葛洲坝工程大江上游围堰混凝土防渗墙水下爆破拆除技术

  • 获奖名称: 葛洲坝工程大江上游围堰混凝土防渗墙水下爆破拆除技术
  • 获奖等级: 一等奖
  • 获奖类别: 水利电力部科学技术进步奖
  • 授奖单位: 水利电力部
  • 完成单位: 长江流域规划办公室、葛洲坝工程局等
  • 获奖年度: 1987
  • 获奖人员: 曹稼良、孔祥千、陈海安、张正宇、杨云玫
  • 成果简介:项目背景情况 葛洲坝水利枢纽大江上游土石围堰全长895m，堰顶高程为67m，最大堰高50m，堰顶宽20m，土石围堰中有二道混凝土防渗墙。混凝土防渗心墙中至中的间距3.5m，每道墙厚0.8～1.0m，上游墙顶高程64.5m，下游墙顶高程61.0m，墙底嵌入基岩0.5～1.0m。墙的左端与纵向钢板桩围堰相衔接，右端接岸坡台地，大江上游围堰拆除期间必须保证一期工程继续通航发电，水下最大拆除深度达23m，拆除工程量约21502m3，要求爆破后拆除的破碎块度控制在30cm～50cm之间。课题组对爆破工程进行了精心设计，采用复式交叉并串联网路，确保了围堰爆破取得圆满成功，为电站如期建成发电奠定了坚实的基础。 主要技术创新 （1）爆振安全控制标准的确定。根据本枢纽水工建筑物的地震烈度7°设计要求，因爆破拆除带来的爆振量应小于7°地震烈度产生的振动量，并且不能因爆破拆除使大坝及闸门产生共振，隔水墙两侧产生的爆破涌浪差也应小于1.5m。为此，经优化计算比较分析，给出了各建筑物爆振安全控制标准。 （2）最大单响药量的计算选定。根据现场试验获得的爆破地震波及水击波传播规律，与相应部位建筑物的安全爆破控制标准计算选定最大单响药量为282kg。 （3）确定了合理的炸药单耗和爆破参数。对埋置深度5～10m范围内的混凝土墙，当其单位耗药量达1.44kg/m3左右时，其爆破破碎块度适中，效果较好。据此考虑到墙体埋置愈深，夹制作用愈大的特点和减少顶部正面危害等因素，确定了各部分的炸药单耗和爆破参数。 （4）经研究比较，决定采用由塑料导爆管毫秒雷管组成的双复式交叉并串联的起爆网路。就是孔内药包由2～3根塑料导爆索引爆，导爆索露出孔口部分的长度为20cm～30cm。导爆索由绑扎在其孔外部分的4发非电毫秒雷管引爆。 推广应用情况 1986年1月7日15时，大江土石围堰混凝土心墙顺利爆破，爆破飞石距离不超过150m，实测爆破振动、水击波均在安全允许范围之内，实测涌浪高度为0.72m，周围建筑物没有受到任何破坏影响。 （1）强迫振动频率为11.5～38Hz，波浪压力频率在0.25Hz以下，而建筑物的自振频率（坝体4.5Hz，提升楼2.5Hz，靠船墩3.9～4.8Hz，二江厂房4.7Hz）都与强迫振动频率相差很远，实际表明没有引起建筑物共振。 （2）实测地震速度2900～3370m/s；水击波速度1500m/s；涌浪出现在5s以后。因此，除地震波与水击波叠加作用外，涌浪与地震波、水击波均无叠加作用的可能。 （3）宏观调查和振动测量资料都说明大江防淤堤边坡是稳定的。 （4）实测气泡帷幕削减冲击波压力2/3。 （5）防浪竹排尺寸太小，不能破坏波浪结构，防浪作用不明显。 葛洲坝工程大江上游围堰混凝土防渗墙水下爆破拆除是一次十分成功的高难度爆破，为今后类似工程提供了范例，有推广应用价值。