林 聲,劉國慶,張 麗
(山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276006)
岸堤水庫位于沂河一級支流東汶河上,屬淮河流域沂河水系,控制流域面積1 690 km2,水庫以上干流長度66.6 km,主干流平均坡降為3/1 000,流域形狀呈扇形,壩址位于蒙陰縣界牌鎮(zhèn)圈里村西,東汶河與梓河的交匯處。“三查三定”核定水庫總庫容7.82億m3,興利庫容4.51億m3,興利水位176.0 m,死水位160.3 m;增容工程后水庫總庫容7.80億m3,興利庫容4.59億m3,興利水位176.0 m,死水位160.3 m。是一座以防洪、灌溉、城市供水為主,兼顧發(fā)電等綜合利用的大(2)型水庫,是山東省第二大型水庫。
本工程中涉及爆破拆除部分為原5孔閘閘墩上部檢修橋、橋梁以及177.0 m高程以上機(jī)架墩,弧形閘門支座牛腿處高程175.0 m以上局部結(jié)構(gòu),左溢洪閘閘底板以上的閘墩、橋梁、橋下排架柱、機(jī)房以及檢修橋,以及挑流鼻坎部分。
岸堤水庫除險加固工程拆除工程量主要集中在原溢洪閘閘墩部分。
爆區(qū)東側(cè)為溢洪道,500 m范圍內(nèi)無建筑物。爆區(qū)南側(cè)50 m為廢棄工廠(已拆除),距最近民房180 m。爆區(qū)西側(cè)為庫區(qū)。溢洪閘北側(cè)30 m處為原庫區(qū)派出所(待拆除),溢洪閘距居民樓和大壩管理處辦公大樓(臨時項目部)160 m,爆區(qū)北側(cè)居民樓和大壩管理處辦公大樓(臨時項目部)距最近溢洪道爆破點100 m,拆遷安置房(二層樓房)距最近溢洪道爆破點130 m。爆區(qū)5 m內(nèi)地下、空中沒有需要保護(hù)的通訊光纜、線纜、天然氣管線和高壓輸變電線路等設(shè)施。
爆區(qū)自然坡度約 20°~30°,地質(zhì)資料顯示,爆破范圍內(nèi)巖石為石灰?guī)r,巖石性質(zhì)屬普堅石。按巖石普氏分級,f=8-12。
采用哪種爆破法拆除,保障爆區(qū)周圍居民樓以及臨時項目部辦公大樓等不受到振動、亂石飛濺、空氣沖擊波的影響,是爆破拆除施工重點,因此確定爆破拆除參數(shù)尤為重要。
1)爆區(qū)東側(cè)為河道和農(nóng)田、西側(cè)為庫盆均距離建筑物較遠(yuǎn),可不考慮爆破有害效應(yīng)對建筑物的危害。
2)爆區(qū)南側(cè)安全參數(shù)設(shè)計。爆區(qū)南側(cè)180 m處為民房;建筑物結(jié)構(gòu)為磚砌結(jié)構(gòu),根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)規(guī)定,一般民用建筑最大允許振速為2.5 cm/s~3.0 cm/s,為保證安全取1.0 cm/s。
1)爆區(qū)南側(cè)180 m處民房的實際振動速度
式中:V為實際振動速度;R為爆破區(qū)中心到建筑物的直線距離,R=180 m;K為爆破地形地質(zhì)系數(shù)K=150;α為衰減系數(shù),α=1.5;單段最大裝藥量Q=55 kg;經(jīng)計算V值為0.01 cm/s,V小于《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)規(guī)定,一般民用建筑最大允許振速為2.5 cm/s~3.0 cm/s(且小于設(shè)計振動速度1.0 cm/s),因此南側(cè)180 m處的民房是安全的。
2)爆區(qū)南側(cè)最大允許安全距離
式中:R為爆破安全距離;K為爆破地形地質(zhì)系數(shù)K=150;α為衰減系數(shù),α=1.5;Q為設(shè)計單段最大裝藥量,Q=55 kg;V為允許最大振速,V=1.0 cm/s。
經(jīng)計算:R=107 m,R<180 m因此爆區(qū)南側(cè)180 m處的民房是安全的。
3)爆破飛石。溢洪道中深孔爆破作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)和設(shè)計施工方案操作,根據(jù)以往類似爆破工程經(jīng)驗,嚴(yán)格將飛石控制在安全范圍內(nèi)。
溢洪道底部筏板淺孔爆破作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)和批復(fù)設(shè)計施工方案操作,爆破作業(yè)過程采用全防護(hù),每個炮孔壓2個沙袋子再覆蓋3層草墊子,確保爆區(qū)外沒有飛石。
4)爆破空氣沖擊波。爆破區(qū)域距離建筑物較遠(yuǎn),起爆警戒時人員及機(jī)械全部撤離200 m以外安全地帶。暫不考慮爆破沖擊波對人或物的危害。
爆區(qū)北側(cè)100 m處為辦公大樓和大壩管理處;建筑物結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)規(guī)定,工業(yè)與商業(yè)建筑最大允許振速為3.5 cm/s~4.5 cm/s,為保證安全取1.5 cm/s。
1)爆區(qū)北側(cè)100 m處辦公大樓、大壩管理處的實際振動速度
經(jīng)計算:V=1.1 cm/s,V小于《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)規(guī)定,工業(yè)與商業(yè)建筑最大允許振速為3.5 cm/s~4.5 cm/s(且小于設(shè)計振動速度1.5 cm/s),因此,北側(cè)辦公大樓、大壩管理處是安全的。
2)爆區(qū)北側(cè)最大允許安全距離
經(jīng)計算:R=81.8 m,R<100 m 因此,爆區(qū)北側(cè)100 m處辦公大樓、大壩管理處是安全的。
爆破拆除施工試爆點位于溢洪閘左岸1#閘墩,將炸藥放置于靠近1#閘墩位置處,裝藥量充足,經(jīng)一次起爆,爆破結(jié)果為1#閘墩較為完整地被爆破,然后經(jīng)由挖掘機(jī)、自卸車將爆破后的混凝土碎塊運走另作他用。
為按時完成施工節(jié)點目標(biāo)任務(wù),確保汛期前完成主體工程建設(shè),將原單孔逐一起爆變更為多孔閘墩同時起爆,經(jīng)爆破安全設(shè)計,結(jié)果表明,該爆破拆除創(chuàng)新方法切實可行。為岸堤水庫除險加固工程大大縮短了工期,對實現(xiàn)汛期前完成主體工程建設(shè)這一目標(biāo)提供了有力保障。
爆破拆除施工的關(guān)鍵點為如何在爆破拆除過程中保證其安全性、可行性。本次爆破拆除參數(shù)選取重點考慮周圍環(huán)境、爆區(qū)地質(zhì)狀況、爆區(qū)安全設(shè)計三個方面考慮,確定了爆破參數(shù),證實了爆破拆除施工的可行性。同時,在原爆破拆除施工方法的基礎(chǔ)上由一孔爆破改為多孔閘墩同時起爆,提高效率,縮短工期,為以后同類工程施工積累了經(jīng)驗。