丰满扩建永庆反调节水库混凝土围堰爆破拆除试验

高 岳，蔡 新，杨晓飞，刘大庆

（大连市供水有限公司，辽宁 大连 116011）

1 工程概述

丰满三期扩建永庆反调节水库工程位于第二松花江上游，距上游丰满电站10.3km，水库控制流域面积156km2。该水库形成后上游库水位与丰满水电站尾水相接，是一座为解放丰满水电站60MW基荷，同时保证下游161m3/s流量的工业及城市用水而修建的日调节水库。

主体工程建成后需要进行混凝土围堰爆破拆除，断面为梯形，断面上口宽约1.0m，下口宽约2.5m，高3.0m，斜坡坡比为1∶0.5，混凝土围堰长104.6m，拆除到186.0m高程，总爆破拆除方量549.13m3，混凝土围堰沿河道布置，东面距江岸约100m，西面距江岸约300m，北面与坝体相接，南面为江面。

2 测试依据和爆破观测系统

2.1 测试依据

本次爆破振动观测主要依据有：

1）GB6722-2003中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》。

2）DL/T5333-2005中华人民共和国电力行业标准《水电水利工程爆破安全监测规程》。

3）东勘院设计文件“永庆反调节水库上游纵向混凝土围堰爆破拆除要求”。

2.2 爆破观测系统

振动观测系统由6通道891型测振仪和891-Ⅱ型传感器组成，频率 0.5～100Hz，量程 0.001～40cm/s。仪和脉动压力传感器组成，量程0.5～600kPa。

2.3 爆破过程记录与现场效果调查

爆破过程记录采用数码摄录机，在起爆前至爆破结束后进行全过程跟踪摄录；现场效果调查采用数码照相机，对爆破网络布置、爆破效果进行写实描述。

3 围堰拆除方案

在距坝体0.8～8.6m范围内单孔药量300g，8.6～10m范围内单孔药量450g，10～104.6m范围内单孔药量600g。根据试验爆破网络延时情况，正式爆破采用3段孔外延迟接力非电导爆雷管起爆网络。装药炮孔总数1120孔，爆破药量576kg，爆破药量分段秒差50ms，最大瞬时起爆药量9.6kg，最小瞬时起爆药量0.1kg，设计爆破持续时间6s左右。

4 围堰拆除爆破观测

4.1 测点布置

测点布置主要考虑距爆点最近、受爆破影响最大、结构最薄弱、能够控制坝基和其它建筑物安全的部位。振动观测点布置在坝体上，在与围堰相连的边墩顶部距上游侧边缘2.5，5.0m各安装垂直向、水平向传感器1个，在8号闸门大梁中央距边墩中心线6.85m处安装垂直向传感器1个，在桥（高堰）大梁中心线距边墩中心线9.90m处安装垂直向传感器1个，共安装6支仪器。

动水压力测点布置在8号闸门中心线，低堰前沿188m，187.5m，187m 不同高程各安装3个测点的动水压力传感器，编号P1-1，P1-2，P1-3；在8号闸门右中墩▽187.5m，▽187m各安装了P2-2，P2-3共2个测点的动水压力传感器。测点布置如图1所示。

图1 爆破试验测点布置示意图

4.2 振动观测成果与分析

整个爆破拆除过程基本顺利，主炮爆破振动观测成果见表1，波形见图2。

表1 围堰拆除主炮爆破振动观测结果表

图2 围堰边墩顶部距上游2.5m振动波形图

从表1观测结果可以看到，测得的振动幅值均小于安全标准值3cm/s，从图2波形图知，V1⊥测点所测得最大峰值出现在起爆后1613ms，根据爆破网络图可以推算，产生最大峰值振动量的爆心可能出现在距边墙11.1～8.6m处。

（3）群雄斗虎。领舞者持钓鱼鞭向空中一举，四名斗虎英雄持刀引领四虎转至场北面，由东到西面朝南按①-④虎一字排开，领舞者一招“拨云见日”，四虎向前扑三扑，四名斗虎英雄在虎前做“三仆刀”，行至场南面。

根据日本吉川公式推算：

式中：Q——代表药量，kg；R——代表爆心距，m；K——代表振动系数。

当爆心距边墙8.6m，K值等于271；当爆心距边墙 10m，K=271；当爆心距边墙 11m，K=327。前述各K值的平均值K=290，从K值可以看到，它比深孔梯段爆破K=100要大，与深孔掏槽爆破K值等于300相接近，这主要是由炮孔大部分位于水下，受夹制作用较大所致。总的来看，由于成功地采用非电导爆管孔外延迟网路，使得围堰爆破拆除对坝体作用产生的质点振动速度没有超过安全控制标准，坝基与各水工建筑物是安全的。

4.3 动水压力观测成果

围堰爆破拆除时的库水位▽188.7m。主炮各测点观测到的动水压力值见表2。

表2 围堰爆破拆除动水压力观测成果表

从表2值可以看到，8号闸门中心线低堰前沿各高程动水压力测点，由于距爆破点较近，炮孔溢出到水中能量较大，其最大动水压力值46.9kPa，参考三峡围堰拆除允许的动水压力值（0.4MPa），本次观测到的动水压力值不会造成对坝体的危害。此外，从坝基和坝体埋设的渗压计和应变计在爆破前后的测值说明，爆破没有对建筑物构成安全影响。

4.4 爆破效果观测

在库区右岸大楼顶部安装了摄像仪。摄像仪拍摄角度与围堰垂直，拍摄整个爆破过程现象和爆破拆除效果。从拍摄到的画面上可以看到，起爆后在围堰远端水面上立即出现水塚（呈雨雾状）喷柱，并向坝体方向延伸，同时显示了孔外微差过程。出现的飞跃水塚喷柱，是冲击波到达水面的特有现象。从拍摄到的最高水柱出现在距大坝70m左右处，在距大坝约10m范围以内爆破过程中止，过程历时2.8s，可以看到有个别飞石情况。

5 结语

1）围堰爆破拆除对大坝没有产生任何破坏影响，坝体振动值均在安全允许值以内。采用的安全技术措施是成功的，尤其是采用孔外微差爆破技术对降低大坝震动起到了关键作用，倘若孔外延迟采用二段（25ms）将会避免网路被砸坏，效果会更佳。

2）整理爆破振动观测资料，得到了围堰爆破拆除（在其延长线方向）振动影响场公式：

混凝土围堰拆除爆破产生的动水压力不大，不会影响大坝安全。

[1]杨云玫，倪锦初，等.三峡二期下游围堰混凝土防渗墙拆除爆破试验研究[J].长江科学院院报，2003（12）.

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[4]梁锐，刘国军，李清芳，张龙.复杂环境下砖混办公楼爆破拆除[J].爆破，2009(2).