楊雅涵

（重慶交通大學(xué)，重慶 400247）

1 工程概況

清河水庫右岸泄洪洞進(jìn)口底高程108.00 m，洞型為圓洞，洞徑4.0 m，全斷面鋼筋混凝土襯砌，洞口位于新建取水頭部閘門豎井進(jìn)口段前約70 m處。為新建取水頭部閘門豎井土石方開挖和混凝土澆筑施工，洞口于2015年7月在水庫水位116.00 m高程采用混凝土堵頭和黏土袋進(jìn)行了封堵。在洞口封堵外側(cè)，有一道長50 m、頂寬6 m、高程116.5 m的圍堰；在洞口內(nèi)側(cè)有一道長2.3 m的C20混凝土堵頭，混凝土堵頭靠下游位置內(nèi)布設(shè)?20@200的雙向鋼筋網(wǎng)，鋼筋保護(hù)層厚8 cm，靠近鋼筋網(wǎng)處鉆設(shè)2排? 25、L=1.4 m錨筋，間距50 cm，每排13個(gè)孔，孔深1.0 m，2排孔錯(cuò)開布置，鋼筋網(wǎng)和錨筋焊接在一起。新建取水頭部閘門井現(xiàn)施工完畢，閘門已安裝且具備擋水條件，為確保水庫水位在117.00 m高程以下時(shí)清開供水能正常供水，滿足1.16 m3/s供水量要求，需要拆除該部位洞口封堵體及圍堰。

2 拆除方案研究

2.1 拆除范圍

在洞口前沿洞軸線方向清理出1條底寬6 m的進(jìn)水渠，渠底高程108.00 m，圍堰頂高程116.00 m左右，其中渠左側(cè)到山體邊、渠右側(cè)按1∶2的邊坡清理，清理的主要內(nèi)容包括洞口圍堰石渣清理、回填的石渣、黃土清理、洞口封堵的黏土袋及鋼框架清理和洞口封堵混凝土堵頭拆除。

2.2 拆除總體方案

水庫水位在122.50～129.50 m高程時(shí)，工程難點(diǎn)為封堵體混凝土的水下拆除，因此先將圍堰拆除，圍堰拆除完成后，進(jìn)行黃土、粘土袋等前期外側(cè)封堵體拆除，再進(jìn)行混凝土堵頭水下拆除。因圍堰施工過程中采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲處理，根據(jù)工程選用的挖泥船的機(jī)械性能，先進(jìn)行圍堰松動(dòng)爆破，再進(jìn)行挖除。圍堰拆除完成后，進(jìn)行洞口粘土袋和圍堰與洞口間的黃土及石渣挖除，其中粘土袋拆除采用潛水員水下人工搬運(yùn)至抓斗內(nèi)，黃土和石渣直接挖除。在圍堰及圍堰內(nèi)石渣、黃土、粘土袋清除后，對前期外側(cè)封堵的鋼框架，采用水下潛水綁扎，整體一次性吊離?；炷炼骂^的拆除，采取在浮船上布置水平定向鉆機(jī)對混凝土封堵體進(jìn)行鉆孔的拆除施工方案，無法鉆孔的混凝土由潛水員采用液壓擴(kuò)張鉗和風(fēng)鎬鑿除，從而將封堵體混凝土拆除。

2.3 水下拆除方案

前期做好人員、材料、機(jī)械設(shè)備進(jìn)場，拆除施工范圍測量、標(biāo)記，辦理爆破手續(xù)。洞口圍堰拆除采用浮船、抓斗直接挖除至108.00 m高程。洞口圍堰石渣進(jìn)行帷幕灌漿后，水泥漿和圍堰石渣已形成素混凝土體，強(qiáng)度較高，挖泥船無法直接挖除，采用先進(jìn)行松動(dòng)爆破，爆破后再采用挖泥船進(jìn)行挖除。爆破方法采用200 t浮船作為水上作業(yè)平臺(tái)，安裝2臺(tái)鉆機(jī)進(jìn)行爆破鉆孔施工。根據(jù)水下爆破對炸藥的特殊要求，使用密度大、威力大，抗水性好、殉爆距離大的硝化甘油膠質(zhì)炸藥，孔內(nèi)采用2發(fā)塑料導(dǎo)爆管毫秒導(dǎo)爆管雷管，水上引爆用8號(hào)電雷管，采用微差控制爆破技術(shù)保證安全。根據(jù)工程地質(zhì)資料，結(jié)合爆破施工經(jīng)驗(yàn)，鉆孔采用600型鉆機(jī)鉆孔，直徑?=115 mm；孔距a=2 m，行距b=2 m，垂直圍堰前沿呈三角形布孔，最外緣孔超出設(shè)計(jì)線2 m；孔深h=1.5 m；單位耗藥量采用膠質(zhì)炸藥取q=1.2 kg/m3，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定最大齊爆藥量。爆破地震效應(yīng)安全距離的確定主要考慮爆破振動(dòng)對爆破區(qū)域外70 m閘門井混凝土和閘門的影響,按B6722-2014《爆破安全規(guī)程》要求，爆破地震衡量標(biāo)準(zhǔn)采用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度值作為判定標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場實(shí)際勘測確定圍堰中心線，水深測量采用模擬記錄測深儀，定位精度高于0.5 m的DGPS系統(tǒng)?，F(xiàn)場計(jì)算機(jī)繪圖儀測圖，炸礁船垂直洞口圍堰前沿線八字開錨駐位，在確定的孔位處下鉆鉆孔，下鉆前用水砣量測巖面標(biāo)高，根據(jù)水位與設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高計(jì)算鉆孔深度，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到要求時(shí)，吹清孔內(nèi)碎碴提鉆,按孔深75%長度連續(xù)裝藥達(dá)到規(guī)定要求,根據(jù)最大齊爆藥量的要求和施工現(xiàn)場詳情，多排起爆一次，簇聯(lián)法聯(lián)接，尾端接2發(fā)電雷管引爆。在移船前仔細(xì)檢查聯(lián)線有無錯(cuò)、漏接，確認(rèn)無誤后將危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的人員和船只撤至安全區(qū)，炸礁船撤出距爆區(qū)100 m外，發(fā)出起爆信號(hào)起爆。

2.4 水上挖泥拆除

在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行原地形測量，每10 m一個(gè)斷面，2 m一個(gè)點(diǎn)，繪制1∶200的平面圖及斷面圖。采用2 m3抓揚(yáng)式挖泥船1組，配置2條自航泥駁。挖泥船上配有GPS系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)挖泥控制點(diǎn)坐標(biāo)直接進(jìn)行定位挖泥,每組挖泥量約100 m3/d，挖出的泥卸至指定的拋泥區(qū)內(nèi)。圍堰要開挖至設(shè)定深度底高程108.00 m及底寬6 m范圍。圍堰開挖結(jié)束后，由建設(shè)單位、監(jiān)理工程師、施工單位有關(guān)人員到現(xiàn)場檢查驗(yàn)收。滿足要求后，由監(jiān)理工程師和施工單位有關(guān)人員共同進(jìn)行水深測量，采用挖泥船將洞前基坑內(nèi)回填的黏土、石渣清理干凈后，開始清理黏土袋。原來黏土袋做的封堵墻由潛水員人工拆除，人工拆除的黏土袋采用浮船、吊機(jī)吊運(yùn)出水面。施工過程中潛水員隨時(shí)檢查下水清理情況，確保洞前清理至108.00 m高程。

2.5 混凝土堵頭拆除施工

在洞口部位圍堰和黏土封堵體拆除后，在洞口水域布置1條浮船，浮船上安裝1臺(tái)水平定向鉆機(jī)，潛水員水下確定洞口位置后，采用浮漂在水面定位，由地質(zhì)鉆機(jī)采用硬質(zhì)合金鉆頭在洞口混凝土堵頭108.00 m高程左右鉆設(shè)?150通水孔，鉆孔穿過堵頭混凝土，形成過流通道，保證清開供水正常。鉆機(jī)在混凝土堵頭上盡可能多的鉆孔，擴(kuò)大供水過流斷面，同時(shí)根據(jù)右岸泄洪洞設(shè)計(jì)泄洪能力83 m3/s計(jì)算，過流斷面積ω設(shè)計(jì)=8.55 m2即可滿足設(shè)計(jì)泄洪能力斷面積要求。鉆孔過程中潛水員隨時(shí)下水檢查鉆孔情況，并指揮鉆機(jī)盡可能采用鉆孔方式將堵頭混凝土拆除部分?jǐn)嗝娣e達(dá)到8.55 m2，鉆機(jī)無法鉆孔的部位混凝土由潛水員采用風(fēng)鎬和液壓擴(kuò)張鉗破碎、拆除，鋼筋網(wǎng)和錨桿采用水下切割，并將拆除的石渣清理至洞外，用吊機(jī)吊運(yùn)至浮船上運(yùn)走。

2.6 爆破震動(dòng)安全保證措施

在爆破前2 h按預(yù)定的位置及要求安裝三矢量速度傳感器，其中Z方向鉛直，X方向指向爆源為水平徑向，Y方向?yàn)樗角邢?對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，測量并記錄震源中心及傳感器的位置和高程。在爆破前30 min采集儀連接各傳感器，記錄傳感器和采集儀編號(hào)，設(shè)置參數(shù)，開門閥值為預(yù)測最大幅值的20%且不低于0.2 cm/s，防止頻繁誤觸發(fā)，確認(rèn)儀器連接、調(diào)試完好，保護(hù)罩蓋在儀器和傳感器上加以保護(hù)。爆破產(chǎn)生的振動(dòng)超過儀器設(shè)定的開門閥值，開始記錄爆破振動(dòng)信號(hào)。爆破警戒解除后，通過計(jì)算機(jī)USB接口與記錄儀連接，傳輸記錄的振動(dòng)波形數(shù)據(jù),使用振動(dòng)分析軟件對波形進(jìn)行分析處理，分別讀取豎向、水平徑向和水平切向的振動(dòng)峰值、峰值主頻、主振持續(xù)時(shí)間等參數(shù)。

3 結(jié)語

工程拆除前期經(jīng)多次現(xiàn)場勘查、審慎研究、反復(fù)論證，補(bǔ)充修改施工方案，通過一系列的縝密安排、計(jì)劃、實(shí)施清河水庫右岸泄洪洞封堵體及圍堰拆除，順利進(jìn)入下一階段。在保證工程安全和質(zhì)量的前提下，推進(jìn)了工程進(jìn)度，降低了工程造價(jià)，為整個(gè)供水工程項(xiàng)目的竣工奠定了基礎(chǔ)。