二滩水电站过木机道滑槽爆破拆除

1二滩水电站过木机道滑槽爆破拆除蒋成荣1赵仕贵21：攀枝花学院资源与环境工程学院，四川，攀枝花市6170002：四川攀枝花新白马矿业公司，四川，攀枝花市617000摘要：本文针对“二滩水电站过木机道滑槽”的拆除，介绍了结合该构筑物的结构特点实施爆破拆除的总体爆破方案、安全控制、爆破效果等，实现按期、安全完成拆除任务的目的。关键词：爆破拆除过木机道滑槽ErtanhydropowerstationisawoodenmachineofblastingdemolitionofchuteJIANGCheng-rong1ZHAOShi-gui21.ResourcesandEnvironmentalEngineeringcollegeofPanzhihuaUniversity,Sichuan,Panzhihua6170002.SichuanPanzhihuaNewwhitehorseminingCompany,Sichuan,Panzhihua617000Abstract:thispaperaimedatErtanhydropowerstationisawoodenmachinechutedemolition,combinedwiththestructurecharacteristicsofthestructuresareintroducedtoimplementthewholeblastingdemolitionblastingschemeandsafetycontrol,blastingeffect,achievethegoalof,safedismantlingtaskonschedule.Keywords:woodenmachineofblastingdemolitionofthechute1、工程概况介绍二滩水电站是20世纪建成投产的最大水电站，其年发电量超过三峡水电站。同期建设有雅砻江流域木材水路过坝设施——过木建筑物。过木建筑物采用纵向过木机道，过木机道布置在左岸，过木机洞全长2450m，采用直墙圆拱断面，断面尺寸为17m×6.74m（宽×高），设计年过木量110万m3，机械部分分两期建设，第一期装1条运输线，年过木量40万m3～60万m3。入库的木材由拖木船拖至坝前2km附近作业区，再由推木船推至过木机道进口，由人工形成的流速将木材送至滚筒机传送带，进入隧洞后由皮带机送至三滩沟下游，经钢滑槽滑入河道。进口滚动传送带的浮筒由限位墩固定位置，工作水位在25m范围的深度内变化。二滩水电站过木机道是建设二滩水电站时为保证雅垄江流域木材水路运输畅通而构建的大型承重钢筋混凝土构筑物。由于国家退耕还林政策的颁布与实施，禁伐令的执行及长江中上游自然生态屏障的保护，近50年内雅垄江上游不得砍伐木材，因此二滩水电站过木机道从建设至今一直未发挥作用，今后较长时2间内也不能发挥作用。加上过木机道7号承台、8号承台长期处于江水之中，不利于水电站大坝下游江水的顺利排泄，同时受江水的冲刷、侵蚀对大坝下游沿岸护坡造成较大程度的破坏，因此决定对过木机道的7号承台、8号承台及以上过木机道滑槽部分进行拆除，待今后需要时重建。2、拆除现场位置条件及爆破要求2.1、拆除物现状需要拆除的部位是：过木机道滑槽全长30.5m，宽度16.5m，滑槽槽板厚度1.25m，槽壁厚度2.3m；7号承台：宽度为6m，长度为16.5m，高度为5m的阶梯型结构；8号承台：宽度为6m，长度为16.5m，拆除高度为标高1010.75m（枯水期水位标高）下降2m左右。拆除总方量约为1775m3。查阅构筑相关资料了解到：过木机道滑槽槽板主筋是用两层各111根￠28螺纹钢按＠15规格，采用83根￠20螺纹钢规格双箍筋编制的钢筋笼；滑槽槽壁主筋是用￠28螺纹钢按＠25规格，采用￠20螺纹钢编制的钢筋笼;三个滑槽内壁各有两块厚度20mm，宽度为1.05m，长度为12.7m的高锰钢板用￠20螺纹钢按＠70的锚筋加固,锚筋长度为70mm。采用C30沙浆浇注成的混凝土构筑物。详见图一。2.2、爆破拆除位置条件及要求过木机道顺江而建，自6#承台增加1350转角平台，接7#、8#上部滑槽入江。过木机道滑槽上方约35m有两组11万伏特二滩电站主输出高压线；正面迎雅砻江而上，江面开阔无建筑物；6#承台转角点距离后方50m远是电站主公路，公路沿线有光缆线、变压器等设施；左下顺江而下拆除位置100m内无其它构筑物。因此爆破产生的飞石高度不得大于35m；飞散物抛掷距离不得大于50m，以确保安全拆除。3、总体爆破方案选择与确定3.1难点分析1）待拆构筑物为现浇加密钢筋笼混凝土结构，且平面呈异型，截面尺寸大，配筋多，倒塌后不易破碎，难以解体。2）承台高大，滑槽距离地面最低仅1.5m，最高12m，滑槽整体坍塌难以形成，且后续工作影响大。图一　过木机道滑槽示意图#6承台7承台#8承台#35°DDEEFFHHR=40.2533）配筋率高，加粗加密双箍筋，承载能力大，混凝土破碎后不与主筋、箍筋，锚筋完全分离，后续处理安全风险大，施工困难。4）滑槽整体呈350倾斜，滑槽槽壁最窄0.9m，最宽1.73m，距离滑槽板面2.32m，凌空，江面风向不定，穿孔及爆破施工难度大。5）穿凿炮孔最多需通过11层钢筋间隙，才能达到设计要求，炮孔与钢筋最大距离5mm，穿孔精度高。3.2总体爆破方案根据过木机道滑槽与承台结构特点以及周边具体情况，采取的方案为：分段分块切割爆破，定向顺江而上倒塌抛掷。即第一滑槽与中间检修阶梯及第二滑槽切割为独立部分，分次爆破；滑槽与各承台分割，分次实施穿孔爆破。主要内容有：1）爆区均采用排间微差爆破，顺江而下第次起爆，拆除物定向顺江而上倒塌抛掷。2）采用非电导爆系统，孔内及单排炮孔使用导爆索连接，排间使用非电导爆管雷管接力，实现排间微差。3）6#承台上预留过木机道与需要拆除的转接平台之间采用预裂爆破，保护好预留部位。4）采用近体防护、覆盖防护和保护相结合的综合防护措施。4、预处理与预拆除4.1、滑槽内壁镶嵌的高锰钢板用气焊切割为4块，降低爆破时的夹制性。4.2、滑槽上方搭立脚手架，用于施工防护及覆盖悬挂、支撑。5、爆破参数设计：5.1、钻孔工具及孔径：T19手持风钻，孔径为35mm。5.2、炸药单耗的确定：由于拆除部位主要是￠28螺纹钢作主筋，C30沙浆浇灌的混凝土，配筋率大于1%，爆破需达到混凝土与钢筋分离才能进行后续处理，现场有条件实地进行炸药单耗实验，取条件最好的第一滑槽入江段为载体进行爆破实验，结果如下：序号炸药单耗炮孔数实验效果1400g/m35形成裂纹，边角极少崩落，难以后续处理2600g/m35裂纹相对较多，但钢筋笼内混凝土相互夹制，后续处理难度大，钢筋笼轻微变形，不利于高空处理38000g/m35混凝土与钢筋大部分分离，少量滞留在钢筋笼内，后续处理容易，爆破飞散物距离、方向均受控4900g/m35混凝土与钢筋完全分离，箍筋大部分与主筋分离，后续处理容易，爆破飞散物抛掷较远（最远82.5m，斜向江上，受控）通过实验取q=800g/m3，考虑滑槽镶嵌高锰钢板具有较大的夹制作用以及承台部位下方无自由面，这些部位单孔装药量增加10%。5.3、孔网参数与炮孔布置5.3.1、炮孔穿凿角度布置：转角平台、承台、滑槽水平部分采用垂直向下穿孔，易于通过各层钢筋间隙及孔网参数控制；呈350斜面的滑槽部分，若垂直于滑槽穿孔（手持风钻按照水平向上650）虽炮孔易于通过各层钢筋间隙，但是每4个炮孔均需要搭设固定角度支架并校队，工序复杂、增加工作强度及难度，影响施工进度，因此采用垂直向下穿孔，增加部分炮孔深度。5.3.2、孔网参数1）呈350斜面的滑槽部分：如下图二各断面示意图所示(图中所注尺寸单位为m)：根据各断面尺寸的特点，采用垂直向下钻孔，孔深由下式（1）确定h=B/COS350-W（m）---------（1）上式中：h——钻孔深度mB——断面净厚度（m）350——滑槽倾角W——滑槽底部最小抵抗线，取W=0.4（m）滑槽各部位钻孔深度及孔网参数如表一：表一断面厚度B（m）1.251.51.752.3钻孔深度（m）1.11.41.72.3孔间距a（m）0.70.70.81.0排间距b（m）0.50.60.60.8111Φ28@0.15111Φ28@0.15111Φ28@0.15111Φ28@0.15图二断面示意图16.516.52.32.31.251.732.40.91.270.92.40.91.270.92.41.43H--HF--FD--DE--E1.52.322）转角平台及滑槽水平下部凌空部位，钻孔深度=断面厚度-0.4m=1.1m，孔网参数：a=0.7m、b=0.6m。53）7#、8#承台上部滑槽部位，钻孔深度=断面厚度+0.2m，孔网参数参照上表。4）8#承台宽度为6m，长度为16.5m，主筋是用￠25螺纹钢按＠20规格，采用￠16螺纹钢作箍筋按＠20编制的钢筋笼，采用C30沙浆浇注成的混凝土构筑物。其上部与滑槽接触面用规格为5490×2000×20的高锰钢板隔开，钢板用长度0.7m的￠20螺纹钢按＠70规格锚固与滑槽连接成一体。待滑槽爆除完，钢板移走后才能钻孔爆破，孔网参数：a=1.2m，b=1m，W=0.6m,h=2m。5）7#承台基础呈阶梯状，与滑槽接触面用混凝土充填，因此其上部实际表现为350的坡面，需要拆除部分呈最低处1.5m，最高处6.3m，宽度为6m，长度为16.5m的大体积钢筋混凝土，钢筋配置与8#承台相同。见下图三(图中所注尺寸尺寸单位为m)：图三7承台基础示意图孔网参数根据断面厚度而定，见表二：表二断面厚度B（m）最小抵抗线W（m）钻孔深度（m）孔间距a（m）排间距b（m）1.5--2.90.61.4、1.8、2.50.90.72.9--4.30.63、3.4、3.61.10.94.3--6.30.64、4.61.21备注：钻孔从最低处向最高处依次排列。5.3.3、炮孔布置方式：梅花型布孔，如下图四：OOOOOOOOOOO图四梅花型布孔示意图65.4、单孔装药量及填塞高度5.4.1、单孔装药量第一排炮孔按（2）式计算：Q1=q×W×a×B---------（2）第二排及以后排炮孔按（3）式计算：Q2--n=q×a×b×B----------（3）以上两式中：Q——单孔装药量gq——炸药单耗g/m3W——最小抵抗线ma——炮孔间距mb——排间距mB——爆除体厚度m5.4.2、填塞高度：填塞高度不得小于0.6m。5.4.3、装药结构：单孔药量核定后，保证孔口填塞高度不得小于0.6m，其余部分间断耦合装药，平均分布炸药，间隔距离按照装药高度而定，各层钢筋笼均能得到有效破碎。5.5、起爆网络设计5.5.1、鉴于特殊的装药结构孔内使用雷管无法操作，故孔内使用导爆索，同一排炮孔亦用导爆索搭接串联。5.5.2、起爆方式：采用排间微差起爆，微差时间50ms，如下图五所示。5.6、填塞5.6.1、填塞物：因爆除物悬空，最小抵抗线选择在下方，填塞物必须使用粘土加以回填。5.6.2、填塞操作要求：1）粘土要加工成炮泥，不得含有砂、石块或其它杂物；炮泥含水量要适当，以炮泥捣成型后不易捏碎和变形为佳。2）填塞时要逐层用炮棍捣紧，同时注意保护好炮孔内的导爆索，不得使导爆索破损或变形。5.7、预裂爆破设计2MS3MS4MS2MS.3MS.4MS表示炮孔表示雷管表示段别图五起爆网络75.7.1、在进行炸药单耗实验过程中发现，无论单耗是400g/m3还是900g/m3，爆破后均会留下或多或少半壁孔，对未爆破部分影响较小。为更好地保护预留部分，必要地进行预裂实验：炮孔4个，孔深1.4m，孔间距取10倍炮孔直径（35cm），装药高度1.0m，上部填塞0.4m，装药结构为间断耦合装药（线装药密度100g/m，平均分布在孔内，每装20g炸药中间填塞20cm）。爆破后检测结果：炮孔之间全部贯穿，预裂缝形成，且未见其它损伤，爆破参数一次性确定。5.7.2、预裂爆破起爆时间：转角平台爆破前50ms，一次性实施预裂。6、安全防护6.