您現在的位置:中爆網 > 硐室爆破 > 正文

南水定向爆破筑高壩技術

2014-05-14 責任編輯:崔瑋娜

 
 

完成時間:19601962

工程地點:廣東省乳源縣

完成單位:廣東省水電廳、水利水電科學研究院、中國科學院力學研究所、鐵道科學研究院、鐵道兵科研所(鐵道第五設計院)、水電部水電總局等

項目主持人及參加人員:盧伯章、譚文奎、馬乃耀、霍永基、許澍新、馮叔瑜、朱忠節、黃紹鈞、錢瑞五等

撰稿人:霍永基

1工程概況

本工程總體布置包括:

(1)攔河大壩一座,用定向爆破法修筑。設計最大壩高為818m,壩頂總長215m,用黏土斜墻防滲。建成一座總庫容達12m3的大型水庫。

(2)水電站采用混合式開發,引水涵洞直徑φ45m,長3950m,電站裝機容量為75000kW,平均年發電量約3kW·h

(3)導流(兼泄洪洞)隧洞系利用原早期按混凝土重力壩方案建的施工導流洞,在工程后期改建為內徑φ59m,全長634m的泄洪洞。

2定向爆破設計方案

2.1設計基本原則

(1)根據南水壩址地形特點,考慮兩岸拋擲爆破方案,但因左岸山體單薄,爆破方量有限,且山底下布置有導流洞,不宜過量爆破。而右岸山高坡陡,山勢雄厚,故決定以右岸為主爆破區,左岸為輔爆破區。

(2)鑒于南水大壩的施工期要跨年度完成,因此大壩的爆破堆筑高度需要滿足安全度汛的要求。在次年汛期到來之前,壩高應達到65m。故右岸主爆區需布置三排藥包,其中,前排為輔助藥包,以改造山體起伏變化的地形為凹形地面,為后兩排主藥包起爆創造良好的定向拋擲臨空面,以控制爆破巖石的拋擲方向和集中堆高;而左岸爆破方量小,只能擔負填補右岸爆破拋距較遠造成的低堆積區,以改善爆破堆石壩體的成形,提高壩體的平均堆筑高度。

(3)藥包中心的最低高程需考慮爆破對壩肩巖體的破壞深度不致在大壩蓄水后引起繞壩肩滲流。

22藥包布置形式和參數選擇

考慮到爆區地形起伏不平,地址斷層較多,采用多排多層集中藥包布置形式 ,以利于改造地形和控制斷層的不良影響。藥包的最小抵抗線彤和拋擲作用指數n亦選定逐排增大。右岸主爆區前排輔助藥包W=165225m,n=12515,后排主藥包W=4035m,n= 1615。左岸單排多層藥包,W=1416mn=125

2.3藥包起爆順序和排間間隔起爆時間

 選定在右岸主爆區藥包優先起爆,左岸輔助藥包遲后起爆。各排藥包起爆時間隔為秒差起爆。右岸第一排藥包為即發;第二排藥包為延遲2s;第三排藥包和左岸藥包同為6s起爆。同排藥包用導爆索相連,以保證能同時起爆。

 相應的藥包布置及爆破堆積范圍見圖1。大壩的縱剖面圖見圖2

1藥包布置及爆破堆積范圍

3   定向爆破筑壩科研觀測

  南水定向爆破筑壩科研觀測工作的特點是項目全、儀器多、參加部門多。觀測內容包括lO個項目:

  (1)爆破在巖石中產生的應力、應變;

  (2)爆破地震效應;

  (3)爆破地質;

  (4)爆破對導流洞安全影響;

  (5)爆破對基巖破壞影響范圍;

  (6)爆破對巖石拋擲初速度及飛行軌跡;

  (7)爆破空氣沖擊波;

  (8)爆破壩體堆筑效果;

  (9)爆破堆石壩的沉降變形;

       (10)爆破飛石安全距離以及爆破對生物的影響。

 

2 南水大壩縱剖面

    4  定向爆破筑高壩的成功經驗

1)南水定向爆破壩用炸藥1394t,爆破直接拋擲有效上壩100m3,平均壩高62.5m。經壩體整理、加高,采用黏土斜墻防滲形式,建成壩高818m,總庫容12m3,電站裝機75000kw,蓄水期間,經歷兩次千年一遇的最高洪水水位的考驗,表明壩體質量良好。經30多年正式蓄水發電、灌溉,至今運行正常,效益顯著,充分表明用定向爆破筑高壩、大庫是完全可靠的。

2)爆破設計中根據南水壩址主爆區地形起伏,上、下游均受沖溝切割,地質斷層較多等特點,采用集中藥包布置形式,借以控制斷層影響的方法是正確和有效的。總結出一套行之有效的經驗:

 1)能控則控,即對爆區中間的斷層采取并列集中藥包加以挾持同時起爆,控制其對爆破拋擲方向的影響;

 2)能避則避,即藥包應盡量避開布置于斷層影響區的巖體內;

  3)利用斷層產狀特征控制爆破漏斗邊界形狀和不良影響。

  (3)對山高坡陡的爆破區地形,采用多層并列集中藥包布置時,最上層藥包中心位置離山頂地面的埋置深度H與該藥包的W之比值,控制在W/H=0608之間較為適宜,此時可以減少上部山體坍塌方量,增加爆破拋擲率。此經驗值為后來爆破工程普遍推廣使用,并證明是適宜的。

(4)采用兩岸多排爆破拋擲堆積時,應根據兩岸爆區的可爆拋擲方量和岸坡的傾角大小不同情況,確定兩岸藥包的合理起爆順序,對改善爆破堆石壩體的堆積形狀和提高堆石體馬鞍形的堆積高度有一定作用。試驗研究結果表明,其合理起爆順序的基本原則是:

 1)兩岸爆區的爆破拋擲方量相差懸殊時,爆破拋擲方量多的一岸優先起爆,方量小的一岸遲后一些起爆;

  2)若兩岸爆破拋擲方量相差不大,當兩岸坡度相差較大時,則緩坡一岸的藥包優先起爆,陡坡岸的藥包遲后起爆;

  3)兩岸爆破拋擲方量大體相等,且河谷兩岸地形坡度近乎對稱時,應采用兩岸同時起爆。

摘自《中國典型爆破工程與技術》