响洪甸抽水蓄能电站水下岩塞爆破新技术的研究与应用.pdf

206 抽水蓄能电站工程建设文集——纪念抽水蓄能专业委员会成立十周年 响洪甸抽水蓄能电站水下岩塞 爆破新技术的研究与应用 陈 文 (安徽水利水电勘测设计院) 【摘要】响洪甸抽水蓄能电站利用已建水库为上水库，上水库进水1：3采用水下岩塞爆破修建。 在进行了大量实验研究的基础上，采用由下游充水形成气垫缓冲、电磁雷管和高频发爆器的起 爆系统、梯形集渣坑和球壳形堵头等新技术及新结构。1999年8月一举爆破成功，所建成的上 库进水口经多年运行，安全可靠，满足抽水蓄能电站双向水流的运用要求。 【关键词】响洪甸抽水蓄能电站岩塞爆破气垫 电磁雷管 1工程概况 响洪甸混合式抽水蓄能电站的上水库为1958年修建的响洪甸水库，响洪甸水库是一座 以防洪、灌溉为主，兼有发电，养殖等效益的综合利用工程，水库总库容26．32亿m3，正常 87．5m高的重力拱坝，位于大坝右岸的泄洪隧洞、发电引水隧洞、装机4×IOMW的常规电 站厂房及其开关站等。 抽水蓄能电站装机2×40MW，新建工程有：下库及其拦河坝、输水系统建筑物，地下 厂房及户外式升压开关站等。输水系统位于上库大坝左岸，引水隧洞采用“二机一洞”，主 洞长459．1m，洞径8．Om，其中307．2m在施工期改为不衬砌隧洞，洞径9．2m。主洞最大过 水流量：发电工况207．8m3／s，抽水工况213．6m3／s，根据引水隧洞的规模和水力条件，上库 进／出水口(下称“进水口”)底高程需在死水位以下12—15m。若放空水库来修建蓄能电站 进水口，对于承担着淠河灌区660万亩农田灌溉供水任务的响洪甸水库，从经济效益考虑是 不可行的，从对社会效益的影响考虑是不允许的。在不放空水库的条件下修建进水口，可供 选择的方案有：a、水中填筑施工围堰，修建常规结构型式的进水口；b、进行水下岩塞爆破 形成迸水口。经方案比较论证，因水中填筑40多米的围堰，工程量大、造价高，且围堰的 填筑和拆除施工难度大，投资是岩塞爆破方案近3倍，经上级有关部门审查同意，采用经 济、可行的水下岩塞爆破方案。 采用水下岩塞爆破技术修建抽水蓄能电站进，出水口当时尚未见先例，且本工程的岩塞 规模较大，库水较深，其难度和风险相对较大。水下岩塞爆破必须确保一次爆通，并需保证 周围已建大坝等建筑物的爆破安全和本身施工安全。因此，作为本工程的关键性技术项目， 设计上在借鉴和吸取国内外岩塞爆破的经验和教训，进行了大量勘测工作和一系列试验研究 的基础上，对进水El结构型式及水力条件、爆破震动影响、钻爆方式、爆破材料和起爆系统 等都做了论证和比选，成功应用了由闸门井充水在岩塞下游形成气垫缓冲、电磁雷管和高频 发爆器起爆系统、双层药室和钻孔相结合的爆破方式、梯形集渣坑和球壳形堵头等新技术及 新结构。1999年8月1日一举安全可靠地爆通成形，所建成的上库进水12I自运行以来，满足 三、工程布置及设计与施工 发电、抽水各种工况下的运用要求。 2进水口水下岩塞爆破设计条件和要求 2．1工程布置和地形地质条件 蓄能电站的输水系统和地下厂房布置在上水库大坝的左岸，综合考虑地形地质条件、工 程布置和施工等条件，并为大坝安全留有余地，最终将岩塞爆破进水口选择在左坝头上游 250m处，距拱坝最近处210m(见图1)。 地形地质条件关系到岩塞爆破的工程 量、施工期稳定和渗透安全、爆破后洞脸 的稳定安全等。为此，前后进行了多次大 比例尺的水下地形测量，高密度的钻探， 并辅以物探、钻孔录像等手段，以掌握可 靠的地形地质资料。进水口位置的地形坡 度，下部(岩塞口)为450左右，高程 115m以上边坡为20。左右，且顺坡裂隙不 发育，边坡稳定条件较好，但地形不对称， 左高右低，使岩塞厚度不均一，增加了药 包布置的难度。进水口部位的岩体主要为 火山角砾岩和凝灰角砾岩，避开了规模较 大的断层和蚀变的绿泥石软弱带，地表有 图1岩塞爆破进水口位置图 厚约1．Om的坡积层，以下为厚3～5m的强 。弱风化层，地面6～8m以下为新鲜岩石，抗压强度70。120MPa，但陡倾角裂隙较发育， 表层10。15m岩体的透水性较大，因此岩塞部位需进行防渗处理。 2．2运用条件及要求 抽水蓄能电站上库