摘要：英那河水庫擴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在擴建工程中的應用。

關鍵詞：爆破 英那河水庫 擴建工程

１、概況

英那河水庫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。最大庫容6053萬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276ｍ。為了滿足大連城市供水的需要，大壩于2001年5月進行擴建，在原有的大壩上加高培厚，擴建后壩長346.6ｍ。其中左擋水壩段長123.33ｍ，右擋水壩段長108.27ｍ，溢流壩長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，壩底擴寬11.12ｍ，既由原壩25.54ｍ擴至36.66ｍ。總庫容為2.87億ｍ3，擴建后的水庫為大Ⅱ型水庫。具體剖面如下所示：

擴建工程要在原壩基礎上進行加寬、培厚，所以要對基礎進行擴寬開挖，對老壩原有砼進行拆除。

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

２、開挖主要措施

溢流壩擴建基礎開挖采用手風鉆淺孔按保護層開挖施工，建基預留50ｃｍ保護層進行風鎬或人工撬挖，與老壩結合部位采取防震措施，并小藥量松動爆破。

下游挑流鼻坎部位大體積砼（樁號0+22－0+26）采取爆破法施工。

2.1．溢流壩擴建基礎開挖

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

爆破參數(shù)如下表所示：

（1） 一般松動爆破參數(shù)

淺孔爆破施工采用手提式手風鉆打垂直孔，分層高度1.0ｍ，每一爆區(qū)沿壩橫方向為1ｍ，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）淺孔預裂爆破參數(shù)

淺孔預裂爆破包括防震孔兼作預裂孔施工及建基面水平預裂施工。防震孔間距２０ｃｍ，作預裂孔時裝藥孔間距為40ｃｍ，中間不裝藥孔作導向孔，按開挖分區(qū)每一預裂區(qū)預裂長度沿壩橫方向為10ｍ，為減輕爆破的地震效應，爆破時分兩段進行。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） 孔口不裝藥長度 （ｍ） 同段預裂爆破總藥量 （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）

孔口不裝藥長度

（ｍ）

同段預裂爆破總藥量

（ｋｇ）

42

40

2.63

225

0.4

3.69

水平建基面預裂施工時，設計水平預裂孔深為1.0ｍ，為減輕爆破地震效應，爆破時分兩段進行。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，先沿拆除輪廓線預留20ｃｍ處布設防震孔一排，孔距１５ｃｍ，孔深2.5ｍ，然后進行松動爆破區(qū)切斷鋼筋及鋼筋砼的松動爆破，最后利用防震孔作為切割爆破孔進行切割爆破。拆除施工按兩作業(yè)面分向兩岸方向同時進行施工采用ф38氣腿式手風鉆鉆孔，導爆管進行微差爆破控制，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爆破時的保護層。其爆破參數(shù)如下表：

表2－2－1：

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

孔號

抵抗線

（ｃｍ）

炮孔傾角

孔距

（ｃｍ）

孔深

（ｃｍ）

裝藥量

（ｇ）

裝藥方式

Ⅰ號

50

70°

65

70

225

一節(jié)

Ⅱ號

50

70°

65

100

300

一節(jié)

Ⅲ號

50

70°

65

140

375

一節(jié)

Ⅳ號

50

60°

65

170

375

二節(jié)

Ⅴ號

50

60°

65

200

400

二節(jié)

切割孔Ⅵ

50

50°

15

250

150

三節(jié)

注：切割爆破時切割孔裝藥間距為30ｃｍ。

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

聯(lián)線：導爆管聯(lián)接分段起爆，控制最大一響藥量不超過1.2ｋｇ。各排炮孔同段導爆管下孔，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，先進行第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三排孔施工，然后進行Ⅳ、Ⅴ排孔施工，最后進行Ⅵ排孔（切割孔）施工。每一爆區(qū)長約30ｍ。

３、安全監(jiān)測

3.1．爆破實驗

為了保證在新建結構的施工過程中不會對原建大壩產(chǎn)生破壞影響，特別是為了重點保護老壩體上游防滲墻不受破壞（防滲墻僅1ｍ，高18ｍ，樁號0+1.0）。爆破施工過程中委托大連理工大學振動與強度測試中心進行的砼拆除的監(jiān)測工作，以施工期大壩安全，并根據(jù)監(jiān)測結果調整爆破參數(shù)。

爆破實驗分別在樁號0+119～0+124、0+124～0+130及0+130～0+135處進行。

3.2．爆破監(jiān)測結果

在砼爆破拆除過程中進行爆破震動反映實測數(shù)據(jù)如下：

樁號0+119～0+124段挑流面爆破震動反映實測結果表3－2－1

測點位置

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

閘門底

水平

25

1.0

閘門底

垂直

25

0.8

樁號0+124～0+130段挑流面爆破震動反映實測結果表3－2－2

測點位置

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

閘門底

水平

25

0.8

閘門底

垂直

25

0.6

樁號0+130～0+135段挑流面爆破震動反映實測結果表3－2－3

測點位置

測振方向

爆心距

（ｍ）

反映振速峰值

（ｃｍ/ｓ）

同響最大藥量

（ｋｇ）

備注

爆破點下排水孔

水平

5.5

0.94

1.125

共11響

爆破點側下排水孔

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)測結論

通過對英那河水庫爆破施工時大壩振動影響的幾次監(jiān)測，大連理工大學振動與強度測試中心工程質量檢測報告得出以下結論：

1） 爆破影應速度2.0cm/s的指標只相當于Ⅴ度地震裂度，按照該振速指標控制大壩防滲墻的振動幅度，可以保證心墻結構的安全。

2） 監(jiān)測得到的大壩防滲心墻附近最大振動速度響應幅值均小于2.0ｃｍ/ｓ的設計限制值。監(jiān)測的幾次爆破方案均為設計合理方案。

3） 按照所提供并進行監(jiān)測爆破方案進行施工不會威脅大壩防滲心墻結構的運行安全。

４、施工質量控制

爆破施工中嚴格進行施工質量控制，具體措施有：

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

2）．基巖放樣，平面位置點誤差不大于100ｍｍ，高程點不大于100ｍｍ。

3）．測量交底，特別重視現(xiàn)場當面交底，將拆除范圍、深度及要點交待清楚。

4）．專人旁站監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

5）．對于溢流壩挑流鼻坎大體積砼拆除，先進行砼拆除實驗，取得成果后將詳細方案交監(jiān)理工程師審批后實施。各道質量層層把關。

6）．孔位布置、鉆孔角度、孔徑、孔深都嚴格按爆破設計要求進行。

7）．鉆孔完畢后先清除孔內巖粉，并保護好孔口，檢查合格后裝藥。

8）．炮孔裝藥、堵塞、爆破網(wǎng)絡聯(lián)接嚴格按爆破設計早先，嚴格檢查最磊一響藥量。

５、結語

1）．砼拆除及擴建基礎開挖采用控制爆破工藝，有效地加快了施工進度，提高了工程施工質量。

2）．在砼拆除實驗中分別進行先預裂后松動法及先松動后切割法施工。從爆破監(jiān)測及現(xiàn)場爆破效果看，先松動后切割法施工既有利于減輕爆破地震效應，且施工時易于操作控制。在以后類似工程中當優(yōu)先選用。

3）．在起爆方式上，同時起爆雖然爆破效果好，但是裝藥量大，爆破震動影響大；該工程采用毫秒微差導爆管聯(lián)接，分段微差起爆，起爆時不斷創(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。但在施工過程中一定要嚴格控制孔的斜度，及鉆孔深度。

主要參考文獻：

１、 黃河水利校 喬有謨 主編——水利工程施工

２、 大連理工大學振動與強度測試中心進行的砼拆除的監(jiān)測報告