苏洼龙水电站建设对土登尼夏林寺的影响分析

苏洼龙水电站建设对土登尼夏林寺的影响分析

郭兴王润冬海显丽

(中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京100024)

【摘要】苏洼龙水电站左岸坝肩上部现有土登尼夏林寺，由于该工程引水发电系统位于左岸，主要开挖工作面距离寺庙较近，因此，需要开展工程施工对寺庙的影响分析。本文通过对寺庙与枢纽工程的相对位置关系分析，从爆破振动、爆破飞石和爆破冲击波三个方面提出工程爆破控制标准，同时提出了施工期对寺庙需要采取的保护措施。

【关键词】工程施工；寺庙保护；爆破控制标准；保护措施

中图分类号：TV542

Analysis on influence of Suwalong Hydropower Station construction on

Tudengnixialin Temple

GUO Xing, WANG Rundong, HAI Xianli

(PowerConstructionCorporationofChinaBeijingEngineeringCorporationLimited,Beijing100024,China)

Abstract:Tudengnixialin Temple is located in the upper portion of left bank dam of Suwalong Hydropower Station currently. Since water diversion power generation system of the project is located in the left bank, the main excavation work surface is closer to the temple, the influence of project construction on the temple should be analyzed. In the paper, project blasting control standard of the project is proposed from three aspects of blasting vibration, blasting flying rock and blasting shock wave by analyzing the relative location relationship between the temple and hub project. Meanwhile, protection measures necessary for temple during construction are proposed.

Key words: project construction; temple protection; blasting control standard; protective measures

苏洼龙水电站位于金沙江上游河段四川巴塘县和西藏芒康县的界河上，水库正常蓄水位2475m，电站额定水头84m，设置了4台水轮发电机组，总装机容量1200MW，枢纽建筑物主要由沥青混凝土心墙堆石坝、右岸开敞式溢洪道、右岸泄洪放空洞、左岸引水系统、左岸地面厂房等建筑物组成。目前，左岸坝顶上方的山坡上建有土登尼夏林寺，需要原址保护。

苏洼龙水电站工程施工需采用爆破方式开挖，而左岸枢纽建筑物距寺庙建筑最近点距离不足300m，工程施工中需要严格控制爆破产生的振动效应、爆破飞石距离和爆破冲击波，避免工程施工对土登尼夏林寺带来危害，为此，有必要对给土登尼夏林寺带来的影响及防护措施进行专题研究与论证。

1保护对象概况

土登尼夏林寺地面高程约2600m，地表以下主要为冰积覆盖层，由碎石土和碎块石层组成，基岩岩性为黑云斜长片麻岩和黑云斜长花岗岩。苏洼龙水电站引水隧洞进水口、拦河坝左坝肩和地面厂房后边坡开挖边线距寺庙水平距离分别约为270m、270m和310m，高差分别为0m、100m和110m；同时，引水隧洞进水口与寺庙之间存在山脊线遮挡，两者之间山脊线处高程约为2655m。

2爆破振动影响分析

2.1控制标准

土登尼夏林寺寺庙主体建筑物为木石结构，高两层，使用年限较久，总体抗爆破振动能力较差，因此，应严格确定土登尼夏林寺建筑结构的爆破振动控制指标，按国家爆破安全规程中土坯房、毛石房屋的安全允许标准来考虑，同时结合相关工程，土登尼夏林寺建筑结构允许震速取0.5cm/s，其附属建筑物允许震速取1.0cm/s。

2.2最大单响药量估算

由萨道夫斯基经验公式计算，最大单响药量为

式中Qmax——最大单响起爆药量,kg；

R——被保护物到爆源中心距离,m；

[v]——被保护物质点振动峰值速度控制指标，cm/s；

k、a——与爆源至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

参考《爆破安全规程》(GB 6722—2003)表5，爆区不同岩性的k、a值见表1。部分项目通过现场试验，得到的参数见表2。

表1　爆区不同岩性的 k、 a值

表2　不同岩性爆破监测的 k、 a值

土登尼夏林寺地表以下基岩岩性为黑云斜长片麻岩和黑云斜长花岗岩，与以上工程岩石条件较为相似。参考以上工程，结合表1，考虑土登尼夏林寺的特殊性，严格爆破振动控制指标，地面工程取坚硬岩石平均值进行计算，即k=100，a=1.7。则

不同部位最大单响药量计算成果见表3。

表3　不同部位最大单响药量计算成果

3爆破飞石距离控制

集中药包内部爆破的飞石距离计算公式为

(1)

式中k——系数，人员取1.5，建筑物取1.0；

n——最大药包的爆破作用指数，取0.7；

w——最大药包的最小抵抗线。

瑞典德汤尼克研究基金会提出的估算台阶深孔爆破的飞石距离计算公式为

(2)

式中RFmax——飞石的分散距离，m；

Kφ——安全系数，取15～16；

D——炮孔直径，cm。

对于电站梯段深孔爆破，一般孔径为110mm，最小抵抗线小于10m，由式(1)计算的爆破飞石最大距离小于150m，由式(2)计算的爆破飞石最大距离小于180m。同时，《爆破安全规程》(GB 6722—2003)也给出，露天岩土浅孔爆破个别飞散物的最小安全允许距离为300m，深孔爆破为200m。

电站左岸进水口与寺庙最小距离已达270m，同时中间存在山脊遮挡；左岸坝肩与寺庙最小距离同样为270m，但是两者之间高差达100m左右。个别飞石要在这样的距离和高差条件下，克服重力影响和空气阻力的作用到达土登尼夏林寺还是较为困难的，但施工期适当采取防护措施仍是必要的。

4爆破冲击波控制

根据萨道夫斯基公式，炸药在地面爆炸时，产生的空气冲击波压力值为

(3)

式中Δp——空气冲击波压力值，105Pa；

R——测点至爆心的距离，m；

Q——一次爆破的TNT炸药当量，kg。

空气冲击波压力值核算成果见表4。

表4　空气冲击波压力值核算成果

地表建筑物破坏状况与超压Δp对应关系见表5，不同超压值对人的损伤程度见表6。

表5　建筑物破坏程度与超压关系

表6　超压与人员伤害等级对照关系

按照式(3)的计算成果，同时根据相关工程经验，确定工程施工时距寺庙不同距离处的爆破规模，见表7。

5结语

通过以上分析，在工程施工中，优化爆破设计方案是可以将爆破振动、爆破飞石和爆破空气冲击波控制在规范允许范围内的；为减少工程爆破施工带来的社会影响，建议还需采取以下措施：

a.考虑土登尼夏林寺的重要性和其建筑年代较长的特点，施工期间应以被动防护为主，同时也应进行必要的主动防护，以使双方相互支持和理解。

b.考虑土登尼夏林寺在当地藏族群众中的重要性，为防范工程爆破施工时因个别炮孔堵塞质量不好或其他偶发事件的发生，保证土登尼夏林寺的安全和正常运行，可参考相关工程，除采用工程爆破减震措施外，对土登尼夏林寺的建筑结构另采取必要的防护加固处理。

c.施工初期需要进行专门的爆破试验和检测研究，根据试验监测数据，提出具体的爆破施工规模和药量；并在施工过程中进行跟踪监测，及时调整爆破施工，确保土登尼夏林寺的安全和正常运行。

d.保护僧人及当地群众人身安全，施工期间应建立严格的爆破预警措施，定时爆破，爆破时要求僧人及当地群众及时进入房屋躲避，不在户外逗留，以免意外爆破飞石损伤。

e.在一定范围建立围墙，严禁僧人及当地群众进入施工区，保证人员安全，减少施工对当地群众的干扰。

参考文献

[1]卢文波,赖世骧,朱传云,等.三峡工程岩石基础开挖爆破振动控制安全标准[J].爆炸与冲击，2001(1).

[2]龙源,娄建武,徐全军,等.爆破振动对民房的振动破坏作用分析[C]∥第七届全国工程爆破学术会议论文集.北京：中国力学学会，2001.