柘溪水电站扩机挡水岩坎拆除精细化爆破施工.docx

土石方工程

·5·

柘溪水电站扩机挡水岩坎拆除精细化爆破施工

●徐成光/(中国水利水电第七工程局有限公司)

【摘要】湖南柘溪水电站扩机项目进水口挡水岩坎爆破拆除，具有爆破环境和地质、地形条件复杂，且爆破规模大、风险高、工期紧迫等特点。通过采用纵向分层、水平向分区拆除程序；梯段弱松动爆破和强松动爆破相结合，岩坎两端采用光面爆破；孔内、孔外延时起爆，以及严密的安全防护等一系列拆除精细爆破关键技术，最终一举成功，为今后类似工程积累了宝贵经验。

【关键词】扩机水电站挡水岩坎一次性水下拆除精细爆破

1挡水岩坎爆破拆除工程特性

柘溪水电站坝址位于湖南省安化县城上游12km处，是以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益的水电站。原电站装机6台，总容量447.5MW,已于1962年投产发电。

柘溪水电站扩建工程位于资水右岸原柘溪水电站枢纽范围内，主要任务是发电，扩大装机容量2×250MW。电站扩建工程为一等大(1)型，主要建筑物包括进水口、闸门室、高压引水隧洞、地面厂房等。

进水口布置在右岸大坝上游，原柘溪水电站进水口拦污排内。进水口建筑物包括拦污排、引水渠、拦污栅、检修闸门、事故闸门等。拦污栅底部高程为135.0m。

水库正常蓄水位为169.0m,死水位为144.0m,总库容(P=0.1%)为35.7亿m3。

因进水口混凝土底板位于水库死水位以下，且进水口边坡陡峭，场地十分狭窄，为了确保进水口里面同时干地施工，缩短施工总工期，节约总投资，确定取消新建围堰，特在进水口设计混凝土底板外侧预留挡水岩坎挡水，待进水口段底板和引水隧洞前段混凝土及灌浆施工完毕、拦污栅混凝土浇出水面、闸门室闸门安装完毕并下闸挡水后，再在枯水期将预留挡水岩坎予以拆除。

进水口挡水岩坎拆除爆破具有以下特点。

1.1爆破级别高、规模大

根据国家GB6722—2003《爆破安全规程》中

4.1.3.1条的规定，湖南柘溪扩机项目进水口挡水岩坎爆破拆除爆破工程属于A级。

本次岩坎拆除范围从岩坎顶157.0m高程至岩坎底134.0m高程，157.0m高程处拆除轴线长度为90.0m,拆除总方量为71407.44m3。第3层145.0～134.0m高程最后一次性拆除爆破方量约2万m3,总药量为16t,爆破分段达500段。

1.2挡水岩坎体形和工程地质、地形条件复杂

第3层挡水岩坎削薄后的最后一次性拆除断面尺寸：轴线长度78m,顶部最宽处44.7m,顶部最窄冲沟处仅2.57m;挡水岩坎体形犹如一只鸟，尤为复杂。

挡水岩坎的主要岩性为中厚层细砂岩与长石石英砂岩，夹薄层带状砂质板岩和燧石状石英岩。节理裂隙及各种产状的地质结构面极为发育，岩体破碎。为提高岩坎的挡水能力，岩坎设置了防渗帷幕。

岩坎1、2号冲沟的交汇位置存在一个较大缺口，岩体单薄且堆积有砂卵石体。为增加挡水岩坎的挡水能力和防止钻孔坍塌堵孔，在缺口位置和砂卵石体部位，采用挖除砂卵石体后浇筑水下混凝土和固结灌浆的方法，结合岩坎防渗帷幕，最终形成预留挡水岩坎。

对挡水岩坎迎水面地质和地形情况的了解，主要参考50年前的资料和现场水下勘测，很难做到精确，这也增加了岩坎拆除的难度。

1.3爆破环境条件复杂

挡水岩坎距拦污栅混凝土建筑物最近处削薄前仅

·6·

水利水电施工2012·第1期总第130期

0.3m,削薄后也仅0.7m;距右坝肩最近距离约55m,距老电站闸门最近只有72m,距右坝肩主帷幕灌浆约50m;距进水口闸门约50m,且有21.0m爆破开挖高差。这对爆破振动、爆破飞石和水击波的控制等提出了很高的要求。

1.4工期紧迫、爆破技术要求高

挡水岩坎爆破拆除是与洪水赛跑，挡水岩坎必须在汛期到来之前成功拆除，若洪水突至，挡水岩坎将被淹没。第3层高度为11m,水下深10.5m,临近汛期，若爆破失败，后果不堪设想。对拆除爆破的要求是只准成功，不许失败。

2挡水岩坎拆除精细爆破关键技术

2.1精细的拆除程序和拆除方法

2.1.1拆除程序

根据挡水岩坎拆除特点，确定采用垂直向分层、水平向分区的施工程序进行施工。

岩坎自上而下分3层拆除：第1层为155.0～150.0m高程(水上),第2层为150.0～145.0m高程(水上),第3层为145.0～134.0m高程(水下)。

每层在确保岩坎稳定、不漏水的前提下，先内侧尽可能地小规模爆破削薄和外侧长臂反铲清挖完成后，再对剩余岩坎进行大规模爆破拆除。

对第3层内侧削薄后剩余的挡水岩坎