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摘 要：河口水电站尾水基础河床基岩面揭露高程较高，为满足机组的设计发电，需对尾水基础进行石方爆破开挖，以保证机组尾水下泄水流的平稳扩散，消除或降低下游水位雍高后影响机组出力。根据施工地形情况，确定将尾水雍高处理分左右岸两期施工，从而降低或消除尾水的雍高值。同时在施工时需将电站1#、2#导墙下游导墙部分拆除，拆除采用爆破方式，为确定适宜的装药量及爆破参数。
关键词：导墙 爆破 拆除 试验
中图分类号：TV551 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0066-02
河口水电站位于兰州市西郊黄河干流上的一座中型水电站，距上游八盘峡水电站8 km，距下游柴家峡水电站约10 km，距兰州市区约45 km，是黄河龙～青段梯级第十七座水电站。河口水电站是以发电为主，兼有一定的灌溉、旅游及改善环境等综合利用效益的中型水电站。并于2010年12月25日实现3#、4#机组双投并网发电；但在泄洪下游防护施工中发现设计体型开挖线外河床局部突起，造成电站尾水雍高，使电站机组不能满足设计出力条件。为解决机组满发条件，降低或消除尾水雍高值，由业主组织，监理、设计、施工单位共同参加召开了尾水处理工程专題方案讨论会，经参会各方讨论共同确定将1#2#纵向导墙下游导墙段段及相关区域内河床岩石进行爆破挖除施工，以满足机组设计出力条件。
施工时需将电站1#、2#导墙下游导墙部分拆除，拆除采用爆破方式，为确定适宜的装药量及爆破参数，进行本次爆破试验，确定适合混凝土拆除的预裂梯段爆破，控制对非开挖混凝土的破坏、扰动范围；掌握对相临建筑物的影响程度，确定爆破区地震效应参数。
1 周边条件
爆区周围均为重要的永久建筑物，爆破安全控制标准要求高，必须严格控制爆破振动效应的影响，确保爆区周围建筑物的安全。导墙上游端与消力池边墙及底板相连，属零距离爆破；与泄冲闸尾水闸门距离85 m，与厂房距离126 m，与中控室距离142 m，与居民点距离146 m。因此爆破环境十分复杂，爆破难度大。
2 施工施工难点
1#、2#混凝土导墙爆破，距离厂房较近，爆破产生的地震波对建筑物影响大，爆破施工风险高，对爆破控制精度要求高，需聘请控制爆破专家进行现场指导。
因1#～2#导墙第二层为钢筋混凝土结构，且位于水下部分，爆破完成后爆破料受周边钢筋的约束，在进行其爆破料挖出时由于反铲受到结构钢筋的影响，施工效率极大地降低，设备磨损严重，同时在施工时需配备360型反铲方能进行渣料挖除施工。
1#、2#导墙拆除，属永久建筑物拆除，爆破设计方案复杂，需进行3～5次爆破试验后方能确定其爆破方案及参数。
在导墙爆破拆除施工过程中，1#、2#冲砂闸及3#～7#泄洪闸全都下闸封闭，上游水流由1#～4#机组完泄，施工过程中水流控制及导流风险大。
3 爆破试验目的
为取得适用于本工程导墙拆除的最优爆破参数，以保证导墙拆除质量和周边建筑物结构的安全。
3.1 爆破参数试验
通过爆破参数试验，确定适合混凝土特性的梯段爆破参数、预裂爆破参数。
3.2 爆破破坏范围试验
观测爆破时爆区底部或相邻混凝土的破坏情况、确定混凝土保护层厚度。主要对通过爆破参数试验选定的梯段爆破参数在实施过程中进行观测，检验其影响范围是否满足规范要求。观测方法为：通过宏观调查和地震波测试方法实施。
3.3 测试数据分析
依据质点振动测试仪测试被保护建筑物的振动情况，爆破过程中是否满足安全要求；同时依据相关数值，计算出本工程环境下，振动衰减规律，确定系数k、a。
4 爆破施工方案
4.1 爆破试验地点选择及试验方法
考虑到2#导墙左侧在爆破时无法采取防护，故在本次爆破试验室采取半边爆破的方式进行，试验段选择为导墙下游段2 m，试验孔共设计2排，每排2孔，间距1 m，孔深5 m。试验造孔时首先沿2#导墙中心线位置造间距为1 m的两个主爆孔，之后再在导墙右侧距中心线40 cm处造一排主爆孔，爆破网络连结时左右两排采用微差毫秒雷管联结，爆破时先起爆右侧炮孔，再起爆中心线处炮孔，利用中心线左侧导墙承担爆破试验时左侧的飞石，导墙右侧采用围堰填筑料进行掩埋防护，从而实现了爆破试验时导墙两侧的爆破防护。爆破示意图及爆破参数如下图1和表1。
试验孔钻孔采用液压钻进行钻孔作业，钻孔直径70 mm，全部采用垂直孔爆破，爆破孔孔距0.43×0.4 m，单个炮孔装药长度为3.6 m，孔顶堵塞长度为1.4 m。
起爆网路采用非电导爆系统、导爆索传爆、电力起爆方式。
试验时考虑到试验段距电站敏感部位较远，而在实际施工中炮源距离敏感部位不断拉近，为保证取得较为科学及更贴切实际的爆破参数，在试验段爆破网络联结时排间采用串联、孔间采用并联，即爆破试验时采用两孔一爆的方式，以最大单响药量为20 kg为对象进行实验，从而确定与爆破周边地形有关的系数K和爆破衰减系数α，利用取得k、α值计算后续爆破参数。在k、α值确定的前提下，实际爆破拆除施工中全部采用单孔爆破，即单段爆破施工时所有炮孔全部采用串联方式进行爆破网络联结，使得实际爆破拆除最大单响药量为10 kg，从而极大的消减了试验时确定的爆破参数在实际施工中因距离变化而产生的影响，保证了导墙爆破拆除施工时周边建筑物的安全。
4.2 爆破试验材料
爆破试验所需材料主要为火工材料，详见表2。
5 爆破试验测试
5.1 现场测试
（1）控制标准。综合分析爆破拆除时周边建筑物、构筑物及机电设备等需保护对象的破坏机理、同爆区的相对位置等因素，结合类似工程类比，提出河口水电站1#、2#导墙拆除爆破质点振动速度控制标准见表3。
（2）现场测试程序。根据起爆单响最大药量和周围建筑物分布情况，将测振传感器分别布置在被保护建筑物位置。起爆时，利用系统的自触发或手动触发功能，同时由计算机发出指令，采集系统以预置的采样频率，开始对传感器的数据进行采集。传感器将采集到的爆破振动波转换成正比于质点振动速度的电压信号输出，经过采集系统的A/D数据采集板将电压信号转换为振动波形及数据储存在硬盘内，以供分析处理。测试程序见图2。
（3）测试成果分析。对爆破试验取得一系列的试验数据，利用DASP数据分析平台软件进行处理分析。通过采集系统采集并存储的振动时域波形图进行时域信号的极值分析，便可得到各测点爆破振动的最大振速Vmax。将各测点的最大振速Vmax、测点距爆源的距离R以及爆破单响最大药量Q进行回归分析，求得爆破振动质点振速公式系数k，a，便可得出各类岩体，地上、地下的爆破振动质点振速公式：
此试验与生产同时进行，钻孔及装药时需严格控制孔深、孔间排距及装药量。并作好方位记录，装药爆破。通过对爆后现场情况进行对比分析，并依据各测点的最大振速是否满足安全要求，判断爆破是否满足规范要求。
6 试验成果
爆破结果显示，K、α为与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。试验取得k值为109.4，α值为1.49。
7 试验注意事项
爆破试验时，对所有参加人员进行技术交底，使每个人了解试验目的、步骤及操作规程，保证试验结果可靠有效；试验时作好爆破观测器材的保护工作，作好爆破材料的管理。及时记录、整理试验数据，前一次爆破为下次爆破提供参考数据。
8 结语
进行本次爆破试验，爆破试验确定的爆破震动衰减系数k、α值。确定适合混凝土拆除的预裂梯段爆破，控制对非开挖混凝土的破坏、扰动范围；掌握对相临建筑物的影响程度，确定爆破区地震效应参数。为1#、2#导墙下游导墙的爆破拆除科学计算活得了可靠的依据。
关键词：导墙 爆破 拆除 试验
中图分类号：TV551 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0066-02
河口水电站位于兰州市西郊黄河干流上的一座中型水电站，距上游八盘峡水电站8 km，距下游柴家峡水电站约10 km，距兰州市区约45 km，是黄河龙～青段梯级第十七座水电站。河口水电站是以发电为主，兼有一定的灌溉、旅游及改善环境等综合利用效益的中型水电站。并于2010年12月25日实现3#、4#机组双投并网发电；但在泄洪下游防护施工中发现设计体型开挖线外河床局部突起，造成电站尾水雍高，使电站机组不能满足设计出力条件。为解决机组满发条件，降低或消除尾水雍高值，由业主组织，监理、设计、施工单位共同参加召开了尾水处理工程专題方案讨论会，经参会各方讨论共同确定将1#2#纵向导墙下游导墙段段及相关区域内河床岩石进行爆破挖除施工，以满足机组设计出力条件。
施工时需将电站1#、2#导墙下游导墙部分拆除，拆除采用爆破方式，为确定适宜的装药量及爆破参数，进行本次爆破试验，确定适合混凝土拆除的预裂梯段爆破，控制对非开挖混凝土的破坏、扰动范围；掌握对相临建筑物的影响程度，确定爆破区地震效应参数。
1 周边条件
爆区周围均为重要的永久建筑物，爆破安全控制标准要求高，必须严格控制爆破振动效应的影响，确保爆区周围建筑物的安全。导墙上游端与消力池边墙及底板相连，属零距离爆破；与泄冲闸尾水闸门距离85 m，与厂房距离126 m，与中控室距离142 m，与居民点距离146 m。因此爆破环境十分复杂，爆破难度大。
2 施工施工难点
1#、2#混凝土导墙爆破，距离厂房较近，爆破产生的地震波对建筑物影响大，爆破施工风险高，对爆破控制精度要求高，需聘请控制爆破专家进行现场指导。
因1#～2#导墙第二层为钢筋混凝土结构，且位于水下部分，爆破完成后爆破料受周边钢筋的约束，在进行其爆破料挖出时由于反铲受到结构钢筋的影响，施工效率极大地降低，设备磨损严重，同时在施工时需配备360型反铲方能进行渣料挖除施工。
1#、2#导墙拆除，属永久建筑物拆除，爆破设计方案复杂，需进行3～5次爆破试验后方能确定其爆破方案及参数。
在导墙爆破拆除施工过程中，1#、2#冲砂闸及3#～7#泄洪闸全都下闸封闭，上游水流由1#～4#机组完泄，施工过程中水流控制及导流风险大。
3 爆破试验目的
为取得适用于本工程导墙拆除的最优爆破参数，以保证导墙拆除质量和周边建筑物结构的安全。
3.1 爆破参数试验
通过爆破参数试验，确定适合混凝土特性的梯段爆破参数、预裂爆破参数。
3.2 爆破破坏范围试验
观测爆破时爆区底部或相邻混凝土的破坏情况、确定混凝土保护层厚度。主要对通过爆破参数试验选定的梯段爆破参数在实施过程中进行观测，检验其影响范围是否满足规范要求。观测方法为：通过宏观调查和地震波测试方法实施。
3.3 测试数据分析
依据质点振动测试仪测试被保护建筑物的振动情况，爆破过程中是否满足安全要求；同时依据相关数值，计算出本工程环境下，振动衰减规律，确定系数k、a。
4 爆破施工方案
4.1 爆破试验地点选择及试验方法
考虑到2#导墙左侧在爆破时无法采取防护，故在本次爆破试验室采取半边爆破的方式进行，试验段选择为导墙下游段2 m，试验孔共设计2排，每排2孔，间距1 m，孔深5 m。试验造孔时首先沿2#导墙中心线位置造间距为1 m的两个主爆孔，之后再在导墙右侧距中心线40 cm处造一排主爆孔，爆破网络连结时左右两排采用微差毫秒雷管联结，爆破时先起爆右侧炮孔，再起爆中心线处炮孔，利用中心线左侧导墙承担爆破试验时左侧的飞石，导墙右侧采用围堰填筑料进行掩埋防护，从而实现了爆破试验时导墙两侧的爆破防护。爆破示意图及爆破参数如下图1和表1。
试验孔钻孔采用液压钻进行钻孔作业，钻孔直径70 mm，全部采用垂直孔爆破，爆破孔孔距0.43×0.4 m，单个炮孔装药长度为3.6 m，孔顶堵塞长度为1.4 m。
起爆网路采用非电导爆系统、导爆索传爆、电力起爆方式。
试验时考虑到试验段距电站敏感部位较远，而在实际施工中炮源距离敏感部位不断拉近，为保证取得较为科学及更贴切实际的爆破参数，在试验段爆破网络联结时排间采用串联、孔间采用并联，即爆破试验时采用两孔一爆的方式，以最大单响药量为20 kg为对象进行实验，从而确定与爆破周边地形有关的系数K和爆破衰减系数α，利用取得k、α值计算后续爆破参数。在k、α值确定的前提下，实际爆破拆除施工中全部采用单孔爆破，即单段爆破施工时所有炮孔全部采用串联方式进行爆破网络联结，使得实际爆破拆除最大单响药量为10 kg，从而极大的消减了试验时确定的爆破参数在实际施工中因距离变化而产生的影响，保证了导墙爆破拆除施工时周边建筑物的安全。
4.2 爆破试验材料
爆破试验所需材料主要为火工材料，详见表2。
5 爆破试验测试
5.1 现场测试
（1）控制标准。综合分析爆破拆除时周边建筑物、构筑物及机电设备等需保护对象的破坏机理、同爆区的相对位置等因素，结合类似工程类比，提出河口水电站1#、2#导墙拆除爆破质点振动速度控制标准见表3。
（2）现场测试程序。根据起爆单响最大药量和周围建筑物分布情况，将测振传感器分别布置在被保护建筑物位置。起爆时，利用系统的自触发或手动触发功能，同时由计算机发出指令，采集系统以预置的采样频率，开始对传感器的数据进行采集。传感器将采集到的爆破振动波转换成正比于质点振动速度的电压信号输出，经过采集系统的A/D数据采集板将电压信号转换为振动波形及数据储存在硬盘内，以供分析处理。测试程序见图2。
（3）测试成果分析。对爆破试验取得一系列的试验数据，利用DASP数据分析平台软件进行处理分析。通过采集系统采集并存储的振动时域波形图进行时域信号的极值分析，便可得到各测点爆破振动的最大振速Vmax。将各测点的最大振速Vmax、测点距爆源的距离R以及爆破单响最大药量Q进行回归分析，求得爆破振动质点振速公式系数k，a，便可得出各类岩体，地上、地下的爆破振动质点振速公式：
此试验与生产同时进行，钻孔及装药时需严格控制孔深、孔间排距及装药量。并作好方位记录，装药爆破。通过对爆后现场情况进行对比分析，并依据各测点的最大振速是否满足安全要求，判断爆破是否满足规范要求。
6 试验成果
爆破结果显示，K、α为与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。试验取得k值为109.4，α值为1.49。
7 试验注意事项
爆破试验时，对所有参加人员进行技术交底，使每个人了解试验目的、步骤及操作规程，保证试验结果可靠有效；试验时作好爆破观测器材的保护工作，作好爆破材料的管理。及时记录、整理试验数据，前一次爆破为下次爆破提供参考数据。
8 结语
进行本次爆破试验，爆破试验确定的爆破震动衰减系数k、α值。确定适合混凝土拆除的预裂梯段爆破，控制对非开挖混凝土的破坏、扰动范围；掌握对相临建筑物的影响程度，确定爆破区地震效应参数。为1#、2#导墙下游导墙的爆破拆除科学计算活得了可靠的依据。