1、深水下巖石圍堰開挖技術摘要:從已建水庫取水時，在取水口工程施工期間,一般通過預留 巖石圍堰實現取水口干地施工，施工結束后再將圍堰爆破拆除。本項 目巖石圍堰距離取水口閘墩最近距離3m,距離工作閘門14.7m水深達 36.5m通過控制爆破安全技術，成功實施拆除，為類似工程施工提供了 參考，在同行業中具有重大推廣價值。關鍵詞:深水下巖石圍堰1工程概況大伙房水庫輸水(二期)工程取水口建筑物施工時，在前端預留了 36.5m高的巖坎做為施工圍堰，取水口具備擋水條件后，對該巖坎進行 爆破拆除，并開挖成引水明渠。巖坎水下拆除總方量約7.6萬立方米。受地形地貌限制，巖坎距離取水結構物較近:巖坎距閘墩最近距離 為

2、3.0m,距檢修閘門最近距離8.5m,距工作門最近14.7m,必須對爆破 振動、水中沖擊波、飛石采取技術和防護措施，確保周圍建筑物的安 全。2水下爆破技術研究2.1本工程深水下開挖難點國內尚無36m以上深水下巖石開挖的案例可以借鑒。深水下開挖其鉆孔、裝藥、出渣難度更大,且爆破點距已有建筑物最近距離僅3.0m,對已有建筑物防護也是施工難點。要充分保證兩岸巖石坡面平整度及完整性，以使開挖后邊坡穩 定。另外，爆破后巖石直徑要小于50cm,否則會造成挖渣困難。2.2關鍵工藝的研究2.2.1鉆孔和裝藥工藝的研究平臺定位?，F場制作鉆井平臺。平臺上設有鉆機、控制平臺 行走的卷揚機、牽引拉耙的卷揚機。根據平臺

3、上所有設備的總重，并 考慮2倍的安全系數確定平臺長18m,寬7m,行深2m。利用四個固定 點，通過平臺上卷揚機移動平臺，實現平臺定位。鉆孔。水下鉆孔采用套管定位解決定位難的問題。用GPS-300 型潛孔鉆機鉆孑L,孔徑140mm 75mm,套管直徑146mm 128mm。根 據實測水深情況,配接套管長度，邊坡預裂孔按設計角度鉆孔,按斜長 配套管。套管距水面附近配短花管，以便鉆孔時石渣從花管中流出。 套管上口固定在平臺的定位環上。采用中風壓沖擊成孔方法鉆進。當 鉆孔深度達到設計要求后，加大風壓提升鉆桿，將孔底沉渣和孔壁清理 干凈，以便于裝藥。炮孔達到預定深度后進行孔深驗證,確認符合設計 要求后即

4、可裝藥。裝藥。選用威力大、抗水性能好2#巖石乳化炸藥，利用套管 裝藥，按設計段數將導爆雷管和藥卷加工成起爆藥包藥包外側用厚塑 料密封兩層,防止藥包在裝填過程中被孔壁擦破。在藥包上部加裝 30cm50cm砂袋,增加藥包重量，以克服水的浮力，使藥包能順利投放 到孔底，砂袋直徑同藥卷直徑。2.2.2出渣方案的研究每次爆破結束后，采用拉耙將石渣拉向庫內低于設計高程的低洼 部位。清渣由一側向另側依次挖掘根據出渣部位、角度及出渣量設 置好出渣線路，利用平臺上卷揚機和岸上固定點帶動拉耙做彳主來運動, 靠拉耙自重和卷揚機拉力將石渣拉向水庫內。2.2.3爆破作用對臨近建筑物影響的研究爆破地震作用對建(構)筑物影

5、響。巖坎距豎井混凝土最近距離為3.0m,距工作閘門14.7m。爆破地震作用對建(構)筑物影響的安全藥量按公式 Q=R3(V/K)3/a 計算：式中:Q為炸藥量(kg)最大一段的炸藥量；R為爆破地震安全距離(m);V為建(構)筑物允許的水平振動速度(cm/s);K、a為分別為與爆破點地形、地質等條件有關的系數和衰減指 數,按以彳主的施工經驗K=150、a=1.5取值(巖坎底部巖石強度較高按 K=50、a=1.3 取值)。爆破孔計算出裝藥量后，根據孔位距建筑物距離與安全藥量相比 較，確定單孔裝藥量、孔內分段數、一次起爆藥量。確保已有建筑物 的安全。水中爆破沖擊波壓力峰值影響。按照黃埔港經驗公式P=

6、156(Q1/3/R)1.13P=156(1001/3/20)1.13=152.9kPa本工程閘門設計水深為41.3m,則水中鉆孔爆破沖擊波壓力應小 于最大靜水壓力P0,P0=yh=413kPa,PP0o所以,水中爆破沖擊波壓力 不構成對已有建筑物影響。臨近建筑物安全防護措施。防爆破飛石、滾石措施。在取水口閘墩前設置8m高園木防護，防止大塊石滾落損壞建筑 物和閘門等。園木上方掛設賓格網防止個別飛石損壞建筑物和閘門。氣泡帷幕防護。氣泡帷幕可有效減緩震動波在水中傳導，每孔閘門前布置三組氣 泡帷幕，間距0.5m,可形成厚度不小于1m的氣泡帷幕。氣泡帷幕發射管連接21m3空壓機組，其中兩組氣泡帷幕發射

7、管 由兩端進氣，另外一組發射管由中間進氣，保證氣泡數量均勻。發射管 管徑32mm上面鉆三排小孔，孔徑1.5mm,孔距10cm，排距1cm，梅花形 布置。水下爆破起爆前5min將空壓機組全部打開直接將空氣注入到 發射管，通過發射管上的小孔形成密集的氣泡群形成氣泡帷幕。3爆破安全監測爆破監測內容包括爆破振動監測和水中沖擊波壓力峰值監測在 震源附近及防護對象前，分別布置監測點,采集振速數據。對于監測數 據及時分析，進一步優化爆破參數,指導施工。監測儀器采用 RS-1616K(S)測振儀,891-2型1H2三分量拾震器。爆破安全檢測標準依據爆破安全規程GB6722-2003安全允許 振速標準見表1。4研究成果結論4.1創新點(1)利用船只建造水上平臺，在平臺上通過導管進行鉆孔、裝藥分層進行剝離，拉耙出渣。兩側邊坡用預裂爆破或光面爆破使開挖面平整、圍巖穩定。主炮孔用深孔梯段開挖爆破技術孔內、孔外分段控制爆破減 少爆破地震效應。用氣墊帷幕保護已形成的建筑物，減少爆破沖擊波 對建筑的影響。4.2效益分析本工程采用深水下開挖與十地施工方法相比較可節約工期4個 月,降低造價數百萬元經濟效益明顯。取水頭部是大伙房輸水(二期)工程的重點控制性工程之一，圍堰 拆除采用深水下爆破開挖技術,加快了施工進