陳榮華

（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，南寧 530023）

1 工程概況

原桂平航運(yùn)樞紐是郁江干流綜合利用規(guī)劃開(kāi)發(fā)方案中的最下游梯級(jí)，是以航運(yùn)為主兼顧發(fā)電的綜合利用工程，位于潯江支流郁江上，距離黔、郁兩江匯合口約3.7 km。樞紐設(shè)計(jì)正常蓄水位31.5 m，下游設(shè)計(jì)發(fā)電最低水位為19.87 m。電站為日調(diào)節(jié)性能電站，現(xiàn)狀裝機(jī)容量為46.5 MW（3×15.5 MW）。原桂平航運(yùn)樞紐由攔河壩、船閘、電站廠房等建筑物組成，船閘及引航道布置在右岸階地上；壩軸線上，從左到右依次布置：左岸重力壩（由25.00 m 長(zhǎng)的閘門檢修間和27.00 m 長(zhǎng)的沉井組成）、溢流壩、河床式廠房、右岸支墩壩和懸臂式擋土墻。

受具有多年調(diào)節(jié)性能的郁江龍頭梯級(jí)百色水庫(kù)的調(diào)節(jié)影響，枯水季節(jié)桂平航運(yùn)樞紐壩址來(lái)水量增加，電站為了充分利用水能，增加發(fā)電量，枯水季節(jié)沒(méi)有安排檢修，而洪水期上、下游水位較高，下閘檢修風(fēng)險(xiǎn)較大，擴(kuò)機(jī)將能充分利用水能并便于兼顧安排機(jī)組在枯水季節(jié)檢修。因此，為充分利用水能兼顧機(jī)組檢修需要，需對(duì)電站進(jìn)行本次擴(kuò)機(jī)增容建設(shè)。

本次擴(kuò)機(jī)工程系在原桂平航運(yùn)樞紐左岸增加一臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)25 MW（1臺(tái)套燈泡貫流式機(jī)組），為低水頭徑流式電站。擴(kuò)建部分主要由進(jìn)水渠、廠房、尾水渠、接頭壩、閘門檢修間及護(hù)坡等建筑物組成，其中進(jìn)水渠由進(jìn)水渠壩前段、穿壩段、壩后段組成，穿壩段需拆除擋水壩段混凝土，主要為原閘門檢修間拆除與左岸重力壩局部開(kāi)洞拆除，由于樞紐一直承擔(dān)著航運(yùn)兼顧發(fā)電任務(wù)，因此，壩體水下局部開(kāi)洞施工期間不能降水施工，需在擋水條件下拆除。同時(shí)，左岸重力壩靠岸邊緊接濱江防洪堤和商品住房，增加了工程施工難度。

2 拆除施工方法選擇

左岸混凝土重力壩是樞紐的擋水建筑物，距離其它已建水工建筑物和濱江房建較近，且有部分拆除工作在擋水工況下進(jìn)行，拆除施工方法需充分考慮影響因素。

（1）機(jī)械切割法?；炷翙C(jī)械切割技術(shù)按照所用機(jī)械不同，主要包括高速鉆孔機(jī)切割、盤鋸機(jī)切割以及繩鋸機(jī)切割。①高速鉆孔機(jī)切割。該鉆機(jī)具有輕便、高效、采用水冷降溫?zé)o粉塵的特點(diǎn)，可鉆深度為8 m，鉆孔方向無(wú)特別限制。除作為鉆孔工具常規(guī)使用外，還可作為特殊部位的切割工具。②盤鋸機(jī)切割。該鋸機(jī)包括墻體切割機(jī)和地面切割機(jī)，具有體積輕巧、裝拆就位快速、切割能力強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)，適用于線路長(zhǎng)、直線或彎曲半徑不大、切割深度不太大的鋼筋混凝土構(gòu)件的切割。③繩鋸機(jī)切割。作為一種先進(jìn)的混凝土結(jié)構(gòu)切割分離技術(shù)，該工藝可在各種復(fù)雜特殊的環(huán)境下進(jìn)行施工，拆除施工速度快，切割件切口平直光滑，噪聲低、無(wú)振動(dòng)，無(wú)粉塵、無(wú)廢氣污染，符合環(huán)保要求。此外，作為靜力切割技術(shù)，對(duì)需要保留部分的構(gòu)件不產(chǎn)生任何振動(dòng)和損傷，操作安全性高。

（2）電弧和氧氣槍切割法。電弧法是利用石墨電極，以電弧燃燒被破壞的結(jié)構(gòu)；氧氣槍切割法是以金屬筒中的電弧灼燒被破壞的結(jié)構(gòu)，此法的氧氣消耗量極大。電弧和氧氣槍切割是小尺寸鋼筋混凝土切割與拆除的有效方法之一，但此類方法很少用于大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)切割，而且防火安全問(wèn)題也較突出。

（3）高能燃燒劑爆破法。高能燃燒劑爆破法在高溫下通過(guò)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生高壓膨脹氣體，使被爆破介質(zhì)在準(zhǔn)靜態(tài)下脹裂。高能燃燒劑沒(méi)有沖擊波的作用，具有無(wú)飛石、地震效應(yīng)低、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際使用中，由于對(duì)炮孔的密封質(zhì)量要求較高，高能燃燒劑的成本比普通炸藥高，使得高能燃燒劑的使用受到了一定的限制。

（4）鉆孔水壓爆破法。鉆孔水壓爆破法是鉆深孔后在孔內(nèi)放置炸藥包并灌滿水，炸藥起爆后在孔內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓力脈沖，使得深孔之間的混凝土產(chǎn)生裂隙并破壞。鉆孔水壓爆破法產(chǎn)生的爆破飛石和粉塵少，但地震波強(qiáng)度比常規(guī)的鉆孔爆破法大。

（5）液壓鉗破碎法。機(jī)載液壓破碎鉗利用挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油缸產(chǎn)生的閉合力對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行剪切和破碎。缺點(diǎn)是受液壓破碎鉗開(kāi)口度、液壓系統(tǒng)壓力、施工場(chǎng)地荷載等限制，對(duì)大截面結(jié)構(gòu)難以發(fā)揮作用。這類設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)是操作靈活、效率高、能剝除或切割鋼筋并且施工過(guò)程噪聲小、無(wú)振動(dòng)。

將各拆除方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍見(jiàn)表1。

表1 混凝土拆除方法比較

本工程拆除結(jié)構(gòu)主要為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，且拆除部位結(jié)構(gòu)整體配筋少，與其它拆除方法相比較，爆破拆除技術(shù)成熟，拆除效率高。另外，考慮到施工工期短，拆除強(qiáng)度高，綜合考慮各種拆除方法的使用范圍、施工效率等，本工程選擇采用鉆孔爆破法拆除，局部輔以靜態(tài)破碎或機(jī)械劈裂的方法。

3 拆除方案及程序

壩體混凝土拆除主要為原閘門檢修間拆除與重力壩局部開(kāi)洞拆除，其中重力壩局部開(kāi)洞拆除分為水上部分拆除與水下部分拆除。拆除方案如下：原閘門檢修間拆除首先采用巖石破碎機(jī)拆閘門檢修間鋼筋混凝土梁板柱，然后采用風(fēng)鎬拆除下部重力壩扶壁，下部壩體混凝土拆除安排在擴(kuò)機(jī)廠房進(jìn)水口閘門安裝調(diào)試完成且已具備下閘擋水條件后才能拆除，拆除分I期、II期和III期進(jìn)行（見(jiàn)圖1和圖2）。

圖1 壩體混凝土拆除剖面圖

圖2 壩體混凝土拆除上游立視圖

3.1 I期混凝土拆除

先拆除重力式下部三角塊混凝土，保留上游側(cè)4 m 厚混凝土擋水，并在底板及擋水混凝土間架立斜向鋼支撐，待鋼支撐架立完畢后，澆筑一期混凝土進(jìn)水箱涵。

上游側(cè)保留混凝土在施工過(guò)程中必須具有可靠的擋水功能，故需保證其結(jié)構(gòu)的完整性，在Ⅰ期混凝土拆除過(guò)程中，在靠近擋水側(cè)保留1.5 m 厚的保護(hù)層，采用靜態(tài)破碎劑拆除，其余部分可采用弱爆破或機(jī)械的方法拆除。若采用爆破方法拆除，則需遵循“多打眼，少裝藥，多分段，弱振動(dòng)”的爆破施工原則，嚴(yán)格控制爆破對(duì)保留壩體的擾動(dòng)，采用合理的布孔參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、最大單響藥量及爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)為避免壩體拆除過(guò)程中爆破抵抗線的后沖向正對(duì)兩側(cè)及上游保留壩體而產(chǎn)生的損傷或破壞，需要調(diào)整開(kāi)挖面的平面布置及其推進(jìn)方向，選擇合理的開(kāi)挖程序。

本部分混凝土拆除可分兩步進(jìn)行，第一步通過(guò)淺孔修整爆破形成規(guī)則的臺(tái)階面，第二步考慮到爆破拆除區(qū)域距離上游保留擋水結(jié)構(gòu)僅1.5 m，為降低對(duì)上游擋水結(jié)構(gòu)的影響，保證擋水結(jié)構(gòu)的完整性，Ⅰ期拆除采用弱爆破。通過(guò)采用小梯段、小孔間距、單孔單響的淺孔爆破方式來(lái)控制單響藥量，同時(shí)通過(guò)控制爆破拆除方向及拋擲方向來(lái)削弱爆破振動(dòng)效應(yīng)。

在第一步形成臺(tái)階面后，剩余待拆除區(qū)域高約12 m，分為8層，每層高1.5 m，當(dāng)單層順?biāo)鞣较驅(qū)挾瘸^(guò)4 m 時(shí)應(yīng)考慮分多次爆破，每次爆破的寬度不超過(guò)為3 m。采用42 mm 孔徑，0.6 m×0.6 m 的炮孔間排距，25 m 直徑的藥卷，單孔裝藥量約150 g，采用類似光面爆破的不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，毫秒微差接力起爆網(wǎng)路。

3.2 Ⅱ期混凝土拆除

待一期箱涵混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上后，再拆除預(yù)留坎體32.0～37.3 m 高程壩體混凝土（位于水上），按先兩頭后中間的順序分兩次拆除，拆除后設(shè)置臨時(shí)支撐，并在原位置鋪設(shè)鋼筋，澆筑二期箱涵混凝土。待兩頭混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上后才拆除中間部位混凝土。該步工序完成后，形成該重力壩段保留部分混凝土的承重結(jié)構(gòu)。

為了便于后期混凝土的拆除，此部分拆除時(shí)在設(shè)計(jì)輪廓面中部向下設(shè)置2個(gè)矩型槽，并預(yù)留2.5 m寬的支撐墩。矩型槽頂寬1.2 m，高2.4 m，該槽腔部分不澆筑混凝土，主要為后續(xù)混凝土拆除創(chuàng)造臨空面?？紤]箱涵混凝土的結(jié)構(gòu)安全以及爆破作業(yè)的便利性，該部分混凝土主要采用混凝土液壓劈裂機(jī)配合風(fēng)鎬拆除。

3.3 III期混凝土拆除

拆除高程32.0 m以下的預(yù)留坎體混凝土，需要進(jìn)行水下爆破拆除。在拆除前先拆除鋼支撐，然后開(kāi)槽引水至下游進(jìn)入發(fā)電廠房進(jìn)水前池，待上下游水位持平后，再采用松動(dòng)爆破拆除水下部分混凝土至21.0 m高程。

Ⅲ期混凝土拆除采用水平淺孔爆破的方式進(jìn)行拆除。水上部分拆除時(shí)可分多次拆除，水下部分（高程32 m以下）及支撐墩一次拆除，水下混凝土輪廓部位設(shè)置輪廓孔。爆破鉆孔直徑42 mm，乳化炸藥，藥卷直徑32 mm，主爆孔間排距0.75～0.80 m，采用數(shù)碼電子雷管，每孔雙發(fā)，毫秒微差接力起爆網(wǎng)路，炸藥單耗約為0.8 kg/m3。輪廓孔間距0.5 m，采用傳統(tǒng)輪廓爆破技術(shù)。

4 拆除中壩體結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)值模擬

在完成混凝土爆破破碎的同時(shí)，爆破拆除作業(yè)必然會(huì)伴生地震波、爆破飛石、空氣沖擊波、噪聲等負(fù)面效應(yīng)，即爆破公害。因此，爆破作業(yè)中，需研究爆破公害產(chǎn)生的原因、公害強(qiáng)度的分布及衰減規(guī)律，以確保被保護(hù)對(duì)象的安全。

各種爆破公害中以地震波即爆破振動(dòng)對(duì)壩體保留結(jié)構(gòu)及臨近水工建筑物的威脅性最大。為分析爆破振動(dòng)對(duì)樞紐重要結(jié)構(gòu)的影響，應(yīng)用目前較為成熟的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)拆除過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬，研究爆破拆除誘發(fā)的振動(dòng)波傳播及其衰減規(guī)律，為后續(xù)拆除安全影響評(píng)價(jià)和指導(dǎo)工程實(shí)踐提供依據(jù)。

4.1 模型

根據(jù)壩體拆除方案，建立了對(duì)應(yīng)的幾何模型和CAE計(jì)算模型，幾何模型見(jiàn)圖3。

模型主要由壩體混凝土、新建箱涵、鋼支撐和地基4部分組成，其中鋼支撐采用梁（Beam）單元模擬，其余結(jié)構(gòu)均采用8 節(jié)點(diǎn)的C3D8R 實(shí)體單元模擬，單元總數(shù)為16 327，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為18 054。原壩身材料為R15090混凝土，箱涵結(jié)構(gòu)為C35混凝土，鋼支撐為I14型工字鋼，地基為含泥生物碎屑灰?guī)r夾黑色泥巖微風(fēng)化層（D2d1-3），數(shù)值計(jì)算中材料本構(gòu)模型均采用線彈性模型。

4.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制分析

根據(jù)工程的實(shí)際施工過(guò)程，在壩體水下爆破拆除前，主要考慮以下6 種工況下保留壩體的結(jié)構(gòu)安全性。

（1）工況一為采用三維有限元計(jì)算保留4 m厚混凝土壩體在水壓力和揚(yáng)壓力下的穩(wěn)定情況。

（2）工況二為采用三維有限元計(jì)算擋水壩體下游安裝鋼支撐、澆筑混凝土箱涵和混凝土底板，并置換壩身混凝土，形成該重力壩段保留部分混凝土的承重結(jié)構(gòu)，并在原壩身待開(kāi)挖區(qū)域先開(kāi)挖兩個(gè)尺寸為1.2 m×2.4 m的空腔，以便于后期開(kāi)挖和拆除工況。

（3）工況三為采用三維有限元計(jì)算拆除水上壩身混凝土的穩(wěn)定情況。

（4）工況四為采用三維有限元計(jì)算在壩身混凝土和箱涵結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后，在水下待拆除壩體鉆設(shè)孔徑為42 mm的梅花形炮孔。

（4）工況五為采用三維有限元計(jì)算鉆設(shè)梅花形炮孔后，拆除鋼支撐的工況下引水結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定情況。

（5）工況六為采用三維有限元計(jì)算撤除壩身箱涵下部的橡膠支撐工況下引水結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定情況，由計(jì)算結(jié)果可知，在撤除壩身箱涵下部的橡膠支撐工況時(shí)，會(huì)在箱涵頂板靠下游的中部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力值可達(dá)1.71 MPa，超過(guò)了混凝土的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度。為了降低箱涵頂板靠下游的中部的拉應(yīng)力，同時(shí)控制拆除過(guò)程中引水結(jié)構(gòu)的振動(dòng)位移，特提出以下控制措施：在開(kāi)挖置換原有壩身混凝土?xí)r預(yù)留2.5 m厚混凝土中隔墩。

4.3 壩體水下爆破拆除的三維流固耦合數(shù)值模擬

目前在描述爆炸沖擊波傳播過(guò)程及隨后結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的方法主要有基于有限元法的Lagrangian方法和基于有限體積法的Eulerian 算法。耦合的Lagrangian-Eulerian 方法充分聯(lián)合了Lagrangian 方法和Eulerian 方法的優(yōu)勢(shì)，可有效描述流固耦合動(dòng)態(tài)相互作用及大變形問(wèn)題。本項(xiàng)目采用顯式動(dòng)力有限元程序AUTODYN 建立炸藥-庫(kù)水-引水結(jié)構(gòu)-地基耦合的三維全耦合數(shù)值模型，研究不同單響藥量條件下引水結(jié)構(gòu)、接頭壩、溢流壩邊墩的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及水中沖擊波衰減規(guī)律，分析水下爆破拆除對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響。施工過(guò)程中要求在保證不破壞保留結(jié)構(gòu)的前提下，盡可能提高施工效率?；炷翐跛畨Σ鸪怯缮系较轮鸩讲鸪?dāng)拆除到臨近保留結(jié)構(gòu)時(shí)，此時(shí)對(duì)其他結(jié)構(gòu)的影響是最大的，因此選取最后一層爆破拆除時(shí)單孔一響、兩孔一響、三孔一響三種爆破方式作為典型工況進(jìn)行計(jì)算。

4.4 模擬結(jié)果分析

（1）原有方案最危險(xiǎn)工況發(fā)生在運(yùn)行工況六中（即撤除壩身箱涵下部的橡膠支撐）。分別會(huì)在箱涵頂板靠下游的中部和橡膠支撐開(kāi)口與箱涵交界處產(chǎn)生集中的拉應(yīng)力區(qū)和壓應(yīng)力區(qū)，最大拉應(yīng)力數(shù)值可達(dá)1.71 MPa，超過(guò)了新澆箱涵混凝土的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度值，有可能會(huì)威脅引水結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要引起特別注意。

（2）在原壩身混凝土開(kāi)挖與置換區(qū)采取預(yù)留2.5 m厚中隔墩控制措施，可以有效降低在撤除壩身箱涵下部橡膠支撐（工況六）引水結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力值為1.41 MPa，下降幅度達(dá)17.5%，并且峰值僅僅只存在局部表層，使得引水結(jié)構(gòu)滿足應(yīng)力安全要求。

（3）水下待拆除壩體鉆設(shè)梅花形炮孔后，撤去鋼支撐對(duì)壩身結(jié)構(gòu)的整體變形場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)影響較小。

（4）水下爆破拆除靠近箱涵底板的混凝土面板過(guò)程中，在爆破振動(dòng)荷載作用下，總體來(lái)說(shuō)單孔一響的振動(dòng)響應(yīng)小于兩孔一響，兩孔一響的振動(dòng)響應(yīng)小于三孔一響；三種工況下的結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了不同程度的損傷；由于三孔一響對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)較大，對(duì)箱涵底板引起的損傷較大，因此，不推薦使用三孔一響進(jìn)行爆破作業(yè)，兩孔一響比起單孔一響能夠提高施工效率，推薦采用兩孔一響進(jìn)行水下爆破施工。

（5）水下爆破引起的水擊波壓力較小，傳遞到廠房的水擊波壓力峰值小于允許水擊波壓力（0.2 MPa），但爆破水擊波對(duì)新澆混凝土箱涵結(jié)構(gòu)安全將產(chǎn)生一定影響，主要在箱涵底板與側(cè)墻交界處的角點(diǎn)表層區(qū)域產(chǎn)生較大拉應(yīng)力集中，分布范圍較小，實(shí)際爆破過(guò)程中需加強(qiáng)該部位的安全監(jiān)測(cè)。

（6）在水下爆破拆除第一層混凝土面板過(guò)程中，預(yù)留中隔墩工況與無(wú)中隔墩工況在振動(dòng)速度響應(yīng)峰值方面總體相當(dāng)，但是從箱涵頂板振動(dòng)位移峰值方面來(lái)說(shuō)，預(yù)留中墩工況下的位移峰值較小，因此預(yù)留混凝土中墩對(duì)減小箱涵頂板振動(dòng)是有利的。

在滿足引水結(jié)構(gòu)整體運(yùn)行穩(wěn)定的要求下，采用在原壩身混凝土開(kāi)挖與置換區(qū)預(yù)留2.5 m厚中隔墩的控制措施，可以減少開(kāi)挖量、有效減小壩體混凝土拉應(yīng)力、降低整體的振動(dòng)響應(yīng)。

5 爆破安全控制

研究爆破負(fù)面效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理、分布與衰減規(guī)律，通過(guò)科學(xué)的爆破設(shè)計(jì)，采用合理有效的施工工藝措施，確保鄰近的建（構(gòu)）筑物的安全。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，參考類似工程的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)桂平航運(yùn)樞紐擴(kuò)機(jī)工程爆破作業(yè)提出了爆破振動(dòng)、水擊波、爆破噪聲及爆破飛石的安全控制標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表2）。

表2 桂平航運(yùn)樞紐水電站擴(kuò)機(jī)工程施工爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn)

6 爆破施工影響評(píng)價(jià)

（1）爆破振動(dòng)影響，在重力壩拆除階段，單響控制在2 kg內(nèi)可保證閘門檢修間上部保留壩體、左側(cè)重力接頭壩及右側(cè)1#溢流壩邊墩的安全；爆破對(duì)民房及水電站中控室影響可控。

（2）水擊波影響，在10 kg的單響下重力壩混凝土拆除所誘發(fā)水擊波超壓仍小于0.1 MPa，對(duì)廠房進(jìn)水口閘門等建筑物的影響較小。

（3）爆破噪聲對(duì)單響藥量不敏感，當(dāng)單響藥量較大時(shí)，爆破噪聲仍低于控制標(biāo)準(zhǔn)（120 dB）。建議采取一定的工程措施，如提高炮孔的堵塞長(zhǎng)度與質(zhì)量、盡量避免在地面敷設(shè)雷管和導(dǎo)爆索、采用水封爆破或者延期爆破、采用防爆墻削減爆破沖擊波（超壓）強(qiáng)度，進(jìn)一步減小爆破噪聲帶來(lái)的影響。

（4）爆破飛石影響，在爆破施工方案下，最大飛石水平飛散距離可達(dá)135.3 m，垂直飛散高度可達(dá)67.6 m。若飛石控制不當(dāng)，可能會(huì)影響周邊建構(gòu)筑物的安全。

7 爆破施工影響控制措施

（1）爆破振動(dòng)的控制措施。通過(guò)采用合理的爆破參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、爆破起爆順序及抵抗線方向，選取合適的分段延遲時(shí)間，在爆源處控制爆破振動(dòng)的強(qiáng)度。重力壩段拆除爆破的關(guān)鍵保護(hù)對(duì)象是閘門檢修間上部保留壩體、左側(cè)重力接頭壩、右側(cè)1#溢流壩段，3 種保護(hù)對(duì)象的控制標(biāo)準(zhǔn)和最小爆心距相同，因此重力壩段拆除可按照爆破施工不影響距爆源10 m 的閘門檢修間上部保留壩體安全的控制標(biāo)準(zhǔn)8 cm/s，確定爆破方式及最大單響藥量，進(jìn)一步考慮爆破振動(dòng)安全控制要求，建議重力壩段拆除爆破施工時(shí)，最大單響藥量不超過(guò)2.0 kg。

（2）爆破水擊波防護(hù)措施。通常情況下，擴(kuò)機(jī)工程爆破產(chǎn)生的水擊波壓力峰值較小，一般不會(huì)造成威脅大壩等主體水工建筑物的安全問(wèn)題。通常要予以重視的是水面以下迎水側(cè)的閘門、攔污柵等結(jié)構(gòu)。因此要做好安全分析，采取必要的主動(dòng)防護(hù)和加固措施。對(duì)水擊波超壓影響的控制與防護(hù)，可以通過(guò)提高水擊波的允許標(biāo)準(zhǔn)、控制水擊波的峰值及削減水擊波強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要有以下措施：①控制爆破單響藥量，在滿足爆破施工的前提下，盡量采用較小的爆破單響離；②傳播途徑上削減水擊波超壓的強(qiáng)度；③加強(qiáng)炮孔堵塞質(zhì)量。

（3）空氣沖擊波與噪聲控制措施。①合理布置爆破過(guò)程的抵抗線，爆渣拋擲方向一般為產(chǎn)生強(qiáng)烈空氣沖擊波的主方向，因此在拆除爆破工程施工中，均須將爆渣拋擲方向避開(kāi)保護(hù)對(duì)象。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)抵抗線施工、保證平整的臺(tái)階掌子面可防止強(qiáng)烈沖擊波的產(chǎn)生。②保證炮孔的堵塞長(zhǎng)度與質(zhì)量，對(duì)裸露地面的導(dǎo)爆索用砂、土掩蓋。③運(yùn)用微差爆破技術(shù)來(lái)削弱空氣沖擊波的強(qiáng)度。實(shí)踐證明，采用排間微差間隔時(shí)間為15～100 ms 的深孔微差爆破技術(shù)效果最佳。④用控制爆破方向及合理調(diào)節(jié)爆破時(shí)間來(lái)避免沖擊波的破壞作用。爆破時(shí)間的選擇，通常應(yīng)避開(kāi)人流大、活動(dòng)頻繁的時(shí)段。

（4）爆破飛石的控制方法。①優(yōu)化堵塞結(jié)構(gòu)與材料。炮孔堵塞必須要有一定的長(zhǎng)度，一般取1 倍最小抵抗線，最短不得小于最小抵抗線的0.7 倍。堵塞材料可用砂粉或巖粉組成的炮泥，堵塞時(shí)要邊堵邊搗，堵塞要密實(shí)連續(xù)，堵塞材料中應(yīng)避免雜石。②優(yōu)化最小抵抗線方向及大小。最小抵抗線可以影響爆破飛石的飛行距離和飛行方向。實(shí)際施工時(shí)應(yīng)根據(jù)爆破巖體的性質(zhì)、飛石的安全距離，確定最小抵抗線的大小。抵抗線的方向所對(duì)應(yīng)的臨空面應(yīng)朝向無(wú)人、無(wú)民房以及無(wú)高壓輸電線的方向。③覆蓋爆體及架設(shè)隔離帶。在爆體上鋪設(shè)裝砂草袋、炮被，可在爆源處控制飛石。此外，在被保護(hù)對(duì)象與爆破開(kāi)挖區(qū)域之間可以架設(shè)一定長(zhǎng)度及高度的防護(hù)排架作為隔離帶，隔離帶可以設(shè)置在爆區(qū)近處。防護(hù)排架主體采用鋼管作為骨架，防護(hù)排架兩側(cè)面采用鋼筋作骨架，鋼筋焊接成格柵網(wǎng)格；同時(shí)在排架底層放置沙袋，排架內(nèi)側(cè)掛設(shè)竹笆，其表面附設(shè)金屬網(wǎng)，從飛石的傳播途徑上進(jìn)行阻斷。

（5）水下爆破爆渣防護(hù)措施?；炷翂胃慕ǘ尾鸪^(guò)程中，在拆除III 區(qū)水下結(jié)構(gòu)時(shí)，由于下游緊鄰進(jìn)水口段，爆破拆除區(qū)域距離進(jìn)水渠底板斜坡段僅有16.5 m，爆渣易滑入廠房段，給出渣帶來(lái)極大的難度。為防止爆破后的混凝土碎渣進(jìn)入進(jìn)水口，在緊靠箱涵末端位置設(shè)置高度為2 m 的防護(hù)網(wǎng)，以攔截爆渣。防護(hù)網(wǎng)共有兩層，第一層為方格大小為10 cm的支撐鋼筋網(wǎng)，第二層為方格大小為1～2 cm的密鋼筋網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)后設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)支撐。

8 結(jié)語(yǔ)

采用理論分析、數(shù)值模擬及工程類比等方法，研究了桂平航運(yùn)樞紐水電站擴(kuò)機(jī)工程混凝土結(jié)構(gòu)拆除爆破影響，確定了壩體混凝土拆除施工方案，以及爆破振動(dòng)、水擊波、噪聲及飛石的安全控制標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)了爆破振動(dòng)、水擊波、噪聲及飛石等負(fù)面效應(yīng)的影響并提出了相應(yīng)的控制措施，混凝土重力壩改建施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)預(yù)留混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的觀察與監(jiān)測(cè)，防止后續(xù)拆除混凝土的質(zhì)量劣化；進(jìn)行混凝土水下爆破拆除時(shí)，建議在壩體混凝土與箱涵混凝土之間設(shè)置支撐墩，在箱涵中心懸空部位設(shè)置豎向支撐結(jié)構(gòu)，改善結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)應(yīng)力狀態(tài)，維護(hù)結(jié)構(gòu)安全。