摘要：英那河水庫(kù)擴(kuò)建工程為在原漿砌石重力壩上加高培厚，文章介紹了定向爆破技術(shù)在擴(kuò)建工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：爆破 英那河水庫(kù) 擴(kuò)建工程

１、概況

英那河水庫(kù)位于遼寧省大連市莊河地區(qū)的英那河中游，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主的中型水庫(kù)。最大庫(kù)容6053萬(wàn)ｍ３。工程始建于1972年，1974年建成蓄水，壩型為漿砌石重力壩，最大壩高２８ｍ，壩長(zhǎng)276ｍ。為了滿足大連城市供水的需要，大壩于2001年5月進(jìn)行擴(kuò)建，在原有的大壩上加高培厚，擴(kuò)建后壩長(zhǎng)346.6ｍ。其中左擋水壩段長(zhǎng)123.33ｍ，右擋水壩段長(zhǎng)108.27ｍ，溢流壩長(zhǎng)115ｍ；擋水壩壩頂高程為83.1ｍ，比原壩增高15.1ｍ，溢流堰頂高程72.60ｍ，比原壩增高13.60ｍ，壩底擴(kuò)寬11.12ｍ，既由原壩25.54ｍ擴(kuò)至36.66ｍ。總庫(kù)容為2.87億ｍ3，擴(kuò)建后的水庫(kù)為大Ⅱ型水庫(kù)。具體剖面如下所示：

擴(kuò)建工程要在原壩基礎(chǔ)上進(jìn)行加寬、培厚，所以要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)寬開(kāi)挖，對(duì)老壩原有砼進(jìn)行拆除。

施工區(qū)巖石為細(xì)粒角閃石黑云母花崗閃長(zhǎng)巖（Ｔ3ｊ）和似斑狀花崗巖（Ｔ3Ｑ），壩基除微風(fēng)化～未風(fēng)化外，尚有部分為弱風(fēng)化巖，還有（ｆ1，ｆ2）的斷層破碎帶及斷層影響帶。

２、開(kāi)挖主要措施

溢流壩擴(kuò)建基礎(chǔ)開(kāi)挖采用手風(fēng)鉆淺孔按保護(hù)層開(kāi)挖施工，建基預(yù)留50ｃｍ保護(hù)層進(jìn)行風(fēng)鎬或人工撬挖，與老壩結(jié)合部位采取防震措施，并小藥量松動(dòng)爆破。

下游挑流鼻坎部位大體積砼（樁號(hào)0+22－0+26）采取爆破法施工。

2.1．溢流壩擴(kuò)建基礎(chǔ)開(kāi)挖

爆破施工采用火花起爆方式，毫秒微差導(dǎo)爆管聯(lián)接，炸藥采用乳化炸藥。為了減輕爆破地震效應(yīng)對(duì)老壩體的影響，在擴(kuò)建基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，距老壩下游邊界2米處布設(shè)垂直防震孔一排。（該2米范圍采用人工撬挖）；防震孔直徑42ｍｍ，間距20ｃｍ。施工時(shí)先進(jìn)行距老壩5ｍ以外的下游石方開(kāi)挖，然后用防震孔做預(yù)裂孔進(jìn)行老壩下游邊界25ｍ范圍的施工。與老壩體結(jié)合部位采取防震措施，并小藥量松動(dòng)爆破。爆破分層高度為1.0ｍ。爆破分區(qū)見(jiàn)2－1－1溢流壩段開(kāi)挖分區(qū)示意圖。

爆破參數(shù)如下表所示：

（1） 一般松動(dòng)爆破參數(shù)

淺孔爆破施工采用手提式手風(fēng)鉆打垂直孔，分層高度1.0ｍ，每一爆區(qū)沿壩橫方向?yàn)?ｍ，爆破參數(shù)如下：

表2－1－1

鉆孔深度 （ｍ） 底板抵抗線 （ｍ） 炮孔間距 （ｍ） 炮孔排距 （ｍ） 單孔裝藥量 （ｋｇ） 總藥量 （ｋｇ） 1.2 1.0 1.0 0.8 0.30 24

鉆孔深度

（ｍ）

底板抵抗線

（ｍ）

炮孔間距

（ｍ）

炮孔排距

（ｍ）

單孔裝藥量

（ｋｇ）

總藥量

（ｋｇ）

1.2

1.0

1.0

0.8

0.30

24

（２）淺孔預(yù)裂爆破參數(shù)

淺孔預(yù)裂爆破包括防震孔兼作預(yù)裂孔施工及建基面水平預(yù)裂施工。防震孔間距２０ｃｍ，作預(yù)裂孔時(shí)裝藥孔間距為40ｃｍ，中間不裝藥孔作導(dǎo)向孔，按開(kāi)挖分區(qū)每一預(yù)裂區(qū)預(yù)裂長(zhǎng)度沿壩橫方向?yàn)?0ｍ，為減輕爆破的地震效應(yīng)，爆破時(shí)分兩段進(jìn)行。爆破參數(shù)如下：表2－1－2

孔徑 （ｍｍ） 炮孔間距 （ｃｍ） 不偶合系數(shù) 線裝藥密度 （ｇ/ｍ） 孔口不裝藥長(zhǎng)度 （ｍ） 同段預(yù)裂爆破總藥量 （ｋｇ） 42 40 2.63 225 0.4 3.69

孔徑

（ｍｍ）

炮孔間距

（ｃｍ）

不偶合系數(shù)

線裝藥密度

（ｇ/ｍ）

孔口不裝藥長(zhǎng)度

（ｍ）

同段預(yù)裂爆破總藥量

（ｋｇ）

42

40

2.63

225

0.4

3.69

水平建基面預(yù)裂施工時(shí)，設(shè)計(jì)水平預(yù)裂孔深為1.0ｍ，為減輕爆破地震效應(yīng)，爆破時(shí)分兩段進(jìn)行。爆破參數(shù)如下：

表2－1－3

孔徑 （ｍｍ） 炮孔間距 （ｃｍ） 不偶合系數(shù) 線裝藥密度 （ｇ/ｍ） 同段預(yù)裂爆破總藥量 （ｋｇ） 40 50 2.63 240 2.4

孔徑

（ｍｍ）

炮孔間距

（ｃｍ）

不偶合系數(shù)

線裝藥密度

（ｇ/ｍ）

同段預(yù)裂爆破總藥量

（ｋｇ）

40

50

2.63

240

2.4

2.2．原溢流壩段挑流鼻坎大體積砼拆除

挑流鼻坎部位砼拆除施工時(shí)，先沿拆除輪廓線預(yù)留20ｃｍ處布設(shè)防震孔一排，孔距１５ｃｍ，孔深2.5ｍ，然后進(jìn)行松動(dòng)爆破區(qū)切斷鋼筋及鋼筋砼的松動(dòng)爆破，最后利用防震孔作為切割爆破孔進(jìn)行切割爆破。拆除施工按兩作業(yè)面分向兩岸方向同時(shí)進(jìn)行施工采用ф38氣腿式手風(fēng)鉆鉆孔，導(dǎo)爆管進(jìn)行微差爆破控制，炸藥采用乳化炸藥。該爆破如2.2－1圖所示，分為減弱松動(dòng)爆破區(qū)，切割爆破區(qū)及鑿除區(qū)。鑿除區(qū)為20ｃｍ，切割爆破區(qū)厚50ｃｍ，與鑿除區(qū)共同組成保留砼在松動(dòng)爆破時(shí)的保護(hù)層。其爆破參數(shù)如下表：

表2－2－1：

孔號(hào) 抵抗線 （ｃｍ） 炮孔傾角 孔距 （ｃｍ） 孔深 （ｃｍ） 裝藥量 （ｇ） 裝藥方式 Ⅰ號(hào) 50 70° 65 70 225 一節(jié) Ⅱ號(hào) 50 70° 65 100 300 一節(jié) Ⅲ號(hào) 50 70° 65 140 375 一節(jié) Ⅳ號(hào) 50 60° 65 170 375 二節(jié) Ⅴ號(hào) 50 60° 65 200 400 二節(jié) 切割孔Ⅵ 50 50° 15 250 150 三節(jié)

孔號(hào)

抵抗線

（ｃｍ）

炮孔傾角

孔距

（ｃｍ）

孔深

（ｃｍ）

裝藥量

（ｇ）

裝藥方式

Ⅰ號(hào)

50

70°

65

70

225

一節(jié)

Ⅱ號(hào)

50

70°

65

100

300

一節(jié)

Ⅲ號(hào)

50

70°

65

140

375

一節(jié)

Ⅳ號(hào)

50

60°

65

170

375

二節(jié)

Ⅴ號(hào)

50

60°

65

200

400

二節(jié)

切割孔Ⅵ

50

50°

15

250

150

三節(jié)

注：切割爆破時(shí)切割孔裝藥間距為30ｃｍ。

裝藥：Ⅳ、Ⅵ號(hào)孔采用導(dǎo)爆索下孔二節(jié)間隔裝藥方式。因鋼筋處于上部，故上部適當(dāng)多分配一些藥量，由上至下按0.6ｇ、0.4ｇ，堵孔長(zhǎng)度為40ｃｍ。

聯(lián)線：導(dǎo)爆管聯(lián)接分段起爆，控制最大一響藥量不超過(guò)1.2ｋｇ。各排炮孔同段導(dǎo)爆管下孔，各排炮孔間分段微差，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排孔每排3孔共9孔為一組，其中Ⅳ、Ⅴ排孔每排2孔共4孔為一組，Ⅵ排孔（切割孔）5孔為一組，組間分段微差。

起爆：爆破施工時(shí)，先進(jìn)行第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三排孔施工，然后進(jìn)行Ⅳ、Ⅴ排孔施工，最后進(jìn)行Ⅵ排孔（切割孔）施工。每一爆區(qū)長(zhǎng)約30ｍ。

３、安全監(jiān)測(cè)

3.1．爆破實(shí)驗(yàn)

為了保證在新建結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中不會(huì)對(duì)原建大壩產(chǎn)生破壞影響，特別是為了重點(diǎn)保護(hù)老壩體上游防滲墻不受破壞（防滲墻僅1ｍ，高18ｍ，樁號(hào)0+1.0）。爆破施工過(guò)程中委托大連理工大學(xué)振動(dòng)與強(qiáng)度測(cè)試中心進(jìn)行的砼拆除的監(jiān)測(cè)工作，以施工期大壩安全，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)。

爆破實(shí)驗(yàn)分別在樁號(hào)0+119～0+124、0+124～0+130及0+130～0+135處進(jìn)行。

3.2．爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果

在砼爆破拆除過(guò)程中進(jìn)行爆破震動(dòng)反映實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：

樁號(hào)0+119～0+124段挑流面爆破震動(dòng)反映實(shí)測(cè)結(jié)果表3－2－1

測(cè)點(diǎn)位置

拾振方向

同組最大藥量

（ｇ）

爆心距

（ｍ）

最大反映振速

（ｃｍ/ｓ）

挑流面底

水平

2100

10

1.9

挑流面中間

水平

18

1.5

閘門(mén)底

水平

25

1.0

閘門(mén)底

垂直

25

0.8

樁號(hào)0+124～0+130段挑流面爆破震動(dòng)反映實(shí)測(cè)結(jié)果表3－2－2

測(cè)點(diǎn)位置

拾振方向

同組最大藥量

（ｇ）

爆心距

（ｍ）

最大反映振速

（ｃｍ/ｓ）

挑流面底

水平

2700

10

2.4

挑流面中間

水平

18

1.4

閘門(mén)底

水平

25

0.8

閘門(mén)底

垂直

25

0.6

樁號(hào)0+130～0+135段挑流面爆破震動(dòng)反映實(shí)測(cè)結(jié)果表3－2－3

測(cè)點(diǎn)位置

測(cè)振方向

爆心距

（ｍ）

反映振速峰值

（ｃｍ/ｓ）

同響最大藥量

（ｋｇ）

備注

爆破點(diǎn)下排水孔

水平

5.5

0.94

1.125

共11響

爆破點(diǎn)側(cè)下排水孔

水平

15

0.86

溢洪面頂

水平

18

0.31

溢洪面頂

垂直

18

0.84

3.3爆破監(jiān)測(cè)結(jié)論

通過(guò)對(duì)英那河水庫(kù)爆破施工時(shí)大壩振動(dòng)影響的幾次監(jiān)測(cè)，大連理工大學(xué)振動(dòng)與強(qiáng)度測(cè)試中心工程質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告得出以下結(jié)論：

1） 爆破影應(yīng)速度2.0cm/s的指標(biāo)只相當(dāng)于Ⅴ度地震裂度，按照該振速指標(biāo)控制大壩防滲墻的振動(dòng)幅度，可以保證心墻結(jié)構(gòu)的安全。

2） 監(jiān)測(cè)得到的大壩防滲心墻附近最大振動(dòng)速度響應(yīng)幅值均小于2.0ｃｍ/ｓ的設(shè)計(jì)限制值。監(jiān)測(cè)的幾次爆破方案均為設(shè)計(jì)合理方案。

3） 按照所提供并進(jìn)行監(jiān)測(cè)爆破方案進(jìn)行施工不會(huì)威脅大壩防滲心墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)行安全。

４、施工質(zhì)量控制

爆破施工中嚴(yán)格進(jìn)行施工質(zhì)量控制，具體措施有：

1）．覆蓋層放樣，平面位置點(diǎn)誤差不大于200ｍｍ，高程點(diǎn)誤差不大于100ｍｍ。

2）．基巖放樣，平面位置點(diǎn)誤差不大于100ｍｍ，高程點(diǎn)不大于100ｍｍ。

3）．測(cè)量交底，特別重視現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)面交底，將拆除范圍、深度及要點(diǎn)交待清楚。

4）．專(zhuān)人旁站監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

5）．對(duì)于溢流壩挑流鼻坎大體積砼拆除，先進(jìn)行砼拆除實(shí)驗(yàn)，取得成果后將詳細(xì)方案交監(jiān)理工程師審批后實(shí)施。各道質(zhì)量層層把關(guān)。

6）．孔位布置、鉆孔角度、孔徑、孔深都嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

7）．鉆孔完畢后先清除孔內(nèi)巖粉，并保護(hù)好孔口，檢查合格后裝藥。

8）．炮孔裝藥、堵塞、爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)早先，嚴(yán)格檢查最磊一響藥量。

５、結(jié)語(yǔ)

1）．砼拆除及擴(kuò)建基礎(chǔ)開(kāi)挖采用控制爆破工藝，有效地加快了施工進(jìn)度，提高了工程施工質(zhì)量。

2）．在砼拆除實(shí)驗(yàn)中分別進(jìn)行先預(yù)裂后松動(dòng)法及先松動(dòng)后切割法施工。從爆破監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)爆破效果看，先松動(dòng)后切割法施工既有利于減輕爆破地震效應(yīng)，且施工時(shí)易于操作控制。在以后類(lèi)似工程中當(dāng)優(yōu)先選用。

3）．在起爆方式上，同時(shí)起爆雖然爆破效果好，但是裝藥量大，爆破震動(dòng)影響大；該工程采用毫秒微差導(dǎo)爆管聯(lián)接，分段微差起爆，起爆時(shí)不斷創(chuàng)造了輔助臨空面，提高能量利用率，起到了減震作用，并且改善破碎塊度，提高了清碴裝車(chē)效率。

4）．砼拆除施中用斜孔爆破，有效提高了能量的利用率。但在施工過(guò)程中一定要嚴(yán)格控制孔的斜度，及鉆孔深度。

主要參考文獻(xiàn)：

１、 黃河水利校 喬有謨 主編——水利工程施工

２、 大連理工大學(xué)振動(dòng)與強(qiáng)度測(cè)試中心進(jìn)行的砼拆除的監(jiān)測(cè)報(bào)告