混凝土围堰拆除爆破技术
水电站混凝土围堰拆除爆破技术应用
水电站混凝土围堰拆除爆破技术应用一、水电站混凝土围堰爆破拆除的概念及工艺的发展水电站混凝土围堰拆除是水电站工程建设中一道重要的工序。
水电站混凝土围堰的岩坎、混凝土或土石围堰中的心墙等经常要采用爆破的方式进行拆除。
爆破拆除是一种风险大且具高科技含量的爆破工程，其特点和难度表现为：①大多数围堰要求一次性爆破拆除完毕，因此必须要对炸药布点进行详细设计。
②围堰爆破拆除之后的爆渣要便于冲带和挖除，不能留有隐患。
③炸药的使用量要严格控制，施工工序及方案论证要落到实处，要确保邻近围堰以及水电站各种建筑物及结构物的安全。
二、水电站混凝土围堰爆破拆除工艺的发展及实践在我国，各级施工单位及设计单位在围堰爆破拆除方面做了许多开创性的工作。
在水电站施工中，长江水利委员会长江科学院最早将导爆管接力网路起爆的开发及研究应用于深孔台阶与保护层的开挖。
而后又对导爆管接力网路的可靠度与延时特性进行研究开发，提出孔內用高段位雷管，接力用低段位雷管，以及联网操作规程等设计与操作原则，使导爆管接力起爆系统的理论与实践更趋于安全可靠。
2006年，工程工程三期碾压混凝土围堰采用硐室爆破定向倾倒，这一创新的成果，标志着我国围堰爆破拆除和水下爆破技术又提升到一个新的平台。
目前我国爆破拆除的水电站混凝土围堰及船坞岩坎已超过百座，而由长江科学院完成的将近60余座。
由此可知，水电站混凝土围堰爆破拆除技术并不是一项单一技术，而是一项团队合作的结果。
三、案例论证水电站混凝土围堰爆破拆除技术应用某水利枢纽三期上游碾压混凝土围堰于2006年6月6日16时进行爆破拆除，实际总装药量191.3吨，爆破总延期时间12.888秒，共分961段，爆破总方量18.6万m3，爆破拆除取得成功。
本次拆除爆破规模、爆破难度和重要性在国内外围堰拆除史上均无先例。
本文就一这一典型案例进行分析，对水电站混凝土围堰的爆破拆除技术应用及流程设计进行要点分析。
1、工程基础资料收集在进行水电站混凝土围堰爆破拆除之前，必须要对水电站的工程设计参数及目前的施工状态进行资料收集。
(整理)围堰拆除爆破工程
爆破工程消耗量定额(GYD-102-2008)宣贯辅导讲座第十讲围堰拆除爆破工程吴新霞、刘美山、张正宇1 围堰拆除爆破工程简介《工程爆破名词术语》[1]中定义“围堰是一种用于维护修建水工建筑的基坑，保证施工能在干地上顺利进行的临时性挡水建筑物。
在完成工程的施工导流任务后，如果对永久性建筑物的运行有妨碍还需进行拆除。
”由土或石料填筑的围堰一般采用机械设备或人工挖掘或扒缺口冲渣拆除，而对于混凝土、岩石等有一定强度的围堰目前大多采用爆破法拆除。
1.1 围堰的分类围堰常用于水利工程和港口工程，按围堰的填筑材料性质分，需采用爆破法拆除的围堰主要有以下几类：（1）混凝土围堰，如：三峡三期上游碾压混凝土围堰、沙溪口二期上游混凝土围堰、岩滩碾压混凝土围堰等。
图1 三峡三期上游碾压混凝土围堰拆除爆破（2）预留岩坎：如大朝山水电站尾水洞出口围堰、小湾水电站导流洞围堰、溪洛渡水电站导流洞围堰、构皮滩水电站导流洞围堰、白莲河抽水蓄能电站引水洞围堰等。
预留岩坎运行期为安全度汛，一般在岩坎的顶部修筑了混凝土挡墙，拦截超标准洪水。
还有的在上部修筑浆砌块石挡墙，如彭水水电站导流洞上游围堰。
图2 小湾水电站导流洞上游围堰拆除爆破（3）塑性混凝土心墙土石围堰：如葛洲坝大江围堰、三峡二期及三期下游围堰等。
图3三峡工程二期上游围堰防渗墙拆除爆破按围堰内施工建筑物的种类分：（1）导流洞围堰：如溪洛渡,小湾,构皮滩等工程的导流洞围堰。
图4 构皮滩水电站导流洞围堰拆除爆破（2）引水洞或尾水洞：如大朝山尾水洞出口围堰,白莲河抽水蓄能电站进(出)口围堰等。
图5 大朝山水电站尾水洞出口围堰拆除爆破（3）主河床围堰：如葛洲坝大江,三峡二期及三期下游,构皮滩下游混凝土围堰等；图6 葛洲坝大江围堰拆除爆破（4）船坞码头围堰：如黄岛、马峙、2458工程等船坞围堰。
图7 马峙船坞围堰拆除爆破1.2 围堰拆除爆破工程分级管理正在执行的国家标准《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定“硐室爆破工程、大型深孔爆破工程、拆除爆破工程以及复杂环境岩土爆破工程，应进行分级管理。
大顶子山航电枢纽工程上游纵向混凝土围堰拆除爆破施工方案
２ 为确保 电站运行安全 ， ） 设备保护 要求控制爆破 振动 速
度 ＜１ｃ ／ ｏ ｍ ｓ
距 ＝０ １—０ ３ｎ， 底 距 ＝１４ ； 单 位 耗 药 量 ： ． ． ｌ 孔 ．７ｉ ４） ｎ ｑ＝
离槽 等措施 ， 而后再逐段爆破 。
３ 爆 破设计
３ １ 围堰 １ ４段爆破设计 ． —
３ ２ １ 减 震孔 钻孔 参数 ．．
在距厂房左侧边 墙５ ｍ处 钻一排 减 震孔 ， 图 ２ 图 ３ ０ｃ 如 、
所示。
该段 围堰长６ ， ０Ｉ 顶面 宽度 １ｍ， 高 １７７ 拆 除 ｎ 标 １． ５ｍ，
大顶子山航电枢纽是一 座以航运 、 发电 和改 善哈尔 滨市 水环境为主 ， 同时具有 交通 、 水产 养殖 和旅 游等 综合 利用 功
能的低水头航 电枢纽工程 。枢纽建筑 物有船 闸、 洪闸及混 泄
围堰结构情况， 采用一次爆破拆除， 炮孔布置如图 １ 。
Ｖ
炮孔
—＼
ｊ
、 ＾
凝土过渡坝段 、 河床式水 电站 、 土坝 、 （ ） 公路 （ ） 。 闸 坝 上 桥 等 水库 正 常 蓄 水 位 １６０ 总 库 容 １．７亿 Ｉ ， 机 容 量 １． ０ｍ， ９９ ｎ 装
３ ．佳 木 斯 水 文 局 ， 龙 江 佳 木 斯 １４０ ） 黑 ５０ ２
摘
要 ： 子山航 电枢纽工程上游纵 向混凝土 围堰布置在厂房 Ｌ 大顶 挡墙 上游 ， 二期工 程作为二期 截流纵 向围堰 ， 程已经完成 。 现工
该段混凝土纵向围堰大部分为水下爆破 ， 根据设计要求对该段 围堰进行拆 除， 必须一次 爆破完成 。拆 除顺序 由远至近 ， 即
茶林河水电站混凝土围堰拆除爆破技术
茶林河水电站混凝土围堰拆除爆破技术林斌【期刊名称】《《科技创业月刊》》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】2页(P179-180)【关键词】拆除爆破; 爆破设计; 爆破施工; 混凝土围堰【作者】林斌【作者单位】葛洲坝集团第六工程有限公司湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】TV5441工程概况茶林河水电站位于湖南省慈利县境内的澧水河中游。
电站厂房混凝土纵向围堰布置在右河床过水围堰内，位于发电站厂房与泄水闸之间，结构形式为C10埋石混凝土重力坝，全长214m，坝高22m。
围堰中段为永久混凝土闸墩，上下游段合计长182m需爆破拆除至设计建基面，爆破方量为30 000m3。
由于爆区紧邻永久工程建筑物和设备，须严格控制爆破震动，经与业主、监理、及设计单位沟通后决定采用宽孔距小抵抗线毫秒微差梯段爆破。
坝址岩性主要为白垩系下统（K1）紫红色砂砾岩，岩体钙、泥质胶结，呈巨厚层状，弱至微风化的岩石饱和抗压强度为45～77Mpa。
爆区周围建筑物和设备较多，围堰左侧为施工中的电站厂房及完建的厂闸导墙，右侧为基本完建的泄水闸及下游消力池。
距离厂房混凝土施工部位最近为18m，距离基础灌浆区最近12m；围堰中段为混凝土永久闸墩，闸堰之间设沉降缝用塑料泡沫板充填，爆区紧邻弧型钢闸门及其附属设备。
爆破安全允许振动速度V：厂闸导墙≯10cm／s、厂房新浇混凝土≯5cm／s、闸门设备及灌浆区≯2.5cm／s。
3.1 爆破安全验算与减震措施3.1.1 爆破安全验算本次爆破的安全控制重点是爆破地震危害，最大一次起爆药量根据经验公式Q＝R1／m（K／V）1／αQm（m取1／3）计算，并结合地形条件和减震措施调整（见表1）。
3.1.2 减震措施（1）尽量采用爆速较低的炸药。
低爆速炸药爆轰压力上升得慢，产生的爆破振动也小，当炸药爆速降至1 800m／s时，地震强度可削减40％～60％。
根据当地供应条件选用2号岩石乳化炸药（爆速3 200m／s）。
丰满扩建永庆反调节水库混凝土围堰爆破拆除试验
的质 点振动速度 和动水 压力监测 情况 ， 分析和评 价 了爆破对 坝基和 已有建 筑物 的影响 。
［ 关键词 ］混凝 土围堰 ； 爆破拆 除 ； 振动和 动水压 力测试 ； 丰满扩建
［ 中图分类号 ］ Ｖ５ １ ＋ Ｔ ５．２ ３ ［ 文献标识码 】 Ａ
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 ， 上 游 丰 满 电站 １． ｋ 水 库 控 制 距 ０３ ｍ， 流 域 面积 １６ｋ 。该 水库 形 成 后 上 游 库水 位 与丰 ５ ｍ２ 满 水 电站 尾 水相 接 ，是 一 座 为 解 放 丰 满 水 电站 ６ ０ ＭＷ 基 荷 ，同 时保 证 下 游 １１ｍ３ｓ 量 的工 业 及 ６ ／ 流 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 ， 面 为 梯 形 ， 面 上 口 宽 约 １０ｍ ， 口 宽 约 断 断 ． 下
Ｐ — ，２ ３共 ２个测点的动水压 力传感 器。测点 ２ ２Ｐ —
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值等于 ３０ 接近 ，这主要 是由炮孔大部分位于 ０相
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水 下 ， 夹 制作 用 较 大 所 致 。总 的来 看 ， 受 由于 成 功
围堰拆除爆破
围堰拆除爆破一、围堰类型及拆除爆破要求水利水电工程施工中，需要设置围堰改变原河床的水流方式进行施工导流，围护基坑进行水工建筑物的施工，工程完成后再拆除围堰，爆破拆除是围堰拆除的主要方法之一。
（1）围堰类型。
1）以部位可分为：河床上、下游围堰，纵向围堰，导流洞上、下游围堰，导流明渠上、下游围堰等。
2）以筑堰材料分为：土石围堰（混凝土防渗墙土石围堰、黏土心墙或土工织物防渗墙土石围堰、面板防渗土石围堰等）、混凝土围堰（常态混凝土围堰、碾压混凝土围堰）、岩坎围堰、岩坎混凝土围堰、浆砌石围堰等。
3）从结构形式可分为：重力式围堰、拱式围堰。
4）根据围堰爆破拆除的方法可分为：钻孔爆破（垂直孔爆破、水平孔爆破、垂直孔-水平孔结合爆破、扇形孔爆破、斜孔爆破）洞室爆破、洞室与钻孔结合爆破。
导流洞上游围堰拆除可分为冲泄渣爆破拆除和集渣水下开挖爆破拆除。
（2）围堰爆破拆除的设计要求。
围堰爆破拆除必须确保相邻建筑物的安全，按设计要求分期分区一次爆破完成，有导流要求时应满足过流条件。
爆破设计应满足下列要求。
1）制定爆破拆除方案。
根据过流运行条件和要求制定围堰爆破拆除方案，导流洞围堰拆除工期紧，需尽快满足导流条件，对过流断面拆除和清渣时间等均有相应要求。
当上游水位较高，导流洞底板坡降较大，有冲泄条件时，可实施控制爆渣块度的冲泄渣方案，经准确设计可实现上、下游围堰联合爆破一次冲泄，上游围堰爆破启动冲渣后，高速水流到达时起爆下游围堰，使爆渣在运动中有效冲泄一次成功。
无过流要求的围堰拆除，无清渣要求时可采用倾覆爆破方案；有清渣要求时，可采用控制块度的集中爆堆拆除方案，或采用预留渣坑的集渣爆破方案。
也可采用装药后在基坑中充水，在静压状态下的爆破拆除方案，以减小单侧高水压的综合爆破影响。
2）减小单次爆破规模。
围堰拆除多在枯水期实施，挡水水头较低，可分期分区将上部堰体和下游部分堰体预拆除，有效减小最终拆除断面尺寸，控制拆除规模，降低爆破难度和爆破影响。
混凝土围堰控制爆破拆除技术
第２ ７卷第 ３期
２０ ０８年 ６月
四
川
水
力
发
电
Ｖｏ ． ７， Ｎｏ． １２ ３
Ｓｉｈ ｎ ｃ ｕａ Ｗ ａｅ Ｐｏ ｒ ｔｒ ｗｅ
Ｊ ｎ ， ｕ ．２ ０ ０ ８
混 凝 土 围堰 控 制 爆 破 拆 除 技 术
（ ） 工 门机 、 ３施 闸门等设 备质点速度 ≤２ｃ ／ 。 ｍ ｓ
（） ４ 厂房 已安装 的机 电设 备质 点速度 ≤Ｏ５ ．
收稿 日期 ：０ ７ ７ １ ２ ０ － －０ ０
（） １ 主炮 孔 。主炮 孔 布置 三 排 ， 梅花 型 布置 ，
倒 向一侧 布置 第 一 排炮 孔 ： 径 Ｄ ＝１５ ｍ 孔 孔 １ ｍ，
破取得圆满成功 ， 为类似工程提供 了可借鉴 的经验和有参考价值的成功范例。 关键词 ： 土卡河水 电站 围堰拆除 ； 向控制爆破技术 ； 定 成功实施
中 图 分 类 号 ：Ｖ ５ ；Ｖ ４ Ｔ ５ １Ｔ ５ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ １２ ８ 《 ０ ８ ０ －１９０ １０ －１４ ２０ ）３０ ３ －４
利用 微差 控制 爆 破 方 法 ， 次 点 火起 爆 拆 除 一 到 位 ， 确控 制拆 除主体 素混 凝土 的倒 向， 精 使其 彻
底解 体破 碎 ， 料 向上 游 方 向抛 移 。为 了尽 量 减 渣 少拆 除部 分对 保 留部分 的破 坏和影 响 ， 坝 右 对
０＋ ２ ． ０和 ０＋ ９ ．５两个 切割 面进 行 了预 裂 ００ ８ ０３ ５ 爆破 。
２ ２ 爆破 技 术措施 ．
厂房 上游混 凝 土 围堰 为 素 混 凝 土 Ｃ ７５碾 ．
压混凝 土 。围堰 拆 除段 范 围 ： 坝上 ０＋ ５ ．０ ～ ０ ６３ ０
两河口水电站初期导流洞出口围堰爆破拆除施工
பைடு நூலகம்
高程 ２ ６ ０ ３ ． ５ ｍ 以上 混凝 土堰 体拆 除后 ，剩余 体 上部 混凝土部分采用 手风 钻打 垂直 孔 ，下 部岩 埂部 分打 缓倾
斜 中深孔 。 缓倾斜孔 ＋竖 直 浅孔 方案 的制 约 因素及 缺点 ：由于
尾水 闸室距 围堰主爆 区 的最小 距离 约 ４ ０ ｍ。尾 水 出 口引
１ ２ ・
下部岩埂内侧布倾斜孔，倾斜孔角度与岩基 自然坡度大
・
土 石 方 工 程
致一致 （ ８ 。 ～１ ６ 。 ） ，采用潜孔钻造孔为主 （ 局部较薄处采用手 风钻） ， 孔径 ９ ０ ｕ ￣ ｎ ，矩形布孔 ，排距 １ ． ５ ｍ，孔距 １ ． ５ ～１ ． ８ ｍ。 围堰炮孔布置纵剖 面见 图 ３ 。
渠边坡最大开挖高度 １ ２ ０ ｍ，边坡采用 锚索 深层支 护＋浅
层锚喷支 护 的系 统 支护 形 式 ，坡 面 布置 有 锚 索应 力 计 、 锚杆应力计 和多点位移计 等永久检测设施 。
测量误差 ，第一排 缓 倾 斜 中 深孔 钻 孔 有 可 能钻 穿 基 岩 ， 造成透水 ；因地形 起伏 不 平 ，局 部会 出现 大块 或抵 抗 线
及爆破 方案 技术 上 的可行 性 、经 济上 的合 理性 ，决定 采 用缓倾 斜孔 ＋竖直浅孔 围堰爆破拆除方案 。
内，清理十分 困难 ，因此要确保爆破后渣体不能进洞。
４ 爆破 参数设计
３ 围堰拆除方案
出 口围堰经过 先期瘦 身处 理 ，留下 高 程 ２ ６ ０ ３ ． ５ ｍ 以
分仓 面周边模 板及 加 固插 筋未 拆 除 ，仓 内 留有 支撑 脚 手 架钢管 。水下混 凝土 与基 岩交 界 面清 理不 干净 ，存 在 软
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混凝土围堰拆除爆破技术
发表时间：2018-01-02T15:06:56.457Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第21期作者：万兆欣
[导读] 布置位置距离厂房较近，厂房主体结构施工时的混凝土围堰爆破拆除控制则成为一个比较重要的课题。
中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410004
摘要：目前很多中小型引水式电站的尾水非常狭窄，厂房施工导流布置及工期安排十分困难，为尽量保证尾水外河流导流断面，厂房施工围堰基本都是采取体型较小的混凝土围堰，而且布置位置距离厂房较近，厂房主体结构施工时的混凝土围堰爆破拆除控制则成为一个比较重要的课题。
关键词：厂房；导流；混凝土围堰；拆除；爆破；控制
0 引言
柬埔寨沃代水电站（Stung Atay Hydroelectric Power Project）位于柬埔寨王国菩萨省列文县欧桑乡的额勒赛河上游支流－沃代河上，坝址南面距国公省省会国公市路程约60km（其中水路约22km，进场公路约38km），北面距离列文县城路程约60km。
电站分两级开发：第一级为坝后式电站，装机容量20MW，第二级为引水式电站，装机容量100MW，两级电站总装机容量120MW。
工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，永久性主要建筑物拦河坝、溢流坝、引水系统及引水式厂房，属3级建筑物，其他次要建筑物为4级建筑物。
二级引水式电站位于一级电站主坝下游约6km处，在河道上建一座壅水坝，拦蓄一级电站的发电尾水和两坝间的区间来水，通过大坝左岸引水隧洞引水发电。
枢纽建筑物包括壅水坝及1座副坝、塔式进水口、压力引水洞、高压管道、调压井、引水式厂房及开关站等；引水式地面厂房位于壅水坝下游约6.5km的河道左岸，厂房装机4台，单机容量为25MW，总装机100MW。
本项目投资方为中国大唐集团海外投资有限公司投资建设，建成后通过发电收益回收成本，运营期为30年。
设计单位为广西水利水电设计研究院，监理为二滩国际监理公司，二级电站的施工单位为中国电建下属的中国水利水电第八工程局有限公司。
厂房混凝土围堰概况
二级电站厂房混凝土围堰设计为C10素混凝土围堰，围堰轴线长度约80m，最大高度9.5m，混凝土总方量为2147m3。
布置在厂房尾水渠的预留岩坎上，距离厂房主体结构较近，最远距离12.2m，最近距离仅5m。
详细布置见下图1.1-1和1.1-2。
第一层采用YT28手风钻钻孔，炮孔孔径42mm，孔深3m，孔内装药φ32乳化炸药，均采用非电雷管间隔装药，底部1节，中部1节，上部0.5节，孔口下部采用粘土或细沙封堵0.8m。
第二层采用CM351钻孔，孔径100mm，孔深3m，孔内装药使用φ70乳化炸药，均采用非电雷管间隔装药，底部1节，中部1节，上部0.5节，孔口采用粘土或细沙封堵0.8m。
第三层采用CM351钻孔，孔径100mm，孔深3.5m，孔内装药均采用非电雷管连续装药，连续装药5.5节φ70乳化炸药，孔口采用粘土或细沙封堵。
每次爆破方式均采用孔间微差接力爆破，孔间使用MS2段或MS3段非电雷管联网，这是导爆管接力起爆网络的爆破方式，该网络有效的将多孔齐爆变为孔间微差接力起爆，且前爆孔为后爆孔提供新的临空面，能够充分利用爆破能量，爆破时增加岩石相互之间的碰撞次数，爆破岩块的块度小，且具有单段起爆药量小，爆破能够有效控制飞石，而且对周边震动影响小。
爆破效果及参数调整
根据以上设计参数分别分块爆破后，整体爆破效果得到有效控制，较好的控制了爆破产生的飞石问题和震动问题。
但前两层爆破后，存在炮孔底部产生的爆快较大，普通挖机挖除炮石时比较困难，对炮渣挖运造成了较大困难。
因此后续爆破时对前两层爆破装药结构进行了如下调整，第一层在底部增加了一节φ32乳化炸药，装药结构调整为底部2节，中部1节，上部0.5节，孔口下部采用粘土或细沙封堵0.8m。
第二层在底部增加了半节φ70乳化炸药，装药结构调整为底部2节，中部1节，上部0.5节，孔口下部采用粘土或细沙封堵0.8m。
调整装药结构后有效解决了爆孔底部爆块较大的问题，提高了挖装设备的利用率。
结束语
受困于电站选址处的地形情况和业主方节约投资以及建设工期限制，电站厂房尾水外河床狭窄和布局紧凑是目前很多中小型电站的特点，也是厂房导流施工的难点，受困于工期影响，尾水围堰拆除爆破必须与厂房土建安装作业在同一个枯水期完工。
厂房主体结构又十分重要，施工设备和永久设备配置较多，导流建筑物在施工期的安全拆除变的尤为重要，不仅解决施工中的安全问题，也能够大大减少工期影响。
但目前可供参考的类似的混凝土围堰拆除爆破参数及案例较少，使用孔间微差爆破技术可以有效的控制拆除的效果，减小对永久建筑物的影响。
参考文献
[1]水利水电工程施工组织设计手册
[2]爆破安全规程GB6722-2003
[3]爆破施工技术规范（DLT5135-2001）
作者简介：万兆欣（1982年6月出生）男时任柬埔寨沃代项目部总工程师。