拉西瓦水电站拱坝新浇混凝土周边基岩控制爆破.pdf

豳 水 利 水 电 施 工 2 0 1 5 第4 期 总 第15 1 期 混凝土浇筑至高程 2 3 1 7 0 0 m后并 等此 高程仓 面混凝 土浇 筑龄期达到 5 7 d后 采用松 动爆 破 、周 边光爆 、底部 预 裂的开 挖 方 法进 行 钻 爆 施 工。开 挖 时 沿断 层 槽 方 向按 1 2 m 一段进行爆破设计 。 3 2 爆破设计 3 2 1 单孔药量计算 底部 预裂 孔与周 边 光爆孔 的线 装药 密度 按照 1 8 o 2 0 0 g m控制，其单孔装药量分别为：2 8 0 2 5 6 k g ， 3 9 0 2 7 8 k g 。 F 断层槽施工 开 挖主 爆孑 L 装药 量 按 照控 制爆 破 进 行设计计算，根据 简明施工计算手册第 2 7章节 “ 控制爆 破计算”中公式 进行单孑 L 装药量计 算，公 式 如下 ： q K W H 式中q 单个炮孔的装药量 ，k g ； w 最小抵抗 线 ，m； H设计爆破部分的深度或厚度 ，r r l ； K 面装药密度 ( k g m ) ，与布孑 L 的密度、爆 破 体的材料、爆破体类型及要求 的爆破效果、 爆破体 的 临空 条 件 、炮 孔 的 封填 状 态 等 有 关，一般取 K值为五种系数的乘积，即 K K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 式 中K 炮孑 L 分布系数 ； K。 材质系数 ； K。 特征系数 ； K 一 一临空系数 ； K 爆孔封填系数 。 爆破孔单孔药量计算详见表 1 。 表 1 右岸坝肩 F 。 断层槽爆破孔单孔 药量计算表 孔径 药卷 孔深 间距 抵抗线 炮孔分 材质 体性特 临空 封堵 面装药密 单孔装 装药 堵塞 孔名 直径 布系数 系数 征系数 系数 系数 度 K 药量 长度 长度 ( mm) ( m) ( m) ( m) ( mm) K K， K K K ( k g m ) ( k g ) ( m) ( m) 第一排 4 2 3 2 O 7 O 6 O 6 3 0 1 2 1 4 1 1 1 1 1 1 O 2 2 O 1 O O 1 3 O 5 7 第二排 4 2 3 2 O 9 O 6 0 8 1 O 1 2 1 4 1 1 1 1 1 1 0 2 2 0 1 6 0 2 2 0 6 8 第三排 4 2 3 2 1 2 O 6 0 9 5 O 1 2 1 4 1 2 1 1 1 2 O 2 7 0 3 0 0 4 0 O 8 第四排 4 2 3 2 1 5 O 6 1 1 O 1 2 1 6 1 2 1 1 1 2 0 3 0 O 5 O O 6 7 0 8 第五排 4 2 3 2 1 9 O 6 1 1 l O 1 2 1 6 1 2 1 1 1 2 O 3 O O 6 O 8 6 1 O 孔径 药卷直径 孔深 间距 线密度 单孔装药 孔名 ( mm) ( ram) ( m) ( m) ( k g m) 量( k g ) 4 2 3 2 2 8 0 5 0 2 0 5 6 预裂孔 光爆孔 4 2 3 2 3 9 0 5 0 2 O 7 8 3 2 2 单响控制最大药量计算 根据 水 电水利工程 爆 破施 工技 术规 范 中混 凝土 的爆破质点震 动速 度标准 和 拉西 瓦水 电站坝 肩坝 基开 挖爆破试验研 究报 告 中对 于新 浇混 凝土 、坝 基灌 浆 区 爆破安全振速 控制标 准建议 值 ，同时考 虑到底 部采 用预 裂孑 L 的减振效 应 ，计算 过程 中选取爆 破 安全质 点 的震动 速度 一1 0 c m s 进行单响控制最大药量 Q 的计算。 ( 1 )理论计算公式 ： Q m x R 。 ( ) 式中 Q 单响控制最大药量，k g ； Kr 爆破质点的峰值振速，c m s ； R爆心距 ，m； K一 一 与场地 、爆破方式有关的初始系数 ； K 、a一 一 修正系数 ， K 取值范围为 0 2 5 1 0 0 。 施 lT分 三个 区段 进 行 ，对 三 个 区段 的爆 心 距 取 值 如下 ： 第 一 段 为 高 程 2 3 2 0 0 0 2 3 2 5 0 0 m 区域 ，爆 心 距 R一 3 0 m ， R1 5 5 m ， R1 1 8 m ； 第二段为高程 2 3 2 5 0 0 2 3 3 5 0 0 m 区域 ，爆 心距 R 2 2 8 1 3 m ， R2 2 1 8 m ； 第三段为高程 2 3 3 5 0 0 2 3 4 4 0 0 m 区域，爆心距 R 3 =2 2 5 m 。 根据 拉西瓦水 电站 坝肩 坝基 开挖爆 破试 验研 究报 告 中对左右岸第 二次 预裂 单独起爆 的爆 破震 动监 测数 据进行 回 归 分析 ，取 K 一 6 9 9 0 ， K 一 1 0 ( 最 安 全 ) ， 口一 1 13。 ( 2 )爆心距 R 的取值简图见图 1 。 ( 3 )计算过程 。 1 )第一 区段最大单响药量 Q 的计算 ： 当 尺 为 3 0 m时 ， Q 一0 1 5 5 k g 。 当R1 为 5 5 m时， Q 一0 9 5 3 k g 。 当 R1 l 为 8 m 时 ， Q 一2 9 3 2 k g 。 2 )第二 区段最大单响药量 Q 的计算 ： 当 R 2 为 1 3 m 时， Q 一1 2 5 8 2 k g 。 当 R z 2 为 1 8 m 时 ， Q 一3 3 3 9 9 k g 。 3 )第三 区段最大单响药量 Q一 的计算 ： 因为当 R 2 2 为 1 8 m时 ， Q 一3 3 3 9 9 k g ，远远大 于单 响药量 ，按照 2 5 k g进行分段爆破 ，故第 三段爆 心距取为 说明： 因为右坝肩坡向较陡， 所以爆心距 的取值直接取垂直距 离进行计算。 图 1 爆心距 R 的取值 简图 中点距离即可。 当 R。为 2 2 5 m 时，Q 一 6 5 2 3 2 k g 2 5 k g ，满足 要求 。 ( 4 )计算结论。 根据上述计算结果 ，在第一区段内爆破最大控制计 算药量为 2 9 3 2 k g ，极限最大控制计算药量为 o 1 5 5 k g ， 若按每个爆区以 3 m划分 ，光面爆破 的单响药量需要为 0 7 8 k g X 5 =3 9 ；因为 3 9 k g 2 9 3 2 k g ，主爆 孑 L 装 药 量无法满足 。所 以 ，第 一 区段 根据 拉 西瓦 水 电站 坝肩 坝基开挖爆破试验研究报告中对于新浇混凝土、坝基 灌浆区爆破安全振速控制标准建议值的计算，无法在保 证坝体混凝土的质量条件下进行此区段的爆破开挖施工， 经研究此段不进行爆破 开挖 。 第二 区段 内爆 破 最 大 控 制 计 算 药 量 最 小 值 为 2 9 3 2 k g ，爆破最大控制计算药量中间值为 1 2 5 8 2 k g ，爆 破最大控制计算药量最大值为 3 3 3 9 7 k g ，按每个爆 区以 3 m划分 ，光 面 爆 破 的 单 响 药 量 需 要 为 0 7 8 k g 5 3 9 k g 。因 为 3 9 k g( 2 9 3+ 1 2 5 8 ) 2 7 7 5 7 k g ( 2 3 2 5 0 0 2 3 3 0 O O m高程的主爆孔装药量平均值) ，所 以可以分段进行爆破 ，主爆孔单响用 7 7 5 7 k g( 断层走向 逐渐远离已浇筑混凝土面)进行反推计算，并进行爆破 网路 的设计 ，根据 此段 的最 大单 响控制 药量 和 F s 断层 爆破单耗药量计算表中的单孔药量，可以计算出单响 分段的最大孔数 。 第三区段计算爆破最大控制药量最小值为 6 5 2 3 2 k g ， 实际爆破控制最大单响药量按 2 5 k g 进行控制。 3 2 3 爆破 网路设计 F m断层槽开挖施工爆破分段按照最大单 响药量控 制，爆破网路采用 串联 网路，孔问传爆采用导爆索，孔 内采用 MS1 5非电雷管延时。起爆顺序为：底部预裂 孔一第一排主爆孔一第二排主爆孔一第三排主爆孔一第 四排主爆孔一第五排主爆孔一周边光爆孔。每排分段将 导爆索断开，中间采用 MS一2 或 MS 一3非电雷管分段延 时控制单响药量。 4现场施工控制 导截流与土石方工程 4 1 爆破施工 在 F m断层槽岩体开挖处理前，在开口线沿断层槽走 向搭设型钢作业平 台 ，便 于钻 机操作 及锁 口锚 杆 的施 工 ； 待锁口锚杆施工完毕，进行周边光孔、主爆孑 L 及底部预 裂孔造孔，造孔完成后拆 除作业平台，进行爆破施工。 采用手 风 钻钻 爆 开挖 ，主要 采 用 微差 爆 破 、周 边 光 爆 、 底部预裂方法进行 开挖施工 。孔径 4 2 mm，光爆T L T L 深 4 O m，底部预裂T L T L 深 2 8 m，光爆孔及预裂孑 L 间距均为 0 5 m。主爆孔采用松动爆破 ，主爆孔深度为 1 3 2 m， 问排距为 0 6 rex0 6 m。 装药 ：爆破孔装药采用直径 3 2 mm 的药卷间隔装 药 。光爆孔及预裂孔采用直径 3 2 mm 的药卷分成 两半后 间隔装药 ，线装药密度为 1 8 0 2 0 0 g m。 爆破 ：采用毫 秒延 期非 电微 差起 爆 网路 ，爆 破最 大 单响药量按上述计算确定 。 4 2 安全防护 开挖施工时，需要对大坝坝面及其周围做好严密的 安全防 护措 施 ，以保 证爆 破 施 工 时 ，既 不能 产 生 飞 石 ， 又能达到 良好 的爆破效果 。 ( 1 )下游防护 ：为 防止爆 破产 生 个别 飞石 飞 到 或延 坝面滚到下游 坝底 水垫塘 施工 现场 造成 安全 事故 ，下 游 贴角设置 6 m 高的临时 围墙 ，围墙采 用外 层被动 防护 网 、 内层绑一层竹夹板，采用单排钢管脚手架作为其 内撑方 式 ，脚手架 钢 管 在 5号坝 段 、4号 坝段 高程 2 3 1 4 0 0 2 3 1 7 0 0 m 仓号混凝土浇筑时埋人混凝土 1 0 m生根 。 ( 2 )混凝土面防护 ：为 防止散 渣 滚落 后砸 伤 坝 面混 凝土，在 2 3 1 7 0 0 m高程 4号坝段及 5号坝段施工仓号内 铺设单层保温被作为缓冲措施。 ( 3 )主爆 区 防护 ：为 防止 产 生 飞石 ，装 药 连 线后 ， 爆破区覆盖一层浸湿的草袋 ，在草袋上铺设单层竹夹板 ， 竹夹板外侧采用主动防护 网进行围护，利用钢管按间距 1 5 m在主爆 区两侧 固定 ，在锁 口锚杆上焊 接带钩 钢筋钩 在钢管上起到缓冲作用。 4 3 建基 面岩石 处 理 开挖后建基 面 内松 散 岩石 、松 动岩 块 以及不 符 合质 量要求的岩体均采取人工撬挖处理，并用高压风水枪彻 底冲洗开挖面 ，直至清理出干净的裸露基岩，并做好地 质特性记 录。 4 4 出渣 部分爆破石渣不能 自由溜落到仓面，需经过人工多 次翻渣后经坝肩斜坡溜放至仓面。清理至仓面的石渣采 用装载机清至上游坝外。 4 5 混凝土回填施工措施 混凝土回填施工随 4号坝段坝体混凝土共 同上升， 每次上升高度 3 m，混凝 土浇筑按设计要求 控制 。 2 9 水利水 电施 工2 0 1 5 第 4期 总第 1 5 1 期 5 结束语 在施工过程中，通过合理的方案选择 ，爆破震动的反复 ( 上接 第 2 O页) 管理流程化 。通过 对材 料计量 的统 计分 析 ，为管 理者 提 供辅助数据，提高项 目管理精度与管理效率。同时加强 施工单位各个部门之间信息共享和及时沟通，提高部 门 之 间的协作能力 。 4 结束语 长河坝大坝 度汛 阶段 累计 填 筑约 7 1 1 1 3万 m。 ，其 中心墙填筑上升 7 9 m，约 占总坝 高的 1 3 。填筑各项试验 验算 ，安全 防护措施 的精心组织 ，开 挖与支护工程 同步进 行。各种资源配置达到最优，合理地安排了施工进度，确保 已施工面不被破坏，使工程质量、进度、安全文明施工达到 了预期的效果，为以后类似的工程施工积累了一定的经验。 检测指标及频次均 满足 设计要 求 ，工程 建设 过程 中未 发 生一般及 以上施 工质量 事故 ，大 坝度汛 填筑 全过 程处 于 受控状态 ，得到质 量专 家好评 ，大坝填 筑作 业 面多次 被 业主评为 “ 优秀工作面” 、“ 质量示范区” 。 创新是企业发展的动力和源泉。通过技术创新 ，长 河坝水电站大坝运用反滤料精确掺配技术、土料动态制 备技术、双料摊铺器、泥浆喷涂、快速检测等关键施工 技术及新工艺 ，有效 提高 了填筑 施工 T艺水 平及 施工 能 力，保证了施工质量，值得推广。 ( 上接 第 2 2页) 并用 加热 器将水渍 烘干至层 面温度 达到 7 O 左 右 。棚车 行走至心墙放大段时，将棚车与摊铺机问的连接器解开， 摊铺机继续 向前摊铺 2 3 m ( 摊铺 机料 斗可在 棚车 内前 行 2 m) 。遇雨并伴有 大风 时 ，可在棚 车 骨架上 吊挂 适 当 配重来进行防风。在基座左右岸坡上贴防雨布，基座岸 坡流水顺 防雨 布流 至水平段 ，再分 流到上 下游过渡料 中， 确保流水不流至心墙作业层面上。 摊铺后 的沥青 混合 料 上随 即覆 盖防雨 帆布 ，振 动碾 在防雨帆布上对沥青混合料进行碾压，或采取遮雨措施 直接碾压沥青混合料。 2 6 环境温度 一5 时碾压沥青混凝土心墙施工 方法 业界一直未能在环境气温 0 C以下进行碾压沥青混凝 土心墙施工，只有挪威进行过相关的试验研究 ，但未用 3 结束语 1 2 00 0 1 15 0 0 1 1 00 0 1_0 5o o 琳 1 0 00 0 0 95 0 0 0 9 00 0 到工程施工 中。为突破碾 压沥青 混凝 土施 工 的环境 温度 禁 区，为验证在现 有施工 工艺条 件 下进行 沥青 混凝 土低 温 ( 环境温度一5 )摊铺施工的可行性 ，掌握在低温环 境进行碾压沥 青混凝 土心墙 摊铺施 工 工艺 流程 ，以指导 大坝 防渗沥青 混凝 土心墙 的施工 ，进 行 了相应 的试 验和 研究。经过充分的研究，掌握了环境温度一5 C条件下的 碾压沥青混凝土心墙摊铺施工工艺及施工技术参数。 碾压铺筑试验时拌制的沥青混合料，均在室内进行 抽提 、马歇尔试件容重和孑 L 隙率等试验；对铺筑的碾压 沥青 混凝 土 ，均用 C 2 O O核子密度仪 ( 沥青混凝 土温度 与 核子密度测值 的换算系数的关系曲线见图 1 )和 z c一6 型渗气仪对容 重及 渗透 系数进行 了无 损检 测 ，并进 行钻 孔取芯，芯样在室内做容重、孔隙率和渗透检测试验， 样 检测试验 与现场无损检测必须相符合 。 A t =0 0 0 0 0 1 1 1 0 9 8 5 5 T _ o 0 0 0 5 3 6 0 1 6 6 3 6 T+0 9 9 0 8 0 3 0 6 5 0 7 5 l R= 0 90 2 l ， ： ，一 。 ! ： 1 沥青混凝土温度 ) 图 1 沥青混凝土温度 与换算 系数 的关 系曲线 碾压沥青混凝 土心墙 的沥青混 合料 摊铺 层厚 3 0 c m、 日连续摊铺 2层 、环境 温度 一5 C、小雨 、雪 天和夜 问的 3 0 碾压沥青混凝土 心墙施 工方法 的成 功研 究 和应用 ，加 快 了气候恶劣地 区碾压沥 青混凝 土心 墙施 工 的速 度 ，对 推 动我 国西部地区水 利水 电建设事业 的发 展起 到关 键性 的 作用 ，使 得我国土石 坝碾压 沥青混 凝 土心墙 的施 工技 术 达到 国际领先水平 。