漳泽水库进水口水下爆破
漳泽水库进水口水下爆破
完成时间:1962年7月
工程地点:山西省长治市漳泽水库进水塔
完成单位:山西省水利勘测设计院、西安工程兵工程学院、长治8323部队
项目主持人及参加人员:许四复、程万宗、张映平、林学圣、罗玉胜、练冠海、霍永基、季瑞龙
撰稿人:林学圣
1工程概况
漳泽水库位于山西省长治市郊,建有土坝、溢洪道、取水塔及廊道等建筑。取水塔在土坝上游坡脚处,方形钢筋混凝土框架结构,塔内平面
1962年7月上游暴雨,水库水位急升至距坝顶
(1)在水下
(2)在取水塔底部背水面廊道进口处设置木闸门,保护廊道爆破安全,使爆后塔内保持静水,便于清渣;
(3)爆破炸毁木闸门,通过廊道向外排水。
2钢筋混凝土墙壁开口爆破
为满足爆效、安全和缩短工期的要求,在否定塔外深水装药爆破方案以后,对塔壁内部装药的分层剥皮爆破、分段毫秒延时爆破、内部装药一次爆破等方案进行对比、论证,最后选定内部装药一次爆破方案。
图1爆破对象与环境
1-土堤;2-连接便桥;3-堤内廊道;4-廊道进口木闸门;5-取水塔;6-塔底爆破开口;7-塔顶平台
2.1药包布置
在塔内高
2.2药量计算
药洞装药采用工程兵集团装药爆破公式计算:
C=ABR3
式中C----单个集团装药量,kg;
A----材料抗力系数,炸烂混凝土而不炸断钢筋时,取5.0;
B----填塞系数,取1.15;
R----破坏半径,m,取
计算得药量为
药孔装药采用工程兵直列装药爆破公式计算:
C=ABR
式中 L----单个装药长度,m,取均值
B-----填塞系数,取3.0;
R-----破坏半径,m,取
采用军用制式圆柱形TNT药块(每个药块直径
设计总装药量
2.3起爆网路
设计4组串联电雷管(每组15个)网路并联的电爆网路和4组串联火雷管(每组15个)并联的导爆索网路,组成独立的主、副起爆网路实施爆破。
每个装药放置电雷管、火雷管各1个,分别引接到电爆网路和导爆索网路。
采用8个“B”电池作为起爆电源,以2组串联2个电池后并联方式供电。
2.4可能出现的意外及其预防、处理措施
具体预防、处理措施如下:
(1)使用防水的TNT压制药块;
(2)火雷管、电雷管经过逐个检查,并抽查同批次产品的起爆能力,确保起爆性能可靠;
(3)检查电雷管电阻,每条串联电雷管线路内电阻差小于0.1W;并联网路内各条串联支路电阻保持平衡;
(4)分工有经验的技术人员、爆破员加工起爆雷管和连接起爆网路;
(5)对雷管与导爆索接合部、导爆索外露切口以及导电线结合部作防水处理,并通过浸水24小时试验考验;
(6)电起爆网路经过1:1实爆试验检查验证;
(7)清渣期间指派有经验的技术人员值班,及时处理可能发现的拒爆药包。
具体预防、处理措施如下:
(1)预切割内层部分钢筋,降低材料强度;
(2)分散、均匀布设齐爆药包群,提高炸药能量的有效利用率;
(3)准备潜水员及相应设备,对残留体、钢筋网进行水下切割或小药块二次爆破。
具体预防、处理措施如下:
(1)用药量以炸碎混凝土但不炸断钢筋为度,从源头控制爆破危害效应;
(2)在爆破孔口周围开设防振孔,孔深90~
(3)水工结构允许条件下,爆前切断爆破范围同保留部分间的构造筋与部分主筋,降低周围混凝土开裂的可能性;
(4)相距
(5)拆除塔内所有活动设施及门窗,预防气浪冲散造成二次危害;
(6)设计爆破警戒距离为
(7)组织抢险救护队伍,负责处理现场建筑设施受意外损伤时的抢险工作,负责处理现场人员意外受伤时的救护工作。
2.5爆破效果
爆后塔壁全脱落面积约
塔体依然耸立。塔内爆破口下部混凝土框架结构未发现破坏现象。塔顶砖木结构:上游迎水面砖墙内外均出现沿砖砌缝的水平裂缝,东西两侧墙体近爆心端出现倾向上游、倾角10°~30°的裂缝数条,切断砖块并与水平裂缝连通。塔内下游面砖墙多为垂直裂缝。塔内未拆除门窗框架全部被爆破气浪冲倒;楼板上的预制钢筋混凝土盖板
在取水塔塔顶(爆心上方)及坝顶(距爆心
表1爆破振动对土坝稳定影响的观测结果
砂堆 | 土壤 | 砂堆高度/cm | 砂堆半径/cm | 砂堆坡度 | |||
位置 | 名称 | 爆前 | 爆后 | 爆前 | 爆后 | 爆前 | 爆后 |
取水塔顶 (爆心上方) | 中细砂 | 18.5 | 9.O | 29.O | 40.O | l:1.57 | 1:4.45 |
坝顶 (距爆心 | 中细砂 | 21.O | 14.5 | 30.O | 36.5 | 1:1.46 | 1:2.52 |
距爆心
3叠梁木闸门破坏爆破
叠梁木闸门设于坝体内廊道进口处,距爆破孔口
在权衡分析闸前水下外部装药爆破和闸后方木内部装药爆破方案的利弊以后,确定采用方木内部装药爆破方案。即在闸后外露方木内每块钻1个孔,孔深35em、孔径35~40cm,共19个孔。
药量采用工程兵木材爆破公式计算:
C=KF
式中 C----装药量,g;
F----要炸断的木材断面积,cm。;
K----木材抗力系数,按潮湿的中等坚硬木材计,取1.25。
计算得药量为
考虑到爆破场所潮湿有水,为加快作业速度,缩短装药时间,采用炸药块替代填塞。事先加工铁皮圆筒,装入3块F3.
采用两套独立的串联电起爆网路作为主、副起爆网路。每孔设置2个电雷管,分别同主、副网路连接,用“B”电池起爆。
爆破后l0min才有水从洞内涌出,估计是闸门木板被炸断,但门前砂袋还能挡水。由打捞上来的闸板看出,大部分都在药孔处被炸断,没有发现拒爆药包。
4经验教训
(1)本项目是军事爆破技术用于应急抢险的成功实例。所采用的装药布设、药量计算、起爆网路等爆破方法历经战争考验,比较成熟可靠,可供类似工程参考应用。但药量公式中某些系数有一定范围,要根据爆破条件选定。为确保爆效,取值往往偏高,导致计算药量偏大,不但浪费炸药,而且扩大危害影响。故宜通过相同条件下试爆调整用药量。同时,必须首先考虑满足工程环境的安全要求。
(2)防范措施周密。完成设计后罗列爆破效果、爆破安全方面可能出现的各种意外情况,研究相应对策,并分工,由专人落实解决措施,领导应限时检查完成情况。
(3)精心施工、组织严密。由熟练操作人员钻孔、爆破,技术人员在现场指导,及时解决施工难题。设置起爆药包,按设计图和起爆网路连接图,实行定人员、定任务、定时间、定检查的制度,按图作业,避免差错。
(4)不了解结构造成钢筋混凝土墙壁爆破中布药欠妥,上部爆效差。爆前依赖原设计图配筋情况布药,未研究结构特点和布筋实际,穿孔时才发现原进水口周围配有角钢,无法进钻,不得不外移孔位,缩短孔深,将斜孔改为直孔等,造成装药位置与药量失当,残留面积达1/4未能脱落的严重后果。浪费了水下二次爆破的投资与时间。今后,对爆破部位的钢筋混凝土配筋情况必须深入了解,会同原设计人员、施工人员一道研究,必要时可剥开保护层进行检查落实。这是正确设计的基础,决不能忽视。
(5)对空气中爆炸冲击波估计不足。内部药包爆破产生的空气冲击波强度虽远低于外部药包,但本工程是在水下