室二左塊、閘室三左塊，均澆筑至高程166.0m，最大澆筑厚度達10m3，水流方向長48m，左右方向寬32m。

壓重混凝土澆筑區域因基巖開挖尚未達設計高程，且壓重混凝土澆筑時系水中澆筑，又未清基，壓重混凝土不能作為永久建筑物的一部分，反灌處理結束后需將其挖除。為使滲水對主體工程的影響最小，滲水點周邊不受影響的倉面需要繼續上升。在進行拆除開挖時，滲水點及周邊環境如下：

（1）與壓重混凝土相接的閘室右塊混凝土已澆筑至176.8m高程，且壓重混凝土上游側和左側均為邊坡建基面，即爆區四周均與這些新澆筑混凝土或建基面相接;為形成良好的臨空面以及加快施工進度，將爆區分為掏槽塊、周邊塊、中間塊，分別進行爆破設計。

（2）出渣通路已中斷，需采用挖機接力、局部位置輔以門塔機吊渣的出渣方式。

2、爆破技術

2.1最大段起爆藥量

安全質點振動速度的相關設計技術要求：

（1）《烏江銀盤水電站三期工程開挖施工技術要求》（長銀設[2011]第003號）中第4.3.6條：“①新澆筑混凝土基礎面、邊坡錨索（桿）、新灌漿區的質點振動速度見表4.1～2。②設計邊坡面和建基面上的安全質點振動速度≤12cm/s。”

（2）《烏江銀盤水電站基礎帷幕灌漿及排水孔施工技術要求》（長銀設[2008]第007號）中第1.9條：“在已完成或正在進行灌漿作業的區域附近30m內不得進行爆破作業，如必須進行爆破時，施工單位應作出專門的爆破設計，采取可靠的減震、防震措施，并控制安全質點振動速度小于1.2cm/s，各項措施須經監理人批準后方可實施。”

綜上所述，并結合爆破區周邊建筑物分布情況以及《爆破安全規程》（GB6722-2003）中爆破振動安全允許距離計算公式：Q=R3（V/K）3/α，計算得混凝土周邊塊、中間塊（含掏槽塊）拆除時各保護建筑物要求的爆破安全允許標準及最大單響藥量分別見表1、表2。

從被保護建筑物要求最大單響可以看出，由于爆破區距離新澆筑混凝土太近，最大單響要求很低，結合計算，在進行混凝土周邊塊爆破時最大單響按0.62kg控制，混凝土中間塊爆破最大單響按7.8kg控制。

2.2爆破參數

2.2.1壓重混凝土掏槽塊爆破參數

壓重混凝土為封閉結構，如何進行掏槽是控制爆破質量、達到良好爆破效果的先決條件。根據壓重混凝土澆筑情況，在其中間位置選一面積為1.6m*5m的爆塊進行掏槽爆破。掏槽爆破采用手風鉆鉆孔，孔徑38mm，炮孔間距0.8m，排距0.45～0.6m，孔深1.5～3.0m，掏槽爆破孔均為斜孔，傾角52°～81°，對稱布置。爆破孔內采用φ32藥卷連續裝藥，單孔裝藥量為0.8～1.8kg，最大單響5.4kg（按中間塊最大段起爆藥量控制）。炮孔布置見圖1，爆破參數見表3。

2.2.2壓重混凝土周邊塊爆破參數

由于壓重混凝土周邊塊爆破時最大單響很小，為0.6kg，而單個炮孔內裝藥量不大于最大單響，因此，周邊塊拆除按預裂爆破設計，將混凝土拉裂后用沖擊錘鑿挖。采用手風鉆鉆孔，炮孔間排距為1.1m*0.8m，孔深2.5m，φ32藥卷間隔20cm裝藥，中間用導爆索連接，單孔裝藥量為0.6kg，單孔單響，炮孔均為垂直孔。由于裝藥量小，考慮爆破效果，爆塊方量按2.0m厚計算。爆破參數見表4。

同時，在壓重混凝土周邊鉆兩排防振孔，間排距0.25m*0.25m。其中壓重混凝土與結構混凝土相接處用YQ-100潛孔鉆一次性鉆至基巖面以下2m，孔徑90mm。而壓重混凝土與邊坡建基面相接處采用手風鉆按其分層情況鉆至爆塊下層1m或邊坡建基面，孔徑42mm。最外一排爆破孔距壓重混凝土澆筑邊線1.5m。

2.2.3壓重混凝土中間塊爆破參數

采用手風鉆鉆孔，炮孔間排距1.0m*0.8m，孔深2.5m（爆塊方量按2.0m厚計算），采用φ32藥卷連續裝藥，單孔裝藥量為1.0kg，最大單響5.0kg。爆破參數見表5。

3、施工方法

壓重混凝土采用分層分塊爆破，手風鉆鉆孔，小藥量爆破拉裂，沖擊錘破碎解小，挖機接力出渣，局部位置輔以門塔機吊渣、人工配合。防振孔采用手風鉆和潛孔鉆鉆孔，其附近混凝土在相應爆塊爆破完成后用沖擊錘鑿除。

施工工藝流程：測量放線→鉆孔→裝藥、聯網→安全防護→爆破、通風散煙→沖擊錘處理→出渣。

（1）測量放線

每循環在掌子面上精確放出設計周邊輪廓線，掏槽塊施工時放出其中心線位置，周邊塊施工時還需放出防振孔位置，并及時檢查、標識上一循環的超、欠挖情況，以指導開挖作業。

（2）鉆孔

爆破孔均采用手風鉆造孔，部分防振孔采用YQ-100潛孔鉆鉆孔。按照設計鉆爆圖（見附圖）進行鉆孔作業，每排炮按“平、直、齊”的要求進行檢查。防振孔的孔位偏差不大于2cm，其它炮孔孔位的偏差不大于5cm。

已完成鉆孔的爆破孔，孔口予以保護，對于因堵塞無法裝藥的炮孔，予以沖孔或補鉆，鉆孔經檢查合格后方可裝藥。

鉆孔孔口位置、角度和孔深符合爆破設計的規定。鉆孔偏斜度不得大于1°。

（3）裝藥、聯網

炮工按鉆爆設計參數裝藥，采用非電毫秒雷管延時起爆。周邊塊采用Φ32藥卷間隔裝藥，中間塊及掏槽塊采用Φ32藥卷連續裝藥，裝藥結束后，按照相應鉆爆圖聯結爆破網絡。

（4）安全防護

壓重混凝土每次爆破時，在裝藥、聯網結束后，鋪設鐵絲網和沙袋將爆區覆蓋，防止飛石對周圍建筑物、設備等造成損害，爆破完成后全部進行拆除。同時考慮挖機在施工過程中需采用塔機吊入吊出工作面，且爆破次數多，循環時間短，挖機轉移不便，爆破前用鐵絲將保溫被與竹夾板綁定后將開挖面挖機油缸外表面包裹，爆破完成后拆除。

（5）爆破、通風散煙

安全防護工作完成后，即可進行爆破作業。混凝土拆除為淺孔爆破，采用自然散煙。爆破完成15min后，檢查人員方可進入工作面。

（6）沖擊錘處理

爆破對象強度高、爆破藥量小，每次爆破后，需先用沖擊錘對爆塊進行鑿挖，使其松散并避免出現較大粒徑渣料，以方便出渣。壓重塊周邊塊施工時，同時將相應爆塊區域內防振孔附近混凝土鑿除，與爆塊一同出渣。

（7）開挖出渣

由于出渣通路已被中斷，開挖渣料不能直接裝車。根據現有施工機械設備及其布置和利用情況，壓重混凝土拆除主要采用1臺長臂挖機和2臺日立ZAX240接力出渣，局部位置輔以門塔機吊渣、人工配合。將閘室三左塊澆筑至EL174.8高程后停止澆筑，作為裝車平臺。用塔機將日立ZAX240挖機吊至開挖面，從上游至下游逐次將渣料轉移至閘室三左塊附近，由于壓重混凝土覆蓋區在上下游方向達48m，最遠處渣料至少需轉移4次才能到閘三附近。同時，考慮長臂挖機工作范圍，在閘三左塊上游側預留一爆破塊作為轉渣平臺，將集中在其附近的渣料全部轉移至閘三左塊后出渣。預留塊在主體部分開挖完成后另行拆除。

4、爆破安全監測

在MN帷幕線、閘室右塊和閘三新澆筑混凝土、上游側和左側基礎面上設置振動監測設備，對爆破振動進行監測，根據監測結果及時調整爆破參數。

參考文獻：

[1]爆破安全規程[S].北京：中國標準出版社

[2]爆破設計與施工[M].北京：冶金工業出版社

作者簡介：鄧輝紅，1971年12月出生，男，漢族，籍貫（湖南省長沙市），學歷：大學本科，專業：土木工程，職稱：高級工程師，研究方向：水工建筑。