巖土技術(shù)交流：江西省柘林水電站擴(kuò)建工程爆破控制設(shè)計

　　摘要：江西柘林水電站擴(kuò)建工程爆破開挖量大，爆破頻繁，工期緊，在施工過程中要求爆破開挖不影響原水工建筑物安全（特別是“80山包”棱體穩(wěn)定），并保證原電廠保持正常發(fā)電的工作狀態(tài)，而擴(kuò)建工程的大量爆破開挖部位距離原水工建筑物及廠房較近，因此近建筑物爆破施工的控制是本工程成敗的關(guān)鍵之一。
　　關(guān)鍵詞：江西 柘林電站 爆破 開挖 控制
　　1概況
　　柘林水電站擴(kuò)建工程位于江西省北部，鄱陽湖以西的柘林鎮(zhèn)，地處修河中游末端。柘林水電站水庫總庫容79.2億m3，是我國最長的粘土心墻壩（總長590.75m）。
　　擴(kuò)建工程在原柘林水電站泄洪（兼放空）洞北側(cè)，水工建筑物由引水系統(tǒng)（引水明渠、進(jìn)水口、二條引水隧洞）和廠區(qū)系統(tǒng)（地面廠房、開關(guān)站、尾水渠）組成。裝機(jī)二臺單機(jī)容量120MW，擴(kuò)建后該電站總裝機(jī)容量達(dá)420MW.兩臺機(jī)組分別于2001年12月和2002年5月并網(wǎng)發(fā)電。新廠房布置在古滑坡體地基山上，緊靠老電站廠房和老開關(guān)站。進(jìn)水口布置毗鄰寬僅30余m的“80山包”，它實際上起著擋水壩的作用，并且“80山包”底部被F65、F67兩條大斷層切割成棱體，擴(kuò)建工程中的兩條引水隧洞從此構(gòu)造棱體的底部穿過。新開關(guān)站緊靠老開關(guān)站布置。
　　擴(kuò)建工程施工期，原電站仍需承擔(dān)江西電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)，要求保證其正常運(yùn)行發(fā)電。大壩系統(tǒng)和泄洪系統(tǒng)仍按原設(shè)計、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)攔蓄和宣泄洪水。施工期有正常航運(yùn)、過木和供水要求。因此，控制爆破的成功與否，關(guān)系到整個擴(kuò)建工程的成敗。
　　2施工特性
　　擴(kuò)建工程土石方開挖總量為219.7萬m3，主體工程開挖項目有：引水明渠、進(jìn)水口、引水隧洞、地面廠房、尾水渠、開關(guān)站等。各部位開挖工程量見表1.
　　該工程地質(zhì)條件復(fù)雜，“80山包”為一單薄的柘林水庫擋水山體，山體厚度約30 m，風(fēng)化嚴(yán)重，其間受F65、F67兩斷層橫向切割組成一構(gòu)造棱體，成倒三角形，體積近12萬m3，它的穩(wěn)定直接關(guān)系到水庫的安全。因此，在進(jìn)水口、廠房實施開挖爆破時，必須嚴(yán)格控制爆破振動對“80山包”及構(gòu)造棱體產(chǎn)生的不利影響。此外，由于本擴(kuò)建工程廠區(qū)系統(tǒng)開挖距原樞紐建筑物較近，并穿插其中，而施工過程中要求爆破開挖不影響原建筑物的安全，保證電廠正常發(fā)電，開挖量大、爆破頻繁。
　　3爆破試驗
　　爆破試驗的目的是為了觀測爆破開挖對“80山包”、原電站建筑物及正在運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備的影響，確定爆破參數(shù)，提供參考的施工經(jīng)驗公式。
　　爆破地震波在巖體內(nèi)的傳播規(guī)律，質(zhì)點振動速度的衰減特性可用下式來擬合：
　　式中：Q——單響藥量（kg）
　　R——測點至爆心的直線距離（m）
　　V——為質(zhì)點振動速度峰值（cm/s）
　　K，α——反映爆破方式與地質(zhì)條件等綜合影響的回歸待定統(tǒng)計系數(shù)。
　　進(jìn)水口爆破開挖，對“80山包”沿地面?zhèn)鞑ヒ话愕囊?guī)律，共進(jìn)行了6次爆破試驗。廠房段開挖爆破，對原廠房、開關(guān)站、繼保室沿地面?zhèn)鞑ヒ话愕囊?guī)律，共進(jìn)行了8次爆破試驗。對進(jìn)水EL106m以上梯段開挖爆破（孔徑Φ110mm）擬合的K值為36.2，α值為1.469；對進(jìn)水EL106m以下梯段開挖爆破（孔徑Φ70mm）擬合的K值為20.3，α值為1.35；對廠區(qū)EL40m以上梯段開挖爆破（孔徑Φ110mm）擬合的K值為98.23，α值為1.97；對廠區(qū)EL40m以下梯段開挖爆破（孔徑Φ70mm）擬合的K值為23.1，α值為1.413.
　　4爆破施工設(shè)計
　　4.1各開挖部位控制爆破參數(shù)確定
　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》GB22—86和水電部《水工建筑巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》SL47—94，提出了部份建筑物的地面質(zhì)點允許振速，對規(guī)范沒有提到的建（構(gòu)）筑物，根據(jù)現(xiàn)場爆破試驗監(jiān)測及參考國內(nèi)外其它工程經(jīng)驗確定。
　　80山包“地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，各方向傳播來的振動速度值及相應(yīng)加速度值各不相同，因此，不但要控制其振動速度，還要控制其質(zhì)點振動加速度。對”80山包“棱體進(jìn)行動力穩(wěn)定校核，當(dāng)其承受的動力加速度小于0.1g時，是穩(wěn)定的。
　　其中對泄洪（兼放空）洞出口導(dǎo)墻認(rèn)為不完全是大體積混凝土，作一般混凝土結(jié)構(gòu)物處理，地面質(zhì)點允許振速定為小于5cm/s.
　　開關(guān)站包括多種輸配電構(gòu)架及安全控制的電氣設(shè)備，耐振性能各異，不能采用一個標(biāo)準(zhǔn)，其中最重要和最敏感的是繼保室的控制元件，國內(nèi)工程一般采用小于0.5cm/s的振動速度作為安全控制標(biāo)準(zhǔn)，考慮原電站正常工作的重要性，繼保室爆破安全振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)為小于0.25cm/s.對于開關(guān)站內(nèi)各種輸配電構(gòu)架，按基礎(chǔ)地面質(zhì)點振動速度小于0.5cm/s作為安全控制標(biāo)準(zhǔn)。對開關(guān)站內(nèi)一般房屋爆破安全振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)為小于2cm/s.