多段位围堰拆除爆破技术

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1、多段位围堰拆除爆破技术杜海民郭利英在水利工程建设中一般都要先修筑挡水围堰，使主体工程能在旱地施工，但是当主体工程基本建成后，围堰拆除往往是在半旱地半水下进行拆除，而且工期要求紧，通常采用爆破法直接拆除、爆破松动后用机械装运清除或直接利用机械设备装运清除。本文以目前国内单个导流洞围堰拆除装药量及分段数均为最高的乌江彭水水电站导流洞进口横向围堰（母猪梁）成功拆除为例（本围堰爆破拆除由长江委科学研究院爆破研究所设计，中国水利水电第十一工程局施工），浅析多段位爆破技术在围堰拆除中的应用。1工程概况乌江彭水水电站

2、位于重庆市彭水县境内，导流洞进口横向围堰（母猪梁）受地质运动自然形成，岩性为白云质灰岩，岩体裂隙发育且夹泥沙、成孔困难，水面以上堰顶高程225.2m至218.0m不等、长100余m、平均宽度约12m，水面高程为218m，根据导流洞过水要求需拆除至210m高程，爆破总方量约为2.2万m3。2施工条件横向围堰（母猪梁）拆除前，已经对堰顶进行削顶找平和对堰体进行瘦身开挖，使最终需进行拆除的堰体爆破量工程最小，以尽可能减小爆破规模。实施爆破的母猪梁三面环水，需拆除部位绝大部分处于水面以下，堰内下游距进水口启闭机

3、及闸门100m，上游距万足乡河口村360m，300m机械设备撤离安全距离内还有油库、变压器、汽渡码头、空压机站及工程观礼台等重要建筑物，600m人员撤离安全范围内有河口村民房及学校等人口密集地带，总体上周围环境复杂。母猪梁迎水面水流湍急，对伸入水下的岩坡测量难度大、资料少，加之工期紧、任务急，因而布孔各造孔是本次爆破拆除施工的主要难点之一。3施工技术要求①母猪梁爆破拆除至210.0m高程；②爆破粒径控制在30cm以内，超径率不大于10%；③确保无重大安全事故发生；④爆破后通过机械将部分石渣及全部大块石挖

4、除，导流洞顺利过流。4爆破拆除方案4.1设计依据①《爆破安全规程》（GB6722-2003）；②《水工建筑物岩石基础开挖施工技术规范》（SL47-94）；审稿：李建强③母猪梁现有地形地质资料及周围环境。4.2施工原则针对目前现有的母猪梁地形地质资料、周围环境及相关规范要求，母猪梁在爆破拆除中采用“高单耗、低单响、多钻孔、少装药”的原则进行施工。4.3爆破参数4.3.1主爆孔①钻孔直径：钻孔直径往往根据施工单位的现有设备确定，在母猪梁拆除爆破中选用φ=102mm。②布孔方式：采用正方形与矩形相结合的布孔方

5、式。③爆破粒径：爆破粒径与被爆介质的性质、钻爆参数等有关，也是确定钻爆参数的重要指标。按照导流洞设计要求，允许部分围堰石渣在汛期通过水流冲走，根据导流洞进口乌江水流流速及流态，爆破粒径宜控制在30cm以内，超径率不大于10%。④单位炸药消耗量：水电工程常规梯段爆破的单耗一般为0.4～0.6kg/m3，而参考水电站过渡料的开采单耗，要求爆破粒径控制30～40cm以下的，所需的单耗为0.9～1.2kg/m3，考虑到堰体底部基岩有压渣及水压影响的实际条件和爆破时的抛掷需要，选定围堰拆除爆破时的单耗为1.5kg

6、/m3左右。由于缓冲孔大多布设在水面以上，其炸药单耗应适当降低；而主爆孔水下部分及局部需要加强抛掷的部位炸药单耗将适当增加。⑤孔网参数：为确保爆破效果，根据爆破孔径为φ102mm、炸药为φ70mm型的乳化炸药，炮孔的延米装药量按Q1=4.2kg/m计算。当炸药单耗q=1.5kg/m3，炮孔负担的面积S为：S=Q1/q=4.2/1.5=2.8m2左右，对应的间排距应该为1.67m×1.67m。由于该围堰为上窄下宽的梯形结构，且只能实施堰顶钻孔，因此炮孔大部分倾斜布置。综合考虑后，倾斜孔孔口的间排距a×b=

7、0.8m×1.6m，孔底在210.0m高程的间排距为a×b=2.0m×1.6m；垂直孔的间排距a×b=1.6m×1.6m。此外在局部需要增加单耗的部位，如开口部位和加强抛掷部位炮孔根据具体情况适当加密布置。⑥炮孔超深：合理地选择超深可有效地克服炮孔底部岩石的夹制作用，同时也可降低大块率、避免留下岩埂。结合实际综合考虑，炮孔超深按1.5m进行控制，在围堰上游侧迎水面边缘局部适当加深。⑦装药结构：主爆孔采用φ70mm型2#岩石乳化炸药连续装药，缓冲孔底部装一节φ70mm型2#岩石乳化炸药后，再连续装φ60m

8、m型2#岩石乳化炸药。⑧堵塞长度：考虑到对爆破飞石及粒径的要求，孔口由粘土或砂土堵塞1.2m。⑨单孔装药量：根据公式Q=q·a·w底·H进行计算式中Q——单孔装药量，kg；q——单位炸药消耗量，kg/m3；a——孔距，m；w底——最小抵抗线，m；H——台阶高度，m。对于本次围堰拆除爆破，主爆孔孔深为9.5～16.0m，其单孔装药量Q为30.0～57.0kg。缓冲孔孔深为11.0～18.0m，其单孔装药量Q为32.0～51.0kg。4.3.2