水电站混凝土纵向围堰及门机轨道拆除爆破设计

谭建军

（韶关市华源水电建设有限公司，广东韶关 512026）

1 工程概况

广东省乐昌市长安水电站混凝土纵向围堰是临时导流建筑物，分为一期纵向混凝土围堰和二期纵向混凝土围堰，其断面为梯形结构，顶宽80mm，底宽4000mm。一、二期混凝土纵向围堰设计长都为上游35m，下游45m。一期混凝土纵向上、下游围堰与14#闸墩相连，接头处采用沥青松木板分缝，堰顶高程都为83m。二期混凝土纵向上、下游围堰与8#闸墩相连，结合部位分缝也为沥青松木板。上游堰顶高为81.5m，下游围堰上游部分为81.0m，下游为81.5m，其高差主要是为了在超标准洪水来临时供基坑灌水平压用。

按设计要求，一、二混凝土纵向围堰在消力池部分堰段（25m长）拆至消力池结构面即▽72.5高程，其余部分（20m长）拆至▽74.5高程，上游靠近闸墩部分堰段（15m长）拆至▽74高程，其最大拆除高度为11.5m，其余堰段拆至▽74.5高程，最小拆除高度为7m。

一期基坑内上、下游门机轨道由于建在厂房进水渠及尾水渠混凝土底板上，即先浇筑进、尾水混凝土底板，再在其上进行施工门机混凝土轨道浇筑，所以门机轨道对厂房发电过流有影响，必须拆除，一期半及二期基坑内的门机轨道对建筑物运行无影响，不用拆除。一期上游门机轨道中心线为坝上0+005.5m及坝上0+013.5m，轨顶高为70.0m，拆除长度为2×40m，拆除高度为2.0m和3.0m。下游门机轨道，中心线为坝下0-062.00及坝下0-069.00，轨顶高程为69.5m，拆除长度为2×38m，拆除高度为0.5m及2.0m。

混凝土纵向围堰及施工门机轨道具备拆除条件时，周围建筑物已基本竣工：建筑物混凝土浇筑已完成；坝顶电缆沟、公路桥及吊车梁等预制构件已吊装完毕；防渗帷幕灌浆及基础固结灌浆施工已 完成；厂房的梁板柱结构已基本完成；闸坝的弧形闸门及启闭设备都已安装、调试完毕。因此，混凝土围堰及施工门机轨道拆除时，必需采取正确的施工方法，确保已完工建筑物质量不受影响及安全。

2 拆除方案的选择

2.1 混凝土纵向围顺拆除方案选择

由于拆除的混凝土纵向围堰与要保护的建筑物、构筑物的距离很近，所以必需采取措施减少爆破震动、飞石对建筑物的影响。对二期混凝土纵向围堰来说，拆除时受自然水位的影响，要分水上和水下两人部分进行。

一期混凝土纵向围堰在干地施工，分三层钻爆。二期水上部分和一期混凝土围堰采用从上、下游向8#闸墩和14#闸墩推进的方式进行，这样做的目的—是能充分验证爆破参数和地震参数，二是能有效地控制爆破飞石方向。爆破梯段为3m左右，采用手风钻钻孔循环钻爆。

在上、下游围堰与闸墩相连的8m左石（一期及二期围堰水上部分），垂直水流方向打一排间距为40cm的预裂孔，进行预裂爆破，即与闸墩相连的8m左石混凝土围堰单独钻爆施工。同时在预裂孔与闸墩相连的7m左石平行打一排间距为40cm减震孔。与闸墩相连的这几部分堰体混凝土待其余的部分堰体爆破完成后再进行爆破。爆破方法是采用预裂爆破“削混凝土”法进行，即往闸墩方向每隔1m处由上至下倾斜一定角度打一排预裂孔，进行网络预裂爆破，每个时差爆一排预裂孔，把混凝土围堰一层一层地“削掉”。

二期混凝土围堰水下部分采用控制爆破一次性钻爆到设计拆除高程。钻孔机械采用100型潜孔钻，非电微差爆破，系统爆破，与墩头距离较近的主爆破采用孔内微差，以减小单响起爆药量，以达到减震防震的目的。

与墩头相连的水下部分堰体（上下游各8m左石）采用静态破碎的方法进行拆除。其原理是先用风钻打孔至设计高程，再在孔内装填静态破碎剂，一段时间后，孔内静态破碎剂膨胀将混凝土堰体挤破碎，从而达到混凝土堰体拆除目的。如果孔内有水，先用风机将孔内水吹净后，再装填静态破碎剂，静态破碎剂宜选用10℃～25℃的温度下进行。考虑到二期围堰拆除是在8月份，温度较高，因此宜选择凌晨左右的时间进行装药。

2.2 一期施工门机轨道拆除方案选择

一期施工门机轨道与厂房较近，但不与厂房主体建筑物混凝土直接相连，因此爆破震动作用是通过进、尾水渠底板混凝土及基岩传递给厂房主体建筑的，这样可以减震80%。根据经验公式，混凝土震动衰减规律为：

地震控制表通过控制单响药量来控制爆破震动（围堰爆破单响也按表1控制）。

表 1

按照表1，门机轨道距厂房混凝土最近按3m计，则最大单响药量为5625克，取5000克。

在门机轨道底部距进水渠及尾水渠混凝土面15cm，每30cm打一预裂孔，其每隔一孔留30cm不打穿，用来作装炸药，其余的都打穿，用来作预裂爆破的临空面，即每隔一孔装药，一孔不装药。

3 钻爆参数设计

（1）一期、二期水上部分混凝土堰体及施工门机轨道一般钻爆设计参数表如表2所示。

（2）预裂爆破设计参数如表3所示。

（3）与8#闸墩相连（8m以内）水下部分混凝土堰体拆除设计，

由于与8#闸墩相连水下部分堰体爆破地震控制无法满足，则采用静态破碎剂拆除。其相应参数如表4所示。

（4）二期水下部分混凝土堰体（离8#闸墩上下游各8m左石以外堰段）钻爆设计参数如表5所示。

表 2

表 3

表 4

表 5

（5）爆破安全控制措施。拆除爆破设计采用松动和加强松动爆破设计，爆破开始前应在远离保护建筑物区域进行1～2次试爆，以校正相应的爆破参数，爆破后混凝土块直径满足机械挖装要求。

混凝土纵向围堰拆除控制的重点是爆破飞石和地震速度。每次爆破前，应对爆破安全距离进行测量，以确定合理的单响药和微差起爆方式，爆破操作中，应对照爆破设计，对装药量、装药结构、堵塞长度和堵塞质量进行检查验收，合格后，再用草袋和黄土包覆盖爆区表面。

爆破过程中，优选背离保护建筑物方向，作为爆破的主爆方向，以控制飞石的方向。

爆破时应遵守安全规程。警戒范围内的机械、人员必须撤离到警戒区外的安全地带，方可起爆。爆破完毕后，应对炮区进行检查，发现盲炮应及时处理。

4 结 语

实践表明，采用上述爆破作业技术及措施，最大程度的保护了永久建筑物，而拆除干净，无飞石，效果显著。

[1] 水利水电施工组织设计(第三篇).水利水电出版社