功果桥水电站2#尾水出口混凝土子围堰爆破拆除施工

何毅 张永岗 贺永锋

中国水利水电第十四工程局有限公司 云南昆明 650041

摘要：功果桥水电站2#尾水隧洞出口混凝土子围堰总高7.5m，最厚4m，采用C15素混凝土浇筑。围堰距尾水出口挡水闸门仅24.4m。首机发电前经比选采取爆破拆除，爆破总装药量1289.4kg，平均单耗2kg/m3，爆后近在咫尺的尾水闸门纹丝不动，滴水不漏，爆破飞石较少；相邻启闭机室排架柱最大质点振速仅2.87cm/s，结构安全；爆后原围堰位置水流平顺无雍高，爆破取得圆满成功。本文对围堰爆破的设计与施工做了全面的总结，以期为类似工程之借鉴。

关键词：功果桥电站；2#尾水隧洞出口；混凝土子围堰；爆破设计；施工

1概述

1.1工程概况

功果桥水电站位于云南省云龙县境内大栗树西侧，是澜沧江中下游河段梯级开发的最上游一级电站，下游为小湾电站，上游为苗尾水电站。本工程以发电为主，正常蓄水位1307.0m，装机四台，单机容量225MW，总容量900MW，年均发电量40.41亿Kw·h。枢纽建筑物主要由挡水建筑物、泄水建筑物、引水发电系统等组成。引水发电系统布置在右岸，由进水口、引水隧洞、地下厂房、主变室、尾水调压室、尾水洞和户外出线场等组成。

功果桥电站尾水系统采用“二机一井一洞”的布置方案，四条尾水管洞平行布置，垂直进入1#、2#尾调压汇流后接入1#、2#尾水隧洞。2#尾水洞总长570m，采用16×16m（B×H）城门洞型断面，其出口设启闭机室，安装16×16m检修闸门1扇。尾水检修门下游24.4m的江中布置混凝土子围堰一道，枯期围堰挡水，提起检修门以便2#尾水洞通风散烟；汛期关闭闸门挡水，混凝土子堰阻挡淤沙，减少门叶内泥沙淤积量。混凝土子堰采用C15素混凝土浇筑，底部高程1239.0m，总高7.5m，总长35m。按厚度不同，从上到下分上、中、下三层台阶，上部台阶厚75cm高1.5m为Ⅰ层；中部台阶厚1.5m高2.8m为Ⅱ层；下部台阶厚4m高2.2m为Ⅲ层，子堰总体积为631.245m3。

1.2围堰拆除方案的选择

尾水出口混凝土子堰为枯期挡水，汛期位于水下，为便于施工，选择在电站首机发电前的最后一个枯水期即2011年4月25日进行拆除。由于现场无施工通道可供机械设备至围堰处，仅能布置钢爬梯供人员至围堰顶部，且拆除时围堰仅顶部1.5m露出水面。要将该围堰拆除干净，不抬高尾水位而影响电站正常出力，最终选择爆破拆除，水流冲渣。即先将汛期灌入堰内的积水抽空，形成干地施工条件后钻孔、装药、连线，再向堰内充水使围堰内外平压后起爆。

2 爆破施工主要工艺措施

2.1堰内积水抽排和积渣清理

2#尾水出口混凝土子围堰为枯期挡水，汛期洪水漫过堰顶则改用出口闸门挡水。为形成堰内干地施工条件，先采用WQX250-50-55KW型潜水泵将闸门与围堰间约7000m3蓄水抽排干净，再采用50t汽车吊吊放一台卡特306型挖掘機进入堰内，将围堰上汛期洪水沉淀河沙清走，形成围堰钻孔施工工作面。

2.2 爆破孔钻孔

炮孔由测量放点，红油漆标示。Φ42炮孔采用YT28型手风钻造孔，Φ90炮孔采用QZJ-100B钻机造孔，20m3/min电动空压机供风。炮孔孔位及孔深偏差为±5cm。成孔即用编织袋堵塞孔口保护并及时验收。

2.3 装药及爆破网络连接

子堰Ⅰ、Ⅱ层及Ⅲ层上部第一排孔均采用Φ32药卷连续装药，单孔装药Ⅰ层5节，Ⅱ层内排11节，Ⅱ层外排13节，Ⅲ层上部第一排10节。子堰Ⅲ层第二排主爆孔孔底一节Φ70药卷加强装药，再连续装6.5节Φ60mm药卷，单孔药量8.5kg，Ⅲ层下部两排孔孔底一节70药卷加强，再用一节Φ60药卷绑一节Φ32药卷成组合药卷连续装药，单孔药量9.7kg。每孔内均设1根导爆索传爆并装双650ms高精度雷管。

Ⅲ层底排光爆孔孔底采用一节Φ60药卷加强再间隔20cm装7节Φ32药卷，线装药密度774g/m。两侧光爆孔孔底两节Φ32药卷加强，孔内间隔20cm装7节Φ32药卷。每个光爆孔内均装双导爆索和双650高精度雷管。

爆区总装药量1289.4kg，平均单耗2kg/m3，具体装药参数见下表：

所有炮孔采用1：3干硬性水泥砂浆堵塞密实。

子堰爆破网络设计思路为先爆除上游侧转角部位形成临空面，而后自上游向下游逐排炮孔起爆，每排炮由Ⅰ层2孔、Ⅱ层4孔及Ⅲ层2～4孔组成，每排8～11孔。所有炮孔内均装650ms±25ms高精度非电雷管2发；所有传爆用地表延期雷管采用17ms±2ms雷管，每个传爆节点雷管不少于两发。该网络不考虑导爆管及导爆索传爆时间时其总传爆延时为（17±2ms）×32（节点数）=480～608ms，而孔内孔内延时为625～675ms，故可保证传爆结束后第一孔才起爆。爆破最大单响为11孔一响，最大单响药量40.7kg。爆破网路详见图1、2。

图1：子围堰爆破网络图

图2：子围堰连接完成的爆破网络（堰内充水中）

2.4围堰爆破防护

因围堰爆区与相邻的尾水出口闸门及启闭机室距离仅20余米，门后还有大量人员在紧张施工，爆破中一旦对闸门造成破坏而大量漏水则必将导致水淹厂房的重大事故，因此挡水闸门是本次爆破防护重点。为减少爆破飞石以及防止围堰内外12m水头的压力下爆破后江水夹带爆渣形成的泥石流直接冲击闸门，本次爆破采用堰内充水与堰外平压后再爆破方案，充水后为屏蔽水下爆破冲击波，在闸门前5m处采用B1000×10胶带螺栓连接形成胶带幕帘与爆区完全隔离。启闭机室前则采用1.5寸钢管排架并满挂竹跳板防护。子堰防护胶帘见图3、4。

图3：子堰爆破防护措施远景 图4：子堰爆破防护措施近景

3 结语

在功果桥水电站尾水出口混凝土子围堰爆破拆除中，根据围堰距离出口闸门较近防护困难，低流速不利于冲渣，堰内外水压差大等实际情况，采用了防水乳化炸药、高精度非电雷管等新材料，并采取了较高的炸药单